ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ
Օքսիդացման վիճակ- սա քանակականացումքիմիական տարրի ատոմի վիճակը միացության մեջ՝ հիմնված նրա էլեկտրաբացասականության վրա:
Այն վերցնում է ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական արժեքներ: Միացության մեջ տարրի օքսիդացման աստիճանը նշելու համար անհրաժեշտ է դրա նշանի վերևում տեղադրել արաբական թիվ՝ համապատասխան նշանով («+» կամ «-»):
Պետք է հիշել, որ օքսիդացման աստիճանը մեծություն է, որը չունի ֆիզիկական զգացողություն, քանի որ այն չի արտացոլում ատոմի իրական լիցքը։ Այնուամենայնիվ, այս հասկացությունը շատ լայնորեն կիրառվում է քիմիայում:
Քիմիական տարրերի օքսիդացման վիճակի աղյուսակ
Առավելագույն դրական և նվազագույնը բացասական աստիճանօքսիդացումը կարող է որոշվել D.I-ի պարբերական աղյուսակի միջոցով: Մենդելեևը. Դրանք հավասար են այն խմբի թվին, որում գտնվում է տարրը, և համապատասխանաբար «ամենաբարձր» օքսիդացման և 8 թվի արժեքի տարբերությանը։
Եթե հաշվի առնենք քիմիական միացություններավելի կոնկրետ՝ ոչ բևեռային կապերով նյութերում տարրերի օքսիդացման աստիճանը զրո է (N 2, H 2, Cl 2)։
Մետաղների օքսիդացման վիճակը տարրական վիճակում զրոյական է, քանի որ դրանցում էլեկտրոնային խտության բաշխումը միատեսակ է։
Պարզ իոնային միացություններում դրանց բաղկացուցիչ տարրերի օքսիդացման աստիճանն է էլեկտրական լիցք, քանի որ այս միացությունների առաջացման ժամանակ տեղի է ունենում էլեկտրոնների գրեթե ամբողջական անցում մի ատոմից մյուսը՝ Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F -1 3, Zr +4 Br - 1 4.
Բևեռային կովալենտային կապերով միացություններում տարրերի օքսիդացման աստիճանը որոշելիս համեմատվում են դրանց էլեկտրաբացասականության արժեքները: Քանի որ քիմիական կապի ձևավորման ժամանակ էլեկտրոնները տեղափոխվում են ավելի էլեկտրաբացասական տարրերի ատոմներ, վերջիններս միացություններում ունեն բացասական օքսիդացման աստիճան։
Կան տարրեր, որոնց համար բնորոշ է օքսիդացման վիճակի միայն մեկ արժեք (ֆտոր, IA և IIA խմբերի մետաղներ և այլն)։ Ֆտոր, բնութագրվում է ամենաբարձր արժեքըէլեկտրաբացասականություն, միացություններում միշտ ունի մշտական բացասական օքսիդացման աստիճան (-1):
Ալկալային և հողալկալիական տարրերը, որոնք բնութագրվում են էլեկտրաբացասականության համեմատաբար ցածր արժեքով, միշտ ունենում են դրական օքսիդացման աստիճան՝ համապատասխանաբար (+1) և (+2) հավասար։
Այնուամենայնիվ, կան նաև այնպիսի քիմիական տարրեր, որոնք բնութագրվում են օքսիդացման աստիճանի մի քանի արժեքներով (ծծումբ - (-2), 0, (+2), (+4), (+6) և այլն): .
Որպեսզի ավելի հեշտ լինի հիշել, թե քանի և ինչ օքսիդացման վիճակներ են բնորոշ որոշակի քիմիական տարրին, օգտագործվում են օքսիդացման վիճակների աղյուսակներ: քիմիական տարրեր, որոնք այսպիսի տեսք ունեն.
|
Սերիական համար |
ռուսերեն / անգլերեն կոչում |
քիմիական նշան |
Օքսիդացման վիճակ |
|
Ջրածին |
|||
|
Հելիում / Helium |
|||
|
Լիթիում / Lithium |
|||
|
Բերիլիում / Beryllium |
|||
|
(-1), 0, (+1), (+2), (+3) |
|||
|
Ածխածին / Ածխածին |
(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4) |
||
|
Ազոտ / Ազոտ |
(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) |
||
|
Թթվածին / Oxygen |
(-2), (-1), 0, (+1), (+2) |
||
|
Ֆտոր / Fluorine |
|||
|
Նատրիում |
|||
|
Մագնեզիում / Magnesium |
|||
|
Ալյումինե |
|||
|
Սիլիկոն / Սիլիկոն |
(-4), 0, (+2), (+4) |
||
|
Ֆոսֆոր / Phosphorus |
(-3), 0, (+3), (+5) |
||
|
Ծծումբ |
(-2), 0, (+4), (+6) |
||
|
Քլոր / Chlorine |
(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), հազվադեպ (+2) և (+4) |
||
|
Արգոն / Արգոն |
|||
|
Կալիում / Potassium |
|||
|
Կալցիում / Կալցիում |
|||
|
Scandium / Scandium |
|||
|
Titanium / Titanium |
(+2), (+3), (+4) |
||
|
Վանադիում / Vanadium |
(+2), (+3), (+4), (+5) |
||
|
Chromium / Chromium |
(+2), (+3), (+6) |
||
|
Մանգան / Manganese |
(+2), (+3), (+4), (+6), (+7) |
||
|
Iron / Iron |
(+2), (+3), հազվադեպ (+4) և (+6) |
||
|
Կոբալտ / Cobalt |
(+2), (+3), հազվադեպ (+4) |
||
|
Նիկել / Nickel |
(+2), հազվադեպ (+1), (+3) և (+4) |
||
|
Պղինձ |
+1, +2, հազվադեպ (+3) |
||
|
Գալիում / Gallium |
(+3), հազվադեպ (+2) |
||
|
Գերմանիում / Germanium |
(-4), (+2), (+4) |
||
|
Արսենիկ / Arsenic |
(-3), (+3), (+5), հազվադեպ (+2) |
||
|
Սելեն / Selenium |
(-2), (+4), (+6), հազվադեպ (+2) |
||
|
Բրոմ / Bromine |
(-1), (+1), (+5), հազվադեպ (+3), (+4) |
||
|
Կրիպտոն / Krypton |
|||
|
Rubidium / Rubidium |
|||
|
Ստրոնցիում / Strontium |
|||
|
Իտրիում / Yttrium |
|||
|
Ցիրկոնիում / Zirconium |
(+4), հազվադեպ (+2) և (+3) |
||
|
Նիոբիում / Niobium |
(+3), (+5), հազվադեպ (+2) և (+4) |
||
|
Մոլիբդեն / Molybdenum |
(+3), (+6), հազվադեպ (+2), (+3) և (+5) |
||
|
Տեխնեցիում / Technetium |
|||
|
Ռութենիում / Ruthenium |
(+3), (+4), (+8), հազվադեպ (+2), (+6) և (+7) |
||
|
Ռոդիում |
(+4), հազվադեպ (+2), (+3) և (+6) |
||
|
Պալադիում / Palladium |
(+2), (+4), հազվադեպ (+6) |
||
|
Արծաթ / Արծաթ |
(+1), հազվադեպ (+2) և (+3) |
||
|
Կադմիում / Կադմիում |
(+2), հազվադեպ (+1) |
||
|
Ինդիում / Indium |
(+3), հազվադեպ (+1) և (+2) |
||
|
Tin / Tin |
(+2), (+4) |
||
|
Անտիմոն / Antimony |
(-3), (+3), (+5), հազվադեպ (+4) |
||
|
Tellurium / Tellurium |
(-2), (+4), (+6), հազվադեպ (+2) |
||
|
(-1), (+1), (+5), (+7), հազվադեպ (+3), (+4) |
|||
|
Քսենոն / Քսենոն |
|||
|
Ցեզիում / Cesium |
|||
|
Բարիում / Barium |
|||
|
Lanthanum / Lanthanum |
|||
|
Ցերիում / Cerium |
(+3), (+4) |
||
|
Պրասեոդիմում / Praseodymium |
|||
|
Նեոդիմում / Neodymium |
(+3), (+4) |
||
|
Պրոմեթիում / Promethium |
|||
|
Սամարիա / Սամարիում |
(+3), հազվադեպ (+2) |
||
|
Եվրոպիում / Europium |
(+3), հազվադեպ (+2) |
||
|
Գադոլինիում / Gadolinium |
|||
|
Տերբիում / Terbium |
(+3), (+4) |
||
|
Դիսպրոսիում / Dysprosium |
|||
|
Հոլմիում / Holmium |
|||
|
Էրբիում / Erbium |
|||
|
Թուլիում / Thulium |
(+3), հազվադեպ (+2) |
||
|
Իտերբիում / Ytterbium |
(+3), հազվադեպ (+2) |
||
|
Lutetium / Lutetium |
|||
|
Հաֆնիում / Hafnium |
|||
|
Tantalum / Tantalum |
(+5), հազվադեպ (+3), (+4) |
||
|
Վոլֆրամ / Վոլֆրամ |
(+6), հազվադեպ (+2), (+3), (+4) և (+5) |
||
|
Ռենիում / Rhenium |
(+2), (+4), (+6), (+7), հազվադեպ (-1), (+1), (+3), (+5) |
||
|
Օսմիում / Osmium |
(+3), (+4), (+6), (+8), հազվադեպ (+2) |
||
|
Իրիդիում / Iridium |
(+3), (+4), (+6), հազվադեպ (+1) և (+2) |
||
|
Պլատինե / Platinum |
(+2), (+4), (+6), հազվադեպ (+1) և (+3) |
||
|
Ոսկի / Ոսկի |
(+1), (+3), հազվադեպ (+2) |
||
|
Mercury / Mercury |
(+1), (+2) |
||
|
Գոտկատեղ / թալիում |
(+1), (+3), հազվադեպ (+2) |
||
|
Առաջատար / Առաջատար |
(+2), (+4) |
||
|
Բիսմուտ / Bismuth |
(+3), հազվադեպ (+3), (+2), (+4) և (+5) |
||
|
Պոլոնիում / Polonium |
(+2), (+4), հազվադեպ (-2) և (+6) |
||
|
Աստատին / Astatine |
|||
|
Ռադոն / Ռադոն |
|||
|
Ֆրանցիում / Francium |
|||
|
Ռադիում / Ռադիում |
|||
|
Ակտինիում / Actinium |
|||
|
Թորիում / Thorium |
|||
|
Proactinium / Protaktinium |
|||
|
Uranus / Uranium |
(+3), (+4), (+6), հազվադեպ (+2) և (+5) |
Խնդիրների լուծման օրինակներ
ՕՐԻՆԱԿ 1
- Ֆոսֆորի օքսիդացման աստիճանը ֆոսֆինում (-3) է, իսկ ֆոսֆորական թթուում՝ (+5): Ֆոսֆորի օքսիդացման վիճակի փոփոխություն՝ +3 → +5, այսինքն. առաջին պատասխանը.
- Քիմիական տարրի օքսիդացման վիճակը պարզ գործհավասար է զրոյի: P 2 O 5 օքսիդային բաղադրության մեջ ֆոսֆորի օքսիդացման աստիճանը հավասար է (+5): Ֆոսֆորի օքսիդացման վիճակի փոփոխություն՝ 0 → +5, այսինքն. երրորդ պատասխանը.
- Ֆոսֆորի օքսիդացման վիճակը HPO 3 բաղադրությամբ թթուում (+5) է, իսկ H 3 PO 2-ը (+1): Ֆոսֆորի օքսիդացման վիճակի փոփոխություն՝ +5 → +1, այսինքն. հինգերորդ պատասխանը.
ՕՐԻՆԱԿ 2
| Զորավարժություններ | Օքսիդացման աստիճանը (-3) ածխածինը միացության մեջ ունի՝ ա) CH 3 Cl; բ) C 2 H 2; գ) HCOH; դ) C 2 H 6: |
| Լուծում | Առաջադրված հարցին ճիշտ պատասխան տալու համար մենք հերթափոխով կորոշենք ածխածնի օքսիդացման աստիճանը առաջարկվող միացություններից յուրաքանչյուրում։ ա) ջրածնի օքսիդացման աստիճանը (+1), իսկ քլորինը՝ (-1): «x»-ի համար վերցնում ենք ածխածնի օքսիդացման աստիճանը. x + 3×1 + (-1) =0; Պատասխանը ճիշտ չէ։ բ) ջրածնի օքսիդացման աստիճանը (+1): «y»-ի համար վերցնում ենք ածխածնի օքսիդացման աստիճանը. 2×y + 2×1 = 0; Պատասխանը ճիշտ չէ։ գ) ջրածնի օքսիդացման աստիճանը (+1), իսկ թթվածինը` (-2): Եկեք «z»-ի համար վերցնենք ածխածնի օքսիդացման վիճակը. 1 + z + (-2) +1 = 0: Պատասխանը ճիշտ չէ։ դ) ջրածնի օքսիդացման աստիճանը (+1): «a»-ի համար վերցնենք ածխածնի օքսիդացման վիճակը. 2×a + 6×1 = 0; Ճիշտ պատասխան. |
| Պատասխանել | Տարբերակ (դ) |
Օքսիդացման վիճակները հաշվարկելու մի շարք պարզ կանոններ կան.
- Վերցված է պարզ նյութի բաղադրության մեջ տարրի օքսիդացման վիճակը զրո. Եթե նյութը գտնվում է ատոմային վիճակում, ապա նրա ատոմների օքսիդացման աստիճանը նույնպես զրո է։
- Մի շարք տարրեր միացություններում ցուցադրում են մշտական օքսիդացման աստիճան: Դրանցից են ֆտորը (−1), ալկալիական մետաղները (+1), հողալկալիական մետաղները, բերիլիումը, մագնեզիումը և ցինկը (+2), ալյումինը (+3)։
- Թթվածինը սովորաբար ունենում է −2 օքսիդացման վիճակ, բացառությամբ $H_2O_2$ (−1) պերօքսիդների և $OF_2$ (+2) թթվածնի ֆտորիդի։
- Ջրածինը մետաղների հետ համատեղ (հիդրիդներում) օքսիդացման վիճակ է ցուցաբերում −1, իսկ ոչ մետաղների հետ միացություններում՝ որպես կանոն +1 (բացառությամբ $SiH_4, B_2H_6$):
- Մոլեկուլում բոլոր ատոմների օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի, իսկ բարդ իոնում՝ այս իոնի լիցքը։
- Ամենաբարձր դրական օքսիդացման վիճակը սովորաբար հավասար է պարբերական համակարգի տարրի խմբի թվին: Այսպիսով, ծծումբը (VIA խմբի տարր) ցուցադրում է ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը +6, ազոտը (V խմբի տարր) - ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը +5, մանգանը - VIIB խմբի անցումային տարր - ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը +7: Այս կանոնը չի տարածվում առաջին խմբի երկրորդական ենթախմբի տարրերի վրա, որոնց օքսիդացման աստիճանները սովորաբար գերազանցում են +1-ը, ինչպես նաև VIII խմբի երկրորդական ենթախմբի տարրերին։ Բացի այդ, թթվածին և ֆտոր տարրերը ցույց չեն տալիս իրենց ավելի բարձր օքսիդացման վիճակները, որոնք հավասար են խմբի թվին:
- Ոչ մետաղական տարրերի ամենացածր բացասական օքսիդացման աստիճանը որոշվում է խմբի համարը 8-ից հանելով: Այսպիսով, ծծումբը (խմբի VIA տարր) ցույց է տալիս ամենացածր օքսիդացման աստիճանը -2, ազոտը (V խմբի տարր) - ամենացածր օքսիդացման աստիճանը -3:
Ելնելով վերը նշված կանոններից՝ ցանկացած նյութում կարող եք գտնել տարրի օքսիդացման վիճակը։
Գտեք ծծմբի օքսիդացման վիճակը թթուներում.
ա) H$_2$SO$_3$,
բ) H$_2$S$_2$O$_5$,
գ) H$_2$S$_3$O$_(10)$:
Լուծում
Ջրածնի օքսիդացման աստիճանը +1 է, թթվածինը -2։ Ծծմբի օքսիդացման վիճակը նշենք x-ով: Այնուհետև կարող եք գրել.
$\overset(+1)(H)_2\overset(x)(S)\overset(-2)(O_3) $
$2\cdot$(+1) + x + 3$\cdot$(−2) = 0 x = +4
$\overset(+1)(H)_2\overset(x)(S)_2\overset(-2)(O_5)$
2$\cdot$(+1) + 2x + 5$\cdot$(−2) = 0 x = +4
$\overset(+1)(H)_2\overset(x)(S)_3\overset(-2)(O_10)$
2$\cdot$(+1) + 3x + 10$\cdot$(−2) = 0 x = +6
Այսպիսով, առաջին երկու թթուներում ծծմբի օքսիդացման աստիճանը նույնն է և հավասար է +4-ի, վերջին թթուում՝ +6։
Գտեք քլորի օքսիդացման վիճակը միացություններում.
բ) $Ca(ClO_4)_2$,
գ) $Al(ClO_2)_3$:
Լուծում
Նախ՝ մենք գտնում ենք բարդ իոնների լիցքը, որոնք ներառում են քլորը՝ միաժամանակ հիշելով, որ մոլեկուլը որպես ամբողջություն էլեկտրականորեն չեզոք է։
$\hspace(1.5cm)\overset(+1)(H)\ overbrace(ClO_3) \hspace(2.5cm) \overset(+2)(Ca)\ overbrace((ClO_4)_2) \hspace(2.5cm) \overset(+3)(Al)\overbrace((ClO_2)_3) $
$\hspace(1.5cm)$+1 +x = 0 $\hspace(2.3cm)$ +2 +2x = 0 $\hspace(2.5cm)$ +3 + 3x = 0
$\hspace(1.5cm)$x = - 1 $\hspace(2.7cm)$ x = - 1 $\hspace(2.9cm)$ x = - 1
$\hspace(1.5cm)(\overset(x)(Cl) \overset(-2)(O_3))^(-1) \hspace(2.4cm) (\overset(x)(Cl) \overset(- 2)(O_4))^(-1) \hspace(2.7cm) (\overset(x)(Cl) \overset(-2)(O_2))^(-1)$
$\hspace(0.5cm)1 \cdot x + 3\cdot (−2) = -1 \hspace(0.9cm)1 \cdot x + 4\cdot (−2) = -1 \hspace(1.2cm)1 \cdot x + 2\cdot (−2) = -1$
$\h տարածություն (1,5 սմ) x = +5 \h տարածություն (2,8 սմ) x = +7 \h տարածություն (3,2 սմ) x = +3$
ՄԻԱՑՈՒԹՅԱՆ ՄԵՋ ՏԱՐՐԻ ՎԱԼԱՆՏԱՆՈՒԹՅԱՆ ՀԱՇՎԱՐԿՄԱՆ ԱԼԳՈՐԻԹՄ.
Հաճախ օքսիդացման վիճակի և վալենտության թվային արժեքները համընկնում են: Այնուամենայնիվ, որոշ միացություններում, օրինակ, պարզ նյութերում, դրանց արժեքները կարող են տարբերվել:
Այսպիսով, ազոտի մոլեկուլը ձևավորվում է ազոտի երկու ատոմներից, որոնք կապված են եռակի կապով: Կապը ձևավորվում է երեք ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերով՝ ազոտի ատոմի 2p ենթամակարդակի վրա երեք չզույգված էլեկտրոնների առկայության պատճառով։ Այսինքն՝ ազոտի վալենտությունը երեք է։ Միևնույն ժամանակ, $N_2$-ը պարզ նյութ է, ինչը նշանակում է, որ այս մոլեկուլի օքսիդացման վիճակը զրոյական է։
Նմանապես, թթվածնի մոլեկուլում վալենտությունը երկու է, իսկ օքսիդացման վիճակը՝ 0; ջրածնի մոլեկուլում վալենտությունը I է, օքսիդացման աստիճանը՝ 0։
Ինչպես պարզ նյութերում, այնպես էլ օքսիդացման վիճակն ու վալենտությունը հաճախ տարբերվում են օրգանական միացություններ. Սա ավելի մանրամասն կքննարկվի «RWR-ն օրգանական քիմիայում» թեմայում։
Բարդ միացություններում վալենտությունը որոշելու համար նախ պետք է կառուցել կառուցվածքային բանաձեւ. Կառուցվածքային բանաձեւում մեկ քիմիական կապը ներկայացված է մեկ «գծիկով»։
Գրաֆիկական բանաձևեր կառուցելիս պետք է հաշվի առնել մի շարք գործոններ.
Սահմանում
Էլեկտրոնեգատիվություն (EO) $\chi$(chi) - արժեք, որը բնութագրում է տարրի ատոմի կարողությունը դեպի իրեն էլեկտրոններ ներգրավելու, երբ քիմիական կապ է ձևավորվում այլ ատոմների հետ:
Ատոմների էլեկտրաբացասականության ժամանակակից հայեցակարգը ներդրել է ամերիկացի գիտնական Լինուս Փոլինգը 1932 թվականին։ Էլեկտրբացասականության տեսական սահմանումը մշակվել է ավելի ուշ։ Ամերիկացի ֆիզիկոս Ռոբերտ Մուլիկենն առաջարկել է էլեկտրաբացասականությունը հաշվարկել որպես իոնացման ներուժի և էլեկտրոնների մերձեցման գումարի կեսը.
$\chi_(\textrm(M)) = \dfrac (I + A_e)(2),$
որտեղ $I$-ը իոնացման պոտենցիալն է, $A_e$-ը էլեկտրոնների մերձեցման էներգիան է:
Բացի վերը նկարագրված Մալիկենի սանդղակից, գոյություն ունեն էլեկտրաբացասականության ավելի քան 20 տարբեր այլ սանդղակներ (հիմնվելով դրանց արժեքների հաշվարկի վրա՝ հիմնված նյութերի տարբեր հատկությունների վրա), ներառյալ Լ. Փոլինգի սանդղակը (հիմնված կապող էներգիա պարզ նյութերից բարդ նյութի ձևավորման ժամանակ), Ալրեդ-Ռոխով (հիմնված արտաքին էլեկտրոնի վրա ազդող էլեկտրաստատիկ ուժի վրա) և այլն:
Ներկայումս ատոմի էլեկտրաբացասականության մեծությունը չափելու բազմաթիվ եղանակներ կան։ Տարբեր մեթոդներով հաշվարկված տարրերի էլեկտրաբացասականության արժեքները, որպես կանոն, չեն համընկնում նույնիսկ ուղղիչ գործոնների ներդրման հետ: Սակայն $\chi$-ի փոփոխության ընդհանուր միտումները ըստ Պարբերական համակարգի պահպանվում են։ Սա կարելի է ցույց տալ՝ համեմատելով երկու ամենաշատ կիրառվող սանդղակները՝ ըստ Փոլինգի և ըստ Ալրեդ-Ռոխովի ( համարձակտառատեսակը ցույց է տալիս EC արժեքները Pauling սանդղակի վրա, շեղատառերով- ըստ Ալրեդ-Ռոխովի սանդղակի; $s$-տարրերը վարդագույն, $p$-տարրերը դեղին, $d$-տարրերը կանաչ, $f$-տարրերը կապույտ):
Խստորեն ասած՝ տարրին չի կարելի վերագրել մշտական էլեկտրաբացասականություն։ Ատոմի էլեկտրաբացասականությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից, մասնավորապես՝ ատոմի վալենտային վիճակից, ֆորմալ օքսիդացման վիճակից, միացության տեսակից, կոորդինացիոն թվից, ատոմի միջավայրը կազմող լիգանդների բնույթից։ մոլեկուլային համակարգը և մի քանիսը։
Էլեկտրոնեգատիվությունը կապված է տարրի ռեդոքս ակտիվության հետ։ Ըստ այդմ, որքան մեծ է տարրի էլեկտրաբացասականությունը, այնքան ուժեղ է նրա օքսիդացնող հատկությունները:
Որքան մոտ է տվյալ ատոմի էլեկտրոնային թաղանթը էլեկտրոնային թաղանթիներտ գազ, այնքան բարձր է նրա էլեկտրաբացասականությունը: Այլ կերպ ասած, ժամանակաշրջաններումերբ արտաքին էներգիայի մակարդակը լցվում է էլեկտրոններով (այսինքն՝ ձախից աջ), էլեկտրաբացասականությունը մեծանում է, քանի որ խմբի թիվը և էլեկտրոնների թիվը արտաքին էներգիայի մակարդակում մեծանում է։
Որքան հեռու են վալենտային էլեկտրոնները միջուկից, այնքան ավելի թույլ են դրանք պահվում և այնքան ցածր է ատոմի ունակությունը՝ դեպի իրեն լրացուցիչ էլեկտրոններ ներգրավելու։ Այս կերպ, խմբերովԷլեկտրբացասականությունը նվազումով մեծանում է ատոմային շառավիղըայսինքն՝ ներքևից վեր։ Ամենաբարձր էլեկտրաբացասականությամբ տարրը ֆտորն է, իսկ ամենացածրը՝ ցեզիումը։ Այսպիսով, տիպիկ ոչ մետաղները ունեն բարձր էլեկտրաբացասական արժեքներ, մինչդեռ բնորոշ մետաղները ցածր արժեքներ ունեն:
ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՏԱՐՐԵՐԻ ՎԱԼԵՆՍՏԱՆԸ
Վալանսբնութագրում է տվյալ քիմիական տարրի ատոմների քիմիական կապեր ձևավորելու ունակությունը։
Վալանսորոշում է քիմիական կապերի քանակը, որոնցով ատոմը կապված է մոլեկուլի այլ ատոմների հետ:
Նախկինում վալենտությունը սահմանվում էր որպես միավալենտ տարրի ատոմների քանակ, որոնց հետ կապված է այս տարրի մեկ ատոմը։ Այսպիսով, ջրածինը համարվում է միավալենտ տարր։ $HBr$ մոլեկուլում բրոմի ատոմը միանում է ջրածնի մեկ ատոմի հետ, իսկ ծծմբի ատոմը $H_2S$ մոլեկուլում՝ ջրածնի երկու ատոմների հետ։ Հետևաբար, $HBr$-ում բրոմը միարժեք է, իսկ $H_2S$-ում ծծումբը՝ երկվալենտ։ Վալենտական արժեքների համար տարբեր տարրերկարող է տատանվել մեկից մինչև ութ: Այսպիսով, պերքլորաթթվի $HClO_4$ տարրը ջրածինը միավալենտ է, թթվածինը երկվալենտ է, քլորը՝ յոթավալենտ։ Քսենոնի օքսիդի $XeO_4$ մոլեկուլում քսենոնի վալենտությունը հասնում է ութի։ Այս ամենը հստակ ցույց է տալիս հետևյալ կառուցվածքային բանաձևերը, որոնք ցույց են տալիս մոլեկուլում ատոմների միմյանց հետ կապելու կարգը՝ ըստ դրանց վալենտների (յուրաքանչյուր վալենտական միավորին համապատասխանող մեկ վալենտային հարվածով).
Սահմանում
Ներկայումս տակ վալենտությունհասկանալ էլեկտրոնային զույգերի թիվը, որոնցով տվյալ ատոմը կապված է այլ ատոմների հետ:
Վալանս(կամ կովալենտություն) որոշվում է թվով կովալենտային կապերձևավորվում է տվյալ ատոմով միացության մեջ. Այս դեպքում հաշվի են առնվում ինչպես փոխանակման մեխանիզմով առաջացած կովալենտային կապերը, այնպես էլ դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով առաջացած կովալենտային կապերը։
Վալենտությունը նշան չունի:
Քանի որ կովալենտային կապի ձևավորման երկու մեխանիզմ կա (էլեկտրոնների զուգավորման մեխանիզմ և դոնոր-ընդունող մեխանիզմ), ատոմների վալենտային հնարավորությունները կախված են.
- տվյալ ատոմում չզույգված էլեկտրոնների թիվը.
- թափուր աշխատատեղերի առկայությունից ատոմային ուղեծրերարտաքին մակարդակում;
- չբաշխված էլեկտրոնային զույգերի քանակի վրա:
Առաջին շրջանի տարրերի վալենտությունը չի կարող գերազանցել I-ը, երկրորդ շրջանի տարրերի վալենտությունը չի կարող գերազանցել IV-ը։ Երրորդ շրջանից սկսած՝ տարրերի վալենտությունը կարող է աճել մինչև VIII (օրինակ՝ $XeO_4$)՝ համաձայն այն խմբի թվին, որում գտնվում է տարրը։
Դիտարկենք, օրինակ, մի շարք տարրերի ատոմների վալենտային հնարավորությունները։
ՋՐԱԾՆԻ ՎԱԼԵՆՍԱԿԱՆ ԿԱՐՈՂՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ
Ջրածնի ատոմն ունի մեկ վալենտային էլեկտրոն, որն արտացոլվում է $1s^1$ էլեկտրոնային բանաձևով կամ գրաֆիկական բանաձևով.
Այս չզույգացված էլեկտրոնի շնորհիվ ջրածնի ատոմը կարող է ձևավորել միայն մեկ կովալենտային կապ ցանկացած այլ ատոմի հետ էլեկտրոնների զուգակցման (կամ սոցիալականացման) մեխանիզմով։ Ջրածնի ատոմի համար այլ վալենտական հնարավորություններ չկան։ Հետեւաբար, ջրածինը ցուցադրում է մեկ վալենտություն, որը հավասար է I-ին:
ՖՈՍՖՈՐԻ ՎԱԼԵՆՍԱԿԱՆ ՀՆԱՐԱՎՈՐՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ
Ֆոսֆոր տարրը երրորդ շրջանում է՝ հինգերորդ խմբի հիմնական ենթախմբում։ Նրա վալենտային էլեկտրոնների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան $3s^23p^3$ է կամ
Որպես ազոտի անալոգ՝ ֆոսֆորը կարող է նաև դրսևորել I, II, III և IV վալենտներ։ Բայց քանի որ դատարկ $3d$-օրբիտալները հասանելի են երրորդ շրջանի տարրերի համար, ֆոսֆորի ատոմը կարող է անցնել գրգռված վիճակի՝ $s$-էլեկտրոններից մեկը $d$-ենթամակարդակ տեղափոխելով.
Այսպիսով, ֆոսֆորի ատոմը փոխանակման մեխանիզմով կարող է ձևավորել հինգ կովալենտային կապ: Ֆոսֆորը առավելագույն վալենտություն է ցուցաբերում $PF_5$, $H_3PO_4$, $POCl_3$ և այլն մոլեկուլներում.
ՕՔՍԻԴԱՑՄԱՆ ԱՍՏԻՃԱՆ
Սահմանում
Օքսիդացման վիճակատոմի պայմանական լիցքն է միացության մեջ՝ ենթադրելով, որ այդ միացության բոլոր կապերը իոնային են (այսինքն՝ բոլոր կապող էլեկտրոնային զույգերը լիովին տեղաշարժված են դեպի ավելի էլեկտրաբացասական տարրի ատոմ)։
Այլ կերպ ասած, օքսիդացման վիճակը մի թիվ է, որը ցույց է տալիս, թե ատոմը քանի էլեկտրոն է տվել (+ լիցք) կամ ստացել (– լիցք), երբ քիմիական կապ է ձևավորվել մեկ այլ ատոմի հետ։
Ի տարբերություն վալենտության, օքսիդացման վիճակն ունի նշան՝ այն կարող է լինել բացասական, զրո կամ դրական։
Միացության մեջ ատոմների օքսիդացման վիճակները հաշվարկելու համար կան մի շարք պարզ կանոններ.
- Պարզ նյութում տարրի օքսիդացման աստիճանը ենթադրվում է զրո: Եթե նյութը գտնվում է ատոմային վիճակում, ապա նրա ատոմների օքսիդացման աստիճանը նույնպես զրո է։
- Մի շարք տարրեր միացություններում ցուցադրում են մշտական օքսիդացման աստիճան: Դրանցից են ֆտորը (−1), ալկալիական մետաղները (+1), հողալկալիական մետաղները, բերիլիումը, մագնեզիումը և ցինկը (+2), ալյումինը (+3)։
- Թթվածինը, որպես կանոն, ցուցաբերում է −2 օքսիդացման աստիճան, բացառությամբ $H_2O_2$ (−1), գերօքսիդների՝ $MO_2$ ($-\frac(1)(2)$), օզոնիդների՝ $M^IO_3։ ,\ M^(II )(O_3)_2$ ($-\frac(1)(3)$) և թթվածնի ֆտորիդ $OF_2$ (+2):
- Ջրածինը մետաղների հետ համատեղ (հիդրիդներում) ցուցաբերում է −1 օքսիդացման վիճակ, իսկ ոչ մետաղների հետ միացություններում՝ որպես կանոն՝ +1 (բացառությամբ $SiH_4,\ B_2H_6$):
- Մոլեկուլում բոլոր ատոմների օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի, իսկ բարդ իոնում՝ այս իոնի լիցքը։
Առավելագույն դրական օքսիդացման վիճակըհավասար է, որպես կանոն, պարբերական համակարգի տարրի խմբի համարին:
Այսպիսով, ծծումբը (VIA խմբի տարր) ցուցադրում է ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը +6, ազոտը (V խմբի տարր) - ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը +5, մանգանը - VIIB խմբի անցումային տարր - ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը +7: Այս կանոնը չի տարածվում առաջին խմբի երկրորդական ենթախմբի տարրերի վրա, որոնց օքսիդացման աստիճանները սովորաբար գերազանցում են +1-ը, ինչպես նաև VIII խմբի երկրորդական ենթախմբի տարրերին։ Բացի այդ, թթվածին և ֆտոր տարրերը ցույց չեն տալիս իրենց ավելի բարձր օքսիդացման վիճակները, որոնք հավասար են խմբի թվին:
Նվազագույն բացասական օքսիդացման վիճակըոչ մետաղական տարրերի համար այն որոշվում է խմբի համարը 8-ից հանելով։
Այսպիսով, ծծումբը (խմբի VIA տարր) ցուցադրում է ամենացածր օքսիդացման աստիճանը -2, ազոտը (V խմբի տարր) - ամենացածր օքսիդացման աստիճանը -3:
Ելնելով վերը նշված կանոններից՝ ցանկացած նյութում կարող եք գտնել տարրի օքսիդացման վիճակը։
$+1 + x = 0 \h տարածություն (1,5 սմ) +2 + 2x = 0 \h տարածություն (1,5 սմ) +3 + 3x = 0$
$x = - 1 \hspace (2,3 սմ) x = - 1 \hspace (2,6 սմ) x = - 1$
$\overset(x)(Cl\overset(-2)(O_3))^(-1)$
Քիմիական տարր միացության մեջ, որը հաշվարկվում է այն ենթադրությունից, որ բոլոր կապերը իոնային են:
Օքսիդացման վիճակները կարող են ունենալ դրական, բացասական կամ զրո արժեք, հետևաբար մոլեկուլում տարրերի օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը, հաշվի առնելով դրանց ատոմների թիվը, 0 է, իսկ իոնում՝ իոնի լիցքը։
1. Միացություններում մետաղների օքսիդացման աստիճանները միշտ դրական են:
2. Ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը համապատասխանում է խմբի թվին պարբերական համակարգ, որտեղ գտնվում է այս տարրը (բացառությունը հետևյալն է. Au+3(I խումբ), Cu+2(II), VIII խմբից +8 օքսիդացման վիճակը կարող է լինել միայն օսմիումում Օսև ռութենիում Ռու.
3. Ոչ մետաղների օքսիդացման աստիճանները կախված են նրանից, թե որ ատոմին է այն կապված.
- եթե մետաղի ատոմով, ապա օքսիդացման վիճակը բացասական է.
- եթե ոչ մետաղի ատոմով, ապա օքսիդացման վիճակը կարող է լինել և՛ դրական, և՛ բացասական: Դա կախված է տարրերի ատոմների էլեկտրաբացասականությունից։
4. Ոչ մետաղների ամենաբարձր բացասական օքսիդացման վիճակը կարելի է որոշել՝ 8-ից հանելով այն խմբի թիվը, որում գտնվում է այս տարրը, այսինքն. ամենաբարձր դրական օքսիդացման վիճակը հավասար է արտաքին շերտի էլեկտրոնների քանակին, որը համապատասխանում է խմբի թվին։
5. Պարզ նյութերի օքսիդացման աստիճանները 0 են՝ անկախ նրանից՝ մետաղ է, թե ոչ։
Մշտական օքսիդացման վիճակներով տարրեր:
|
Տարր |
Բնութագրական օքսիդացման վիճակ |
Բացառություններ |
|
Մետաղների հիդրիդներ՝ LIH-1 |
||
|
օքսիդացման վիճակկոչվում է մասնիկի պայմանական լիցք՝ այն ենթադրությամբ, որ կապն ամբողջությամբ խզված է (ունի իոնային բնույթ)։ Հ- Cl = Հ + + Cl - , Հաղորդակցություն մեջ աղաթթուկովալենտ բևեռ. Էլեկտրոնային զույգն ավելի կողմնակալ է դեպի ատոմը Cl - , որովհետեւ դա ավելի էլեկտրաբացասական ամբողջ տարր է: Ինչպե՞ս որոշել օքսիդացման աստիճանը:Էլեկտրոնեգատիվությունատոմների կարողությունն է՝ ներգրավել էլեկտրոններ այլ տարրերից։ Օքսիդացման վիճակը նշվում է տարրի վերևում. եղբ 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,Կ + Cl - և այլն: Դա կարող է լինել բացասական և դրական: Պարզ նյութի (չկապված, ազատ վիճակ) օքսիդացման վիճակը զրոյական է։ Միացությունների մեծ մասում թթվածնի օքսիդացման վիճակը -2 է (բացառություն են կազմում պերօքսիդները H 2 O 2, որտեղ այն -1 է և ֆտորով միացություններ - Օ +2 Ֆ 2 -1 , Օ 2 +1 Ֆ 2 -1 ). - Օքսիդացման վիճակպարզ միատոմ իոնը հավասար է իր լիցքին. Նա + , Ք.ա +2 . Ջրածինը իր միացություններում ունի +1 օքսիդացման աստիճան (բացառություն են կազմում հիդրիդները. Նա + Հ - և տիպի միացումներ Գ +4 Հ 4 -1 ). Մետաղ-ոչ մետաղական կապերում ամենաբարձր էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմն ունի բացասական օքսիդացման վիճակ (էլեկտրբացասականության տվյալները տրված են Պաուլինգի սանդղակով). Հ + Ֆ - , Cu + եղբ - , Ք.ա +2 (ՈՉ 3 ) - և այլն: Քիմիական միացություններում օքսիդացման աստիճանի որոշման կանոններ.Եկեք միացում վերցնենք KMnO 4 , անհրաժեշտ է որոշել մանգանի ատոմի օքսիդացման վիճակը։ Փաստարկ:
K+MnXO 4 -2 Թող X- մեզ համար անհայտ է մանգանի օքսիդացման աստիճանը: Կալիումի ատոմների թիվը 1 է, մանգանը՝ 1, թթվածինը 4։ Ապացուցված է, որ մոլեկուլը որպես ամբողջություն էլեկտրականորեն չեզոք է, ուստի նրա ընդհանուր լիցքը պետք է հավասար լինի զրոյի։ 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Այսպիսով, կալիումի պերմանգանատում մանգանի օքսիդացման վիճակը = +7: Բերենք օքսիդի մեկ այլ օրինակ Fe2O3. Անհրաժեշտ է որոշել երկաթի ատոմի օքսիդացման վիճակը։ Փաստարկ:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Եզրակացություն՝ այս օքսիդում երկաթի օքսիդացման աստիճանը +3 է։ Օրինակներ.Որոշեք մոլեկուլի բոլոր ատոմների օքսիդացման աստիճանները: 1. K2Cr2O7. Օքսիդացման վիճակ K+1, թթվածին O -2. Տրված ցուցանիշներ. O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2): Որովհետեւ մոլեկուլում տարրերի օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը, հաշվի առնելով դրանց ատոմների թիվը, 0 է, ապա դրական օքսիդացման վիճակների թիվը հավասար է բացասականների թվին։ Օքսիդացման վիճակներ K+O=(-14)+(+2)=(-12). Սրանից հետևում է, որ քրոմի ատոմի դրական հզորությունների թիվը 12 է, բայց մոլեկուլում կա 2 ատոմ, ինչը նշանակում է, որ մեկ ատոմում կա (+12):2=(+6): Պատասխան. K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3-. AT այս դեպքըօքսիդացման վիճակների գումարն այլևս հավասար չի լինի զրոյի, այլ իոնի լիցքին, այսինքն. - 3. Կազմենք հավասարում. x+4×(- 2)= - 3 . Պատասխան. (Որպես +5 O 4 -2) 3-. |
Թեմաներ ՕԳՏԱԳՈՐԾԵԼ Կոդավորիչ: Էլեկտրոնեգատիվություն. Քիմիական տարրերի օքսիդացման և վալենտության աստիճանը:
Երբ ատոմները փոխազդում և ձևավորվում են, նրանց միջև էլեկտրոնները շատ դեպքերում բաշխված են անհավասարաչափ, քանի որ ատոմների հատկությունները տարբերվում են: Ավելին էլեկտրաբացասական ատոմն ավելի ուժեղ է ձգում էլեկտրոնի խտությունը դեպի իրեն։ Այն ատոմը, որն իր մեջ ներգրավել է էլեկտրոնային խտություն, ստանում է մասնակի բացասական լիցք: δ — , նրա «գործընկերը» մասնակի դրական լիցք է δ+ . Եթե կապ կազմող ատոմների էլեկտրաբացասականության տարբերությունը չի գերազանցում 1,7-ը, մենք կապ ենք անվանում. կովալենտ բևեռ . Եթե ձևավորվող էլեկտրաբացասականության տարբերությունը քիմիական կապ, գերազանցում է 1.7-ը, ապա մենք անվանում ենք նման կապ իոնային .
Օքսիդացման վիճակ միացության տարրի ատոմի օժանդակ պայմանական լիցքն է, որը հաշվարկվում է այն ենթադրությունից, որ բոլոր միացությունները կազմված են իոններից (բոլոր բևեռային կապերը իոնային են)։
Ի՞նչ է նշանակում «պայմանական գանձում»: Մենք ուղղակի համաձայն ենք, որ մի փոքր կպարզեցնենք ամեն ինչ. ցանկացած բևեռային կապ կհամարենք ամբողջովին իոնային, և կհամարենք, որ էլեկտրոնն ամբողջությամբ հեռանում կամ գալիս է մի ատոմից մյուսը, նույնիսկ եթե իրականում դա այդպես չէ։ Եվ պայմանականորեն, էլեկտրոնը թողնում է ավելի քիչ էլեկտրաբացասական ատոմի համար ավելի էլեկտրաբացասական:
Օրինակ, H-Cl կապում մենք կարծում ենք, որ ջրածինը պայմանականորեն «տալ է» էլեկտրոն, և նրա լիցքը դարձել է +1, իսկ քլորը «ընդունել» է էլեկտրոն, իսկ լիցքը դարձել է -1։ Փաստորեն, այս ատոմների վրա այդպիսի ընդհանուր լիցքեր չկան։
Անշուշտ, ձեզ մոտ հարց է ծագում՝ ինչո՞ւ հորինել մի բան, որը գոյություն չունի: Սա քիմիկոսների նենգ ծրագիր չէ, ամեն ինչ պարզ է՝ նման մոդելը շատ հարմար է։ Կազմման ժամանակ օգտակար են տարրերի օքսիդացման վիճակի մասին պատկերացումները դասակարգում քիմիական նյութեր, նկարագրելով դրանց հատկությունները, ձևակերպելով միացությունները և անվանակարգը: Հատկապես հաճախ օքսիդացման վիճակներն օգտագործվում են հետ աշխատելիս ռեդոքս ռեակցիաներ.
Օքսիդացման վիճակներն են ավելի բարձր, ավելի ցածրև միջանկյալ.
Ավելի բարձրօքսիդացման վիճակը հավասար է գումարած նշանով խմբի թվին:
Ստորադասսահմանվում է որպես խմբի համար մինուս 8:
Եվ միջանկյալօքսիդացման վիճակը գրեթե ցանկացած ամբողջ թիվ է միջակայքում ամենացածր աստիճանըօքսիդացում մինչև առավելագույնը:
Օրինակազոտը բնութագրվում է հետևյալով. ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը +5 է, ամենացածրը՝ 5 - 8 \u003d -3, իսկ օքսիդացման միջանկյալ վիճակները -3-ից +5 են: Օրինակ՝ N 2 H 4 հիդրազինում ազոտի օքսիդացման վիճակը միջանկյալ է՝ -2։
Ամենից հաճախ ատոմների օքսիդացման վիճակը բարդ նյութերնշվում է նախ նշանով, ապա թվով, օրինակ +1, +2, -2 և այլն: Երբ խոսքը վերաբերում է իոնի լիցքին (ենթադրելով, որ իոնն իսկապես գոյություն ունի միացության մեջ), ապա նախ նշեք թիվը, ապա նշանը։ Օրինակ Ca 2+, CO 3 2-.
Օքսիդացման վիճակները գտնելու համար օգտագործեք հետևյալը կանոնակարգերը :
- Ատոմների օքսիդացման վիճակը պարզ նյութեր հավասար է զրոյի;
- AT չեզոք մոլեկուլներ օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը զրո է, իոնների համար այս գումարը հավասար է իոնի լիցքին.
- Օքսիդացման վիճակ ալկալիական մետաղներ (հիմնական ենթախմբի I խմբի տարրերը) միացություններում +1 է, օքսիդացման աստիճանը հողալկալային մետաղներ (հիմնական ենթախմբի II խմբի տարրերը) միացություններում +2 է; օքսիդացման վիճակ ալյումինմիացություններում +3 է;
- Օքսիդացման վիճակ ջրածինըմետաղների հետ միացություններում (- NaH, CaH 2 և այլն) հավասար է -1 ; ոչ մետաղների հետ միացություններում () +1 ;
- Օքսիդացման վիճակ թթվածինհավասար է -2 . Բացառությունկազմում պերօքսիդներ- -Օ-Օ- խումբ պարունակող միացություններ, որտեղ թթվածնի օքսիդացման աստիճանն է -1 և որոշ այլ միացություններ ( սուպերօքսիդներ, օզոնիդներ, թթվածնի ֆտորիդներ 2և այլն);
- Օքսիդացման վիճակ ֆտորինբոլոր բարդ նյութերում հավասար է -1 .
Վերոնշյալը այն իրավիճակներն են, երբ մենք դիտարկում ենք օքսիդացման աստիճանը մշտական . Բոլոր մյուս քիմիական տարրերի համար՝ օքսիդացման վիճակը — փոփոխական, և կախված է միացության ատոմների կարգից և տեսակից։
Օրինակներ:
ԶորավարժություններԿալիումի երկքրոմատի մոլեկուլում որոշեք տարրերի օքսիդացման աստիճանները՝ K 2 Cr 2 O 7.
Լուծում:կալիումի օքսիդացման աստիճանը +1 է, քրոմի օքսիդացման աստիճանը նշվում է որպես X, թթվածնի օքսիդացման վիճակ -2. Մոլեկուլում բոլոր ատոմների օքսիդացման բոլոր վիճակների գումարը 0 է։ Ստանում ենք հավասարումը՝ +1*2+2*x-2*7=0։ Լուծում ենք, ստանում ենք քրոմի օքսիդացման աստիճան +6։
Երկուական միացություններում ավելի էլեկտրաբացասական տարրը բնութագրվում է բացասական օքսիդացման վիճակով, ավելի քիչ էլեկտրաբացասական տարրը բնութագրվում է դրականով։
նշեք, որ Օքսիդացման վիճակի հայեցակարգը շատ պայմանական է: Օքսիդացման վիճակը ցույց չի տալիս ատոմի իրական լիցքը և չունի իրական ֆիզիկական նշանակություն։. Սա պարզեցված մոդել է, որն արդյունավետ է աշխատում, երբ մեզ անհրաժեշտ է, օրինակ, հավասարեցնել գործակիցները հավասարման մեջ. քիմիական ռեակցիա, կամ նյութերի դասակարգման ալգորիթմացման համար։
Օքսիդացման վիճակը վալենտային չէ! Օքսիդացման վիճակը և վալենտությունը շատ դեպքերում չեն համընկնում: Օրինակ՝ H 2 պարզ նյութում ջրածնի վալենտությունը I է, իսկ օքսիդացման աստիճանը, ըստ կանոն 1-ի, 0 է։
Սրանք այն հիմնական կանոններն են, որոնք շատ դեպքերում կօգնեն ձեզ որոշել միացություններում ատոմների օքսիդացման վիճակը:
Որոշ իրավիճակներում դուք կարող եք դժվարանալ որոշել ատոմի օքսիդացման վիճակը: Եկեք նայենք այս իրավիճակներից մի քանիսին և ինչպես լուծել դրանք.
- Կրկնակի (աղանման) օքսիդներում աստիճանը ատոմում, որպես կանոն, երկու օքսիդացման վիճակ է։ Օրինակ, երկաթի օքսիդում Fe 3 O 4 երկաթն ունի երկու օքսիդացման վիճակ՝ +2 և +3: Ո՞ր մեկը նշել: Երկուսն էլ. Պարզեցնելու համար այս միացությունը կարելի է ներկայացնել որպես աղ՝ Fe (FeO 2) 2: Այս դեպքում թթվային մնացորդից առաջանում է +3 օքսիդացման աստիճանով ատոմ։ Կամ կրկնակի օքսիդը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ՝ FeO * Fe 2 O 3:
- Պերոքսո միացություններում կովալենտային ոչ բևեռային կապերով կապված թթվածնի ատոմների օքսիդացման աստիճանը, որպես կանոն, փոխվում է։ Օրինակ՝ ջրածնի պերօքսիդ H 2 O 2-ում և ալկալիական մետաղների պերօքսիդներում թթվածնի օքսիդացման վիճակը -1 է, քանի որ. կապերից մեկը կովալենտային ոչ բևեռային է (H-O-O-H): Մեկ այլ օրինակ է պերօքսոմոնոսուլֆուրական թթուն (Կարոնաթթու) H 2 SO 5 (տես նկարը) պարունակում է թթվածնի երկու ատոմ՝ -1 օքսիդացման աստիճանով, մնացած ատոմները՝ -2 օքսիդացման աստիճանով, ուստի հետևյալ գրառումը ավելի հասկանալի կլինի. 2 SO 3 (O2): Հայտնի են նաև քրոմի պերոքսո միացությունները, օրինակ՝ քրոմի (VI) պերօքսիդ CrO (O 2) 2 կամ CrO 5 և շատ ուրիշներ:
- Ոչ միանշանակ օքսիդացման վիճակներով միացությունների մեկ այլ օրինակ են սուպերօքսիդները (NaO 2) և աղի նման օզոնիդները KO 3: Այս դեպքում ավելի տեղին է խոսել O 2 մոլեկուլային իոնի մասին՝ -1 լիցքով և O 3 -1 լիցքով։ Նման մասնիկների կառուցվածքը նկարագրված է որոշ մոդելներով, որոնք ռուս ուսումնական պլանանցնել քիմիական բուհերի առաջին կուրսերը՝ MO LCAO, վալենտային սխեմաների սուպերպոզիցիոն մեթոդը և այլն։
- Օրգանական միացություններում օքսիդացման վիճակ հասկացությունն այնքան էլ հարմար չէ օգտագործել, քանի որ ածխածնի ատոմների միջև գոյություն ունի մեծ թիվկովալենտային ոչ բևեռային կապեր. Այնուամենայնիվ, եթե գծեք մոլեկուլի կառուցվածքային բանաձևը, ապա յուրաքանչյուր ատոմի օքսիդացման վիճակը կարող է որոշվել նաև ատոմների տեսակով և քանակով, որոնց հետ այս ատոմը ուղղակիորեն կապված է: Օրինակ՝ ածխաջրածիններում առաջնային ածխածնի ատոմների համար օքսիդացման աստիճանը -3 է, երկրորդական -2, երրորդային ատոմների համար՝ 1, չորրորդականի համար՝ 0։
Փորձենք որոշել օրգանական միացություններում ատոմների օքսիդացման վիճակը։ Դա անելու համար անհրաժեշտ է գծել ատոմի ամբողջական կառուցվածքային բանաձևը և ընտրել ածխածնի ատոմն իր անմիջական միջավայրով՝ այն ատոմները, որոնց հետ այն ուղղակիորեն կապված է։
- Հաշվարկները պարզեցնելու համար կարող եք օգտագործել լուծելիության աղյուսակը. այնտեղ նշված են ամենատարածված իոնների գանձումները: Մեծ մասի վրա Ռուսերենի քննություններքիմիայում (USE, GIA, DVI) թույլատրվում է լուծել լուծելիության աղյուսակի օգտագործումը։ Սա պատրաստի խաբեության թերթիկ է, որը շատ դեպքերում կարող է շատ ժամանակ խնայել։
- Բարդ նյութերում տարրերի օքսիդացման վիճակը հաշվարկելիս նախ նշում ենք այն տարրերի օքսիդացման վիճակները, որոնք մենք հաստատ գիտենք (հաստատուն օքսիդացման վիճակ ունեցող տարրեր), իսկ փոփոխական օքսիդացման աստիճան ունեցող տարրերի օքսիդացման վիճակը նշվում է որպես x: Բոլոր մասնիկների բոլոր լիցքերի գումարը հավասար է զրոյի մոլեկուլում կամ հավասար է իոնի լիցքին։ Այս տվյալներից հեշտ է ձևավորել և լուծել հավասարում:
