Saat mempelajari ikatan kimia polar ionik dan kovalen, Anda berkenalan dengan zat kompleks yang terdiri dari dua unsur kimia. Zat semacam itu disebut biner (dari bahasa Latin bi - dua) atau dua elemen.

Mari kita ingat senyawa biner khas yang kami kutip sebagai contoh untuk mempertimbangkan mekanisme pembentukan ikatan kimia polar ionik dan kovalen: NaCl - natrium klorida dan HCl - hidrogen klorida.

Dalam kasus pertama, ikatannya adalah ionik: atom natrium mentransfer elektron terluarnya ke atom klor dan berubah menjadi ion dengan muatan +1, dan atom klor menerima elektron dan berubah menjadi ion dengan muatan - 1. Secara skematis, proses transformasi atom menjadi ion dapat digambarkan sebagai berikut:

Dalam molekul hidrogen klorida HC1, ikatan kimia terbentuk karena pasangan elektron terluar yang tidak berpasangan dan pembentukan pasangan elektron yang sama dari atom hidrogen dan klorin:

Lebih tepat untuk menyatakan pembentukan ikatan kovalen dalam molekul hidrogen klorida sebagai tumpang tindih awan s satu elektron atom hidrogen dengan awan p satu elektron atom klor:

Selama interaksi kimia, pasangan elektron yang sama bergeser ke arah atom klor yang lebih elektronegatif: , yaitu, elektron tidak akan sepenuhnya berpindah dari atom hidrogen ke atom klor, tetapi sebagian, sehingga menyebabkan muatan parsial atom 5 (lihat 12 ): . Jika kita membayangkan bahwa dalam molekul HCl, serta dalam natrium klorida NaCl, elektron sepenuhnya berpindah dari atom hidrogen ke atom klor, maka mereka akan menerima muatan +1 dan -1: . Muatan bersyarat seperti itu disebut keadaan oksidasi. Ketika mendefinisikan konsep ini, diasumsikan bahwa dalam senyawa polar kovalen, elektron pengikat telah sepenuhnya ditransfer ke atom yang lebih elektronegatif, dan oleh karena itu senyawa hanya terdiri dari ion bermuatan positif dan negatif.

Bilangan oksidasi dapat bernilai negatif, positif, atau nol, yang biasanya diletakkan di atas simbol unsur di atas, misalnya:

Atom-atom yang telah menerima elektron dari atom lain atau yang pasangan elektronnya dipindahkan, yaitu atom dari unsur yang lebih elektronegatif, memiliki keadaan oksidasi negatif. Fluor selalu memiliki bilangan oksidasi -1 di semua senyawa. Oksigen, unsur paling elektronegatif kedua setelah fluor, hampir selalu memiliki bilangan oksidasi -2, kecuali untuk senyawa dengan fluor, misalnya:

Atom-atom yang menyumbangkan elektronnya ke atom lain atau dari mana pasangan elektron yang sama diambil, yaitu atom dari unsur yang kurang elektronegatif, memiliki keadaan oksidasi positif. Logam dalam senyawa selalu memiliki bilangan oksidasi positif. Untuk logam dari subkelompok utama: golongan I (golongan IA) di semua senyawa, bilangan oksidasi adalah +1, golongan II (golongan IIA) adalah +2, golongan III (golongan IIIA) - +3, misalnya:

tetapi dalam senyawa dengan logam, hidrogen memiliki keadaan oksidasi -1:

Nilai nol dari keadaan oksidasi memiliki atom dalam molekul zat sederhana dan atom dalam keadaan bebas, misalnya:

Dekat dengan konsep "keadaan oksidasi" adalah konsep "valensi", yang Anda temui ketika mempertimbangkan ikatan kimia kovalen. Namun, mereka tidak sama.

Konsep "valensi" berlaku untuk zat yang memiliki struktur molekul. Sebagian besar zat organik yang akan Anda kenal di kelas 10 memiliki struktur seperti itu. Dalam kursus sekolah dasar, Anda mempelajari kimia anorganik, yang subjeknya adalah zat molekuler dan non-molekuler, misalnya, struktur ionik. Oleh karena itu, lebih baik menggunakan konsep "keadaan oksidasi".

Apa perbedaan antara valensi dan keadaan oksidasi?

Seringkali valensi dan keadaan oksidasi secara numerik sama, tetapi valensi tidak memiliki tanda muatan, dan keadaan oksidasi memilikinya. Misalnya, hidrogen monovalen memiliki bilangan oksidasi berikut dalam berbagai zat:

Tampaknya fluor monovalen - elemen paling elektronegatif - harus memiliki kebetulan yang lengkap dari nilai-nilai keadaan oksidasi dan valensi. Lagi pula, atomnya hanya mampu membentuk satu ikatan kovalen tunggal, karena ia kekurangan satu elektron hingga lapisan elektronik terluarnya lengkap. Namun, di sini juga ada perbedaan:

Keadaan valensi dan oksidasi lebih berbeda jika mereka tidak bertepatan secara numerik. Sebagai contoh:

Dalam senyawa, bilangan oksidasi total selalu nol. Mengetahui hal ini dan bilangan oksidasi salah satu unsur, Anda dapat menemukan bilangan oksidasi unsur lain dengan rumus, misalnya, senyawa biner. Jadi, mari kita cari bilangan oksidasi klorin dalam senyawa C1 2 O 7.

Mari kita menunjukkan tingkat oksidasi oksigen: . Oleh karena itu, tujuh atom oksigen akan memiliki muatan negatif total (-2) × 7 = -14. Maka total muatan dua atom klor adalah +14, dan satu atom klor: (+14) : 2 = +7. Oleh karena itu, keadaan oksidasi klorin adalah .

Demikian pula, mengetahui bilangan oksidasi unsur-unsur, seseorang dapat merumuskan rumus senyawa, misalnya aluminium karbida (senyawa aluminium dan karbon).

Sangat mudah untuk melihat bahwa Anda bekerja sama dengan konsep "valensi" ketika Anda menurunkan rumus senyawa kovalen atau menentukan valensi suatu unsur dengan rumus senyawanya.

Nama-nama senyawa biner dibentuk dari dua kata - nama unsur kimia penyusunnya. Kata pertama menunjukkan bagian elektronegatif dari senyawa - non-logam, nama Latinnya dengan akhiran -id selalu dalam kasus nominatif. Kata kedua menunjukkan bagian elektropositif - logam atau elemen yang kurang elektronegatif, namanya selalu dalam kasus genitif:

Misalnya: NaCl - natrium klorida, MgS - magnesium sulfida, KH - kalium hidrida, CaO - kalsium oksida. Jika unsur elektropositif menunjukkan derajat oksidasi yang berbeda, maka ini tercermin dalam nama, menunjukkan tingkat oksidasi dengan angka Romawi, yang ditempatkan di akhir nama, misalnya: - oksida besi (II) (baca " oksida besi dua"), - oksida besi (III) (baca "besi oksida tiga").

Jika senyawa terdiri dari dua unsur bukan logam, maka ditambahkan akhiran -id pada nama yang lebih elektronegatif, komponen kedua ditempatkan setelah itu dalam kasus genitif. Contoh: - oksigen fluorida (II), - oksida belerang (IV) dan - oksida belerang (VI).

Dalam beberapa kasus, jumlah atom unsur ditunjukkan dengan menggunakan nama angka dalam bahasa Yunani - mono, di, tiga, tetra, penta, heksa, dll. Misalnya: - karbon monoksida, atau karbon monoksida (II), - karbon dioksida, atau oksida karbon (IV), - timbal tetraklorida, atau timbal (IV) klorida.

Agar ahli kimia dari berbagai negara dapat saling memahami, perlu untuk membuat terminologi dan nomenklatur zat yang seragam. Prinsip tata nama kimia pertama kali dikembangkan oleh ahli kimia Prancis A. Lavoisier, A. Fourcroix, L. Giton de Mervaux dan C. Berthollet pada tahun 1785. Saat ini, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) mengoordinasikan kegiatan ilmuwan dari negara yang berbeda dan mengeluarkan rekomendasi tentang tata nama zat dan terminologi yang digunakan dalam kimia.

Kata kunci dan frase

1. Senyawa biner atau dua unsur.
2. Derajat oksidasi.
3. Nomenklatur kimia.
4. Penentuan bilangan oksidasi unsur dengan rumus.
5. Menyusun rumus senyawa biner menurut bilangan oksidasi unsur-unsurnya.

Bekerja dengan komputer

1. Lihat aplikasi elektronik. Pelajari materi pelajaran dan selesaikan tugas yang disarankan.
2. Cari di Internet untuk alamat email yang dapat berfungsi sebagai sumber tambahan yang mengungkapkan konten kata kunci dan frasa paragraf. Tawarkan bantuan Anda kepada guru dalam mempersiapkan pelajaran baru - buat laporan tentang kata-kata dan frasa kunci dari paragraf berikutnya.

Pertanyaan dan tugas

1. Tuliskan rumus nitrogen oksida (II), (V), (I), (III), (IV).
2. Berikan nama senyawa biner yang rumusnya adalah: a) 1 2 0 7 , 1 2 O, 1O 2 ; b) FeCl2, FeCl3; c) MnS, MnO 2 , MnF 4 , MnO, MnCl 4 ; r) Cu 2 O, Mg 2 Si, SiCl 4, Na 3 N, FeS.
3. Temukan di buku referensi dan kamus semua jenis nama zat dengan rumus: a) CO 2 dan CO; b.SO2 dan SO3. Jelaskan etimologi mereka. Berilah dua nama zat tersebut menurut nomenklatur internasional sesuai dengan aturan yang diatur dalam paragraf.
4. Apa nama lain yang dapat diberikan untuk amonia H 3 N?
5. Temukan volume yang mereka miliki di n. y. 17 gram hidrogen sulfida.
6. Berapa banyak molekul yang terkandung dalam volume ini?
7. Hitung massa 33,6 m3 metana CH2 pada n. y. dan tentukan jumlah molekulnya yang terkandung dalam volume ini.
8. Tentukan bilangan oksidasi karbon dan tuliskan rumus struktur zat berikut, diketahui bahwa karbon dalam senyawa organik selalu tetravalen: metana CH 4, karbon tetraklorida CC1 4, etana C 2 H 4, asetilen C 2 H 2.

Dalam proses kimia, peran utama dimainkan oleh atom dan molekul, yang sifat-sifatnya menentukan hasil reaksi kimia. Salah satu karakteristik penting dari atom adalah bilangan oksidasi, yang menyederhanakan metode memperhitungkan transfer elektron dalam partikel. Bagaimana menentukan keadaan oksidasi atau muatan formal partikel dan aturan apa yang perlu Anda ketahui untuk ini?

Definisi

Setiap reaksi kimia disebabkan oleh interaksi atom-atom dari berbagai zat. Proses reaksi dan hasilnya tergantung pada karakteristik partikel terkecil.

Istilah oksidasi (oksidasi) dalam kimia berarti reaksi di mana sekelompok atom atau salah satunya kehilangan elektron atau mendapatkan, dalam kasus akuisisi, reaksi disebut "reduksi".

Keadaan oksidasi adalah kuantitas yang diukur secara kuantitatif dan mencirikan elektron yang didistribusikan kembali selama reaksi. Itu. dalam proses oksidasi, elektron dalam atom berkurang atau bertambah, didistribusikan kembali di antara partikel-partikel lain yang berinteraksi, dan tingkat oksidasi menunjukkan dengan tepat bagaimana mereka direorganisasi. Konsep ini terkait erat dengan elektronegativitas partikel - kemampuannya untuk menarik dan menolak ion bebas dari dirinya sendiri.

Menentukan tingkat oksidasi tergantung pada karakteristik dan sifat zat tertentu, sehingga prosedur perhitungan tidak dapat secara tegas disebut mudah atau kompleks, tetapi hasilnya membantu merekam proses reaksi redoks secara kondisional. Perlu dipahami bahwa hasil perhitungan yang diperoleh adalah hasil dari memperhitungkan perpindahan elektron dan tidak memiliki arti fisis, serta bukan merupakan muatan inti yang sebenarnya.

Penting untuk diketahui! Kimia anorganik sering menggunakan istilah valensi alih-alih keadaan oksidasi unsur, ini bukan kesalahan, tetapi harus diingat bahwa konsep kedua lebih universal.

Konsep dan aturan untuk menghitung pergerakan elektron adalah dasar untuk mengklasifikasikan bahan kimia (nomenklatur), menjelaskan sifat-sifatnya dan menyusun rumus komunikasi. Tetapi paling sering konsep ini digunakan untuk menggambarkan dan bekerja dengan reaksi redoks.

Aturan untuk menentukan tingkat oksidasi

Bagaimana cara mengetahui derajat oksidasi? Ketika bekerja dengan reaksi redoks, penting untuk diketahui bahwa muatan formal partikel akan selalu sama dengan besar elektron, yang dinyatakan dalam nilai numerik. Fitur ini terhubung dengan asumsi bahwa pasangan elektron yang membentuk ikatan selalu sepenuhnya bergeser ke arah partikel yang lebih negatif. Harus dipahami bahwa kita berbicara tentang ikatan ion, dan dalam kasus reaksi di , elektron akan dibagi rata antara partikel identik.

Bilangan oksidasi dapat memiliki nilai positif dan negatif. Masalahnya adalah bahwa selama reaksi, atom harus menjadi netral, dan untuk ini Anda perlu melampirkan sejumlah elektron ke ion, jika positif, atau mengambilnya jika negatif. Untuk menunjuk konsep ini, saat menulis rumus, angka Arab dengan tanda yang sesuai biasanya ditulis di atas penunjukan elemen. Misalnya, atau dll.

Anda harus tahu bahwa muatan formal logam akan selalu positif, dan dalam kebanyakan kasus, Anda dapat menggunakan tabel periodik untuk menentukannya. Ada sejumlah fitur yang harus diperhatikan untuk menentukan indikator dengan benar.

Tingkat oksidasi:

Setelah mengingat fitur-fitur ini, akan sangat mudah untuk menentukan bilangan oksidasi unsur, terlepas dari kerumitan dan jumlah tingkat atom.

Video yang berguna: menentukan tingkat oksidasi

Tabel periodik Mendeleev berisi hampir semua informasi yang diperlukan untuk bekerja dengan unsur-unsur kimia. Misalnya, anak sekolah hanya menggunakannya untuk menggambarkan reaksi kimia. Jadi, untuk menentukan nilai positif dan negatif maksimum bilangan oksidasi, perlu untuk memeriksa penunjukan unsur kimia dalam tabel:

1. Positif maksimum adalah jumlah grup di mana elemen berada.
2. Bilangan oksidasi negatif maksimum adalah selisih antara batas positif maksimum dan bilangan 8.

Jadi, cukup dengan mencari batas ekstrim dari muatan formal suatu unsur. Tindakan semacam itu dapat dilakukan dengan menggunakan perhitungan berdasarkan tabel periodik.

Penting untuk diketahui! Satu elemen dapat memiliki beberapa indeks oksidasi yang berbeda pada saat yang bersamaan.

Ada dua cara utama untuk menentukan tingkat oksidasi, contohnya disajikan di bawah ini. Yang pertama adalah metode yang membutuhkan pengetahuan dan keterampilan untuk menerapkan hukum kimia. Bagaimana cara mengatur bilangan oksidasi menggunakan metode ini?

Aturan untuk menentukan bilangan oksidasi

Untuk ini, Anda perlu:

1. Tentukan apakah suatu zat tertentu adalah unsur dan apakah zat itu lepas dari ikatan. Jika ya, maka bilangan oksidasinya akan sama dengan 0, terlepas dari komposisi zat (atom individu atau senyawa atom bertingkat).
2. Tentukan apakah zat yang dimaksud terdiri dari ion. Jika ya, maka derajat oksidasi akan sama dengan muatannya.
3. Jika zat yang dimaksud adalah logam, maka lihat indikator zat lain dalam rumus dan hitung pembacaan logam secara aritmatika.
4. Jika seluruh senyawa memiliki satu muatan (sebenarnya, ini adalah jumlah dari semua partikel unsur yang disajikan), maka cukup untuk menentukan indikator zat sederhana, kemudian kurangi mereka dari jumlah total dan dapatkan data logam.
5. Jika hubungannya netral, maka totalnya harus nol.

Misalnya, pertimbangkan untuk menggabungkan dengan ion aluminium yang muatan totalnya nol. Aturan kimia mengkonfirmasi fakta bahwa ion Cl memiliki bilangan oksidasi -1, dan dalam hal ini ada tiga di antaranya dalam senyawa. Jadi ion Al harus +3 agar seluruh senyawa menjadi netral.

Metode ini cukup baik, karena kebenaran larutan selalu dapat diperiksa dengan menjumlahkan semua tingkat oksidasi.

Metode kedua dapat diterapkan tanpa pengetahuan tentang hukum kimia:

1. Temukan data partikel yang tidak memiliki aturan ketat dan jumlah pasti elektronnya tidak diketahui (mungkin dengan eliminasi).
2. Cari tahu indikator semua partikel lain dan kemudian dari jumlah total dengan mengurangkan temukan partikel yang diinginkan.

Mari kita perhatikan metode kedua menggunakan zat Na2SO4 sebagai contoh, di mana atom belerang S tidak didefinisikan, hanya diketahui bahwa itu bukan nol.

Untuk menemukan apa semua keadaan oksidasi sama dengan:

1. Temukan elemen yang diketahui, dengan mengingat aturan tradisional dan pengecualian.
2. Ion Na = +1 dan masing-masing oksigen = -2.
3. Kalikan jumlah partikel setiap zat dengan elektronnya dan dapatkan bilangan oksidasi semua atom kecuali satu.
4. Na2SO4 terdiri dari 2 natrium dan 4 oksigen, ketika dikalikan ternyata: 2 X +1 \u003d 2 adalah jumlah pengoksidasi semua partikel natrium dan 4 X -2 \u003d -8 - oksigen.
5. Jumlahkan hasilnya 2+(-8) = -6 - ini adalah muatan total senyawa tanpa partikel belerang.
6. Nyatakan notasi kimia sebagai persamaan: jumlah data yang diketahui + bilangan yang tidak diketahui = muatan total.
7. Na2SO4 direpresentasikan sebagai berikut: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Jadi, untuk menggunakan metode kedua, cukup mengetahui hukum aritmatika sederhana.

Unsur kimia dalam suatu senyawa, dihitung dari asumsi bahwa semua ikatan adalah ionik.

Keadaan oksidasi dapat memiliki nilai positif, negatif atau nol, oleh karena itu jumlah aljabar dari keadaan oksidasi unsur-unsur dalam molekul, dengan mempertimbangkan jumlah atomnya, adalah 0, dan dalam ion - muatan ion.

1. Bilangan oksidasi logam dalam senyawa selalu positif.

2. Bilangan oksidasi tertinggi sesuai dengan nomor golongan sistem periodik tempat unsur ini berada (pengecualiannya adalah: Au+3(saya kelompok), Cu+2(II), dari golongan VIII, bilangan oksidasi +8 hanya dapat berada dalam osmium Os dan rutenium Ru.

3. Bilangan oksidasi non-logam bergantung pada atom yang terhubung dengannya:

• jika dengan atom logam, maka keadaan oksidasinya negatif;
• jika dengan atom non-logam, maka keadaan oksidasi bisa positif dan negatif. Itu tergantung pada keelektronegatifan atom-atom unsur.

4. Bilangan oksidasi negatif tertinggi dari non-logam dapat ditentukan dengan mengurangkan dari 8 jumlah golongan di mana unsur ini berada, mis. bilangan oksidasi positif tertinggi sama dengan jumlah elektron pada lapisan terluar, yang sesuai dengan nomor golongan.

5. Bilangan oksidasi zat sederhana adalah 0, terlepas dari apakah itu logam atau non-logam.

Unsur-unsur dengan keadaan oksidasi konstan.

Elemen	Keadaan oksidasi karakteristik	Pengecualian
		Hidrida logam: LIH-1
		keadaan oksidasi disebut muatan bersyarat partikel dengan asumsi bahwa ikatannya benar-benar putus (memiliki karakter ionik). H- Cl = H + + Cl - , Ikatan dalam asam klorida adalah kovalen polar. Pasangan elektron lebih bias terhadap atom Cl - , karena itu lebih elektronegatif seluruh elemen. Bagaimana cara menentukan derajat oksidasi? Keelektronegatifan adalah kemampuan atom untuk menarik elektron dari unsur lain. Keadaan oksidasi ditunjukkan di atas elemen: br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - dll. Itu bisa negatif dan positif. Keadaan oksidasi zat sederhana (tidak terikat, keadaan bebas) adalah nol. Keadaan oksidasi oksigen di sebagian besar senyawa adalah -2 (pengecualiannya adalah peroksida H2O2, di mana itu adalah -1 dan senyawa dengan fluor - HAI +2 F 2 -1 , HAI 2 +1 F 2 -1 ). - Keadaan oksidasi ion monoatomik sederhana sama dengan muatannya: tidak + , Ca +2 . Hidrogen dalam senyawanya memiliki bilangan oksidasi +1 (pengecualian adalah hidrida - tidak + H - dan jenis koneksi C +4 H 4 -1 ). Dalam ikatan logam-non-logam, atom yang memiliki elektronegativitas tertinggi memiliki keadaan oksidasi negatif (data elektronegativitas diberikan pada skala Pauling): H + F - , Cu + br - , Ca +2 (TIDAK 3 ) - dll. Aturan untuk menentukan tingkat oksidasi dalam senyawa kimia. Mari kita ambil koneksi KMnO 4 , perlu untuk menentukan keadaan oksidasi atom mangan. Pemikiran: Kalium adalah logam alkali dalam kelompok I dari tabel periodik, dan karena itu hanya memiliki keadaan oksidasi positif +1. Oksigen diketahui memiliki bilangan oksidasi -2 di sebagian besar senyawanya. Zat ini bukan peroksida, yang berarti tidak terkecuali. Membuat persamaan: K+MnXO 4 -2 Biarlah X- tidak kita ketahui tingkat oksidasi mangan. Jumlah atom kalium adalah 1, mangan - 1, oksigen - 4. Terbukti bahwa molekul secara keseluruhan bersifat netral secara listrik, sehingga muatan totalnya harus sama dengan nol. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Oleh karena itu, bilangan oksidasi mangan dalam kalium permanganat = +7. Mari kita ambil contoh lain dari oksida Fe2O3. Hal ini diperlukan untuk menentukan keadaan oksidasi atom besi. Pemikiran: Besi adalah logam, oksigen adalah non-logam, yang berarti oksigen yang akan menjadi agen pengoksidasi dan memiliki muatan negatif. Kita tahu bahwa oksigen memiliki keadaan oksidasi -2. Kami mempertimbangkan jumlah atom: besi - 2 atom, oksigen - 3. Kami membuat persamaan di mana X- keadaan oksidasi atom besi: 2*(X) + 3*(-2) = 0, Kesimpulan: bilangan oksidasi besi dalam oksida ini adalah +3. Contoh. Tentukan bilangan oksidasi semua atom dalam molekul. 1. K2Cr2O7. Keadaan oksidasi K+1, oksigen O -2. Indeks yang diberikan: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Karena jumlah aljabar bilangan oksidasi unsur-unsur dalam molekul, dengan mempertimbangkan jumlah atomnya, adalah 0, maka jumlah bilangan oksidasi positif sama dengan jumlah bilangan negatif. Keadaan oksidasi K+O=(-14)+(+2)=(-12). Dari sini dapat disimpulkan bahwa jumlah pangkat positif atom kromium adalah 12, tetapi ada 2 atom dalam molekul, yang berarti ada (+12):2=(+6) per atom. Menjawab: K2 + Cr2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3-. Dalam hal ini, jumlah bilangan oksidasi tidak lagi sama dengan nol, tetapi muatan ion, mis. - 3. Mari kita buat persamaan: x+4×(- 2)= - 3 . Menjawab: (Seperti +5 O 4 -2) 3-.

DEFINISI

Keadaan oksidasi adalah penilaian kuantitatif keadaan atom suatu unsur kimia dalam suatu senyawa, berdasarkan elektronegativitasnya.

Dibutuhkan nilai positif dan negatif. Untuk menunjukkan keadaan oksidasi suatu unsur dalam senyawa, Anda harus meletakkan angka Arab dengan tanda yang sesuai ("+" atau "-") di atas simbolnya.

Harus diingat bahwa derajat oksidasi adalah besaran yang tidak memiliki arti fisika, karena tidak mencerminkan muatan atom yang sebenarnya. Namun, konsep ini sangat banyak digunakan dalam kimia.

Tabel keadaan oksidasi unsur kimia

Bilangan oksidasi positif dan negatif maksimum dapat ditentukan dengan menggunakan Tabel Periodik D.I. Mendeleev. Mereka sama dengan jumlah kelompok di mana elemen itu berada, dan perbedaan antara nilai keadaan oksidasi "tertinggi" dan angka 8.

Jika kita mempertimbangkan senyawa kimia secara lebih spesifik, maka dalam zat dengan ikatan non-polar, bilangan oksidasi unsur-unsurnya adalah nol (N 2, H 2, Cl 2).

Keadaan oksidasi logam dalam keadaan dasar adalah nol, karena distribusi kerapatan elektron di dalamnya seragam.

Dalam senyawa ionik sederhana, keadaan oksidasi unsur-unsur penyusunnya sama dengan muatan listrik, karena selama pembentukan senyawa ini, terjadi transfer elektron yang hampir lengkap dari satu atom ke atom lain: Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F - 1 3 , Zr +4 Br -1 4 .

Saat menentukan tingkat oksidasi unsur-unsur dalam senyawa dengan ikatan kovalen polar, nilai elektronegativitasnya dibandingkan. Karena, selama pembentukan ikatan kimia, elektron dipindahkan ke atom unsur yang lebih elektronegatif, yang terakhir memiliki keadaan oksidasi negatif dalam senyawa.

Ada unsur-unsur yang hanya memiliki satu nilai bilangan oksidasi (fluor, logam dari golongan IA dan IIA, dll.). Fluor, yang dicirikan oleh elektronegativitas tertinggi, selalu memiliki bilangan oksidasi negatif yang konstan (-1) dalam senyawa.

Unsur alkali dan alkali tanah, yang dicirikan oleh nilai elektronegativitas yang relatif rendah, selalu memiliki bilangan oksidasi positif, masing-masing sama dengan (+1) dan (+2).

Namun, ada juga unsur kimia seperti itu, yang dicirikan oleh beberapa nilai derajat oksidasi (sulfur - (-2), 0, (+2), (+4), (+6), dll.) .

Untuk memudahkan mengingat berapa banyak dan bilangan oksidasi apa yang merupakan karakteristik dari suatu unsur kimia tertentu, digunakan tabel bilangan oksidasi unsur-unsur kimia, yang terlihat seperti ini:

Nomor seri	Rusia / Inggris judul	simbol kimia	Keadaan oksidasi
	Hidrogen
	Helium / Helium
	Litium / Litium
	Berilium / Berilium
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	Karbon / Karbon		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	Nitrogen / Nitrogen		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	Oksigen / Oksigen		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	Fluor / Fluor
	Sodium
	Magnesium / Magnesium
	Aluminium
	silikon / silikon		(-4), 0, (+2), (+4)
	Fosfor / Fosfor		(-3), 0, (+3), (+5)
	Sulfur		(-2), 0, (+4), (+6)
	Klorin / Klorin		(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), jarang (+2) dan (+4)
	Argon / Argon
	Kalium / Kalium
	Kalsium / Kalsium
	Skandium / Skandium
	Titanium / Titanium		(+2), (+3), (+4)
	Vanadium / Vanadium		(+2), (+3), (+4), (+5)
	Kromium / Kromium		(+2), (+3), (+6)
	Mangan / Mangan		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	Besi / Besi		(+2), (+3), jarang (+4) dan (+6)
	Kobalt / Kobalt		(+2), (+3), jarang (+4)
	Nikel / Nikel		(+2), jarang (+1), (+3) dan (+4)
	Tembaga		+1, +2, jarang (+3)
	Gallium / Galium		(+3), jarang (+2)
	Germanium / Germanium		(-4), (+2), (+4)
	Arsenik / Arsenik		(-3), (+3), (+5), jarang (+2)
	Selenium / Selenium		(-2), (+4), (+6), jarang (+2)
	Brom / Brom		(-1), (+1), (+5), jarang (+3), (+4)
	Kripton / Kripton
	Rubidium / Rubidium
	Strontium / Strontium
	Itrium / Itrium
	Zirkonium / Zirkonium		(+4), jarang (+2) dan (+3)
	Niobium / Niobium		(+3), (+5), jarang (+2) dan (+4)
	Molibdenum / Molibdenum		(+3), (+6), jarang (+2), (+3) dan (+5)
	Teknesium / Teknesium
	Rutenium / Rutenium		(+3), (+4), (+8), jarang (+2), (+6) dan (+7)
	Rhodium		(+4), jarang (+2), (+3) dan (+6)
	Paladium / Paladium		(+2), (+4), jarang (+6)
	Perak / Perak		(+1), jarang (+2) dan (+3)
	Kadmium / Kadmium		(+2), jarang (+1)
	Indium / Indium		(+3), jarang (+1) dan (+2)
	Timah / Timah		(+2), (+4)
	Antimon / Antimon		(-3), (+3), (+5), jarang (+4)
	Telurium / Telurium		(-2), (+4), (+6), jarang (+2)
			(-1), (+1), (+5), (+7), jarang (+3), (+4)
	Xenon / Xenon
	Sesium / Sesium
	Barium / Barium
	Lantanum / Lantanum
	Cerium / Cerium		(+3), (+4)
	Praseodymium / Praseodymium
	Neodymium / Neodymium		(+3), (+4)
	Prometium / Prometium
	Samaria / Samarium		(+3), jarang (+2)
	Europium / Europium		(+3), jarang (+2)
	Gadolinium / Gadolinium
	Terbium / Terbium		(+3), (+4)
	Disprosium / Disprosium
	Holmium / Holmium
	Erbium / Erbium
	Thulium / Thulium		(+3), jarang (+2)
	Iterbium / Iterbium		(+3), jarang (+2)
	Lutetium / Lutetium
	Hafnium / Hafnium
	Tantalum / Tantalum		(+5), jarang (+3), (+4)
	Tungsten / Tungsten		(+6), jarang (+2), (+3), (+4) dan (+5)
	Renium / Renium		(+2), (+4), (+6), (+7), jarang (-1), (+1), (+3), (+5)
	Osmium / Osmium		(+3), (+4), (+6), (+8), jarang (+2)
	Iridium / Iridium		(+3), (+4), (+6), jarang (+1) dan (+2)
	Platina / Platina		(+2), (+4), (+6), jarang (+1) dan (+3)
	Emas / Emas		(+1), (+3), jarang (+2)
	Merkuri / Merkuri		(+1), (+2)
	Pinggang / Talium		(+1), (+3), jarang (+2)
	Memimpin / Memimpin		(+2), (+4)
	Bismut / Bismut		(+3), jarang (+3), (+2), (+4) dan (+5)
	Polonium / Polonium		(+2), (+4), jarang (-2) dan (+6)
	Astatin / Astatin
	Radon / Radon
	Fransium / Fransium
	Radium / Radium
	Aktinium / Aktinium
	Thorium / Thorium
	Proaktinium / Protaktinium
	Uranus / Uranium		(+3), (+4), (+6), jarang (+2) dan (+5)

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Menjawab Kami akan secara bergantian menentukan tingkat oksidasi fosfor di setiap skema transformasi yang diusulkan, dan kemudian memilih jawaban yang benar.

• Keadaan oksidasi fosfor dalam fosfin adalah (-3), dan dalam asam fosfat - (+5). Perubahan keadaan oksidasi fosfor: +3 → +5, mis. jawaban pertama.
• Bilangan oksidasi suatu unsur kimia dalam zat sederhana adalah nol. Keadaan oksidasi fosfor dalam komposisi oksida P 2 O 5 sama dengan (+5). Perubahan keadaan oksidasi fosfor: 0 → +5, mis. jawaban ketiga.
• Bilangan oksidasi fosfor dalam asam dengan komposisi HPO 3 adalah (+5), dan H 3 PO 2 adalah (+1). Perubahan keadaan oksidasi fosfor: +5 → +1, mis. jawaban kelima.

CONTOH 2

Latihan	Bilangan oksidasi (-3) karbon dalam senyawa: a) CH 3 Cl; b) C 2 H 2 ; c) HCOH; d) C 2 H 6 .
Keputusan	Untuk memberikan jawaban yang benar atas pertanyaan yang diajukan, kami akan secara bergantian menentukan tingkat oksidasi karbon di masing-masing senyawa yang diusulkan. a) bilangan oksidasi hidrogen adalah (+1), dan klorin - (-1). Kami mengambil untuk "x" tingkat oksidasi karbon: x + 3×1 + (-1) =0; Jawabannya salah. b) bilangan oksidasi hidrogen adalah (+1). Kami mengambil untuk "y" tingkat oksidasi karbon: 2×y + 2×1 = 0; Jawabannya salah. c) bilangan oksidasi hidrogen adalah (+1), dan oksigen - (-2). Mari kita ambil untuk "z" keadaan oksidasi karbon: 1 + z + (-2) +1 = 0: Jawabannya salah. d) bilangan oksidasi hidrogen adalah (+1). Mari kita ambil untuk "a" keadaan oksidasi karbon: 2×a + 6×1 = 0; Jawaban yang benar.
Menjawab	Opsi (d)

Untuk mengkarakterisasi keadaan unsur dalam senyawa, konsep derajat oksidasi telah diperkenalkan.

DEFINISI

Banyaknya elektron yang dipindahkan dari atom suatu unsur tertentu atau ke atom suatu unsur tertentu dalam suatu senyawa disebut keadaan oksidasi.

Bilangan oksidasi positif menunjukkan jumlah elektron yang berpindah dari atom tertentu, dan bilangan oksidasi negatif menunjukkan jumlah elektron yang berpindah ke atom tertentu.

Dari definisi ini dapat disimpulkan bahwa dalam senyawa dengan ikatan non-polar, keadaan oksidasi unsur-unsurnya adalah nol. Molekul yang terdiri dari atom identik (N 2 , H 2 , Cl 2) dapat berfungsi sebagai contoh senyawa tersebut.

Keadaan oksidasi logam dalam keadaan dasar adalah nol, karena distribusi kerapatan elektron di dalamnya seragam.

Dalam senyawa ionik sederhana, keadaan oksidasi unsur-unsur penyusunnya sama dengan muatan listrik, karena selama pembentukan senyawa ini, terjadi transfer elektron yang hampir lengkap dari satu atom ke atom lain: Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F - 1 3 , Zr +4 Br -1 4 .

Saat menentukan tingkat oksidasi unsur-unsur dalam senyawa dengan ikatan kovalen polar, nilai elektronegativitasnya dibandingkan. Karena, selama pembentukan ikatan kimia, elektron dipindahkan ke atom unsur yang lebih elektronegatif, yang terakhir memiliki keadaan oksidasi negatif dalam senyawa.

Tingkat oksidasi terendah

Untuk unsur-unsur yang menunjukkan bilangan oksidasi berbeda dalam senyawanya, ada konsep bilangan oksidasi yang lebih tinggi (positif maksimum) dan lebih rendah (negatif minimum). Bilangan oksidasi terendah dari suatu unsur kimia biasanya secara numerik sama dengan perbedaan antara nomor golongan dalam sistem periodik D. I. Mendeleev, di mana unsur kimia tersebut berada, dan nomor 8. Misalnya, nitrogen dalam kelompok VA, yang berarti bilangan oksidasi terendahnya adalah (-3): V-VIII = -3; belerang berada dalam golongan VIA, jadi bilangan oksidasi terendahnya adalah (-2): VI-VIII = -2, dst.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1