OKSIDASJONSNUMMER: KONSEPT, HVORDAN FÅ DET UT OG EKSEMPLER - KJEMI

Den oksidasjonstall , også kalt oksidasjonstilstand, er en som beskriver gevinst eller tap av elektroner i et atom, forutsatt at forbindelsen hvor det er en del har en rent ionisk karakter. Når vi snakker om oksidasjonsnummer, antas det derfor at alle atomer finnes som ioner som samvirker elektrostatisk.

Selv om det virkelige bildet er mer komplisert enn å ha ioner overalt, er oksidasjonsnummer virkelig nyttig for å tolke oksydreduksjonsreaksjoner. Endring av disse tallene avslører hvilke arter som har blitt oksidert eller mistet elektroner, eller om elektroner har blitt redusert eller fått.

Oksidlaget som dekker jernpynt og statuer består av en del av O2-anioner, der oksygen har et oksidasjonsnummer på -2. Kilde: Dracénois

Den ioniske ladningen til et monatomisk ion samsvarer med oksidasjonsnummeret. For eksempel har oksydanionen, O ^2- , en av de mest tallrike som finnes i utallige mineraler, et oksidasjonsnummer på -2. Dette tolkes slik: det har to ekstra elektroner sammenlignet med oksygenatomet i grunntilstanden O.

Oksidasjonsnummer beregnes enkelt ut fra en molekylformel, og er ofte mer nyttige og relevante når det gjelder ionepakkede uorganiske forbindelser. I mellomtiden har den i organisk kjemi ikke den samme viktigheten, siden nesten alle dens bindinger i det vesentlige er kovalente.

Hvordan få oksidasjonsnummeret?

elektronøytralitet

Summen av de ioniske ladningene i en forbindelse må være lik null for at den skal være nøytral. Bare ioner kan ha positive eller negative ladninger.

Derfor er det å anta at summen av oksidasjonstallene også må være lik null. Ved å huske på dette og utføre noen aritmetiske beregninger, kan vi trekke ut eller bestemme oksidasjonsnummeret til et atom i en hvilken som helst forbindelse.

Valencias

Valenser er ikke pålitelige når det gjelder å bestemme oksidasjonsnummeret til et atom, selv om det er flere unntak. For eksempel har alle elementene i gruppe 1, alkalimetallene, en valens på 1, og derfor et ufravikelig oksidasjonsnummer på +1. Det samme skjer med jordalkalimetallene, de i gruppe 2, med et oksidasjonsnummer på +2.

Merk at positive oksidasjonstall alltid er foran med symbolet '+': +1, +2, +3, etc. Og på samme måte negativene: -1, -2, -3 osv.

Generelle regler

Det er noen generelle regler som må tas i betraktning når du bestemmer oksidasjonsnummeret:

-Oksidasjonsnummeret for oksygen og svovel er -2: O ^2- og S ^2-

-Rene elementer har oksidasjonsnummer på 0: Fe ⁰ , P ₄⁰ , S ₈⁰

- Hydrogenatom, avhengig av hvem det er bundet til, har et oksidasjonsnummer på +1 (H ⁺ ) eller -1 (H ^- )

-Halogens, så lenge de ikke er bundet med oksygen eller fluor, har et oksidasjonstall på -1: F ^- , Cl ^- , Br ^- og I ^-

-For et polyatomisk ion, for eksempel OH ^- , skal summen av oksidasjonsnumrene ikke være lik null, men for ladningen til ionet, som vil være -1 for OH ^- (O ^2- H ⁺ ) ^-

-Metaller under vanlige forhold har positive oksidasjonstall

Aritmetiske operasjoner

Anta at vi har forbindelsen PbCO ₃ . Hvis vi identifiserer karbonatanionen, CO ₃^2- , vil beregningen av alle oksidasjonstallene være enkel. Vi starter med det samme karbonatet, vel vitende om at oksidasjonsantallet oksygen er -2:

(C ^x O ₃^2- ) ^2-

Summen av oksidasjonstallene må være lik -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Derfor er oksidasjonsantallet av karbon +4:

(C ⁴⁺ O ₃^2- ) ^2-

PbCO ₃ vil nå se ut:

Pb ^z C ⁴⁺ O ₃^2-

Igjen legger vi til oksidasjonstallene slik at de tilsvarer null:

z + 4 - 6 = 0

z = +2

Derfor har bly et oksidasjonsnummer på +2, så det antas at det eksisterer som en Pb ²⁺ -kation . Egentlig var det ikke engang nødvendig å gjøre denne beregningen, for å vite at karbonat har en ladning på -2, bly, må dens motvirkning nødvendigvis ha en ladning på +2 for at det skal være elektronutralitet.

eksempler

Noen eksempler på oksidasjonsnummer for forskjellige elementer i forskjellige forbindelser vil bli nevnt nedenfor.

Oksygen

Alle metalloksyder har oksygen som O ^2- : CaO, FeO, Cr ₂ O ₃ , BeO, Al ₂ O ₃ , PbO ₂ , etc. Imidlertid, i det peroksyd-anion, O ₂² , har hvert oksygenatom et oksidasjonstall på -1. På samme måte i superoksydanionen, O ₂^- , har hvert oksygenatom et oksidasjonsnummer på -1/2.

På den annen side, når oksygen binder seg til fluor, får den positive oksidasjonstall. For eksempel, i oksygendifluorid, OF ₂ , har oksygen et positivt oksidasjonsnummer. Hvilken? Når vi vet at fluor er -1 har vi:

O ^x F ₂^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Dermed har oksygen et oksidasjonsnummer på +2 (O ²⁺ ) i OF ₂ (O ²⁺ F ₂^- ).

nitrogen

De viktigste oksidasjonsantallene for nitrogen er -3 (N ^3- H ₃⁺¹ ), +3 (N ³⁺ F ₃^- ) og +5 (N ₂⁵⁺ O ₅^2- ).

klor

Et av de viktigste oksidasjonstallene for klor er -1. Men alt endres når det kombineres med oksygen, nitrogen eller fluor, mer elektronegative elementer. Når dette skjer, får den positive oksidasjonstall, for eksempel: +1 (N ^3- Cl ₃⁺ , Cl ⁺ F ^- , Cl ₂⁺ O ^2- ), +2, +3 (ClO ₂^- ), +4, 5 (ClO ₂⁺ ), 6 og 7 (Cl ₂⁷⁺ O ₇^2- ).

kalium

Kalium i alle forbindelser har et oksidasjonsnummer på +1 (K ⁺ ); Med mindre det er en veldig spesiell tilstand, hvor den kan få et oksidasjonsnummer på -1 (K ^- ).

Svovel

Tilfellet med svovel ligner på det med klor: det har et oksidasjonsnummer på -2, så lenge det ikke kombineres med oksygen, fluor, nitrogen eller samme klor. For eksempel er de andre oksidasjonsnumrene dine: -1, +1 (S ₂⁺¹ Cl ₂^- ), +2 (S ²⁺ Cl ₂^- ), +3 (S ₂ O ₄^2- ), +4 ( S ⁴⁺ O ₂^2- ), +5 og +6 (S ⁶⁺ O ₃^2- ).

Karbon

De viktigste oksydasjonstilstander av karbon er -4 (C ^4- H ₄⁺ ) og 4 (C- ^{4 +} O ₂² ). Det er her vi begynner å se feilen i dette konseptet. Hverken med hensyn til metan, CH ₄ , og heller ikke i karbondioksid, CO ₂ , har vi karbon som C- ⁴ eller C- ^{4 +} -ioner , henholdsvis, men snarere som danner kovalente bindinger.

Andre oksidasjonsnummer for karbon, så som -3, -2, -1 og 0, finnes i molekylformlene til noen organiske forbindelser. Imidlertid, og igjen, er det lite gyldig å anta ioniske ladninger på karbonatomet.

Kamp

Og til slutt, de viktigste oksidasjons antall fosfor -3 (Ca ₃^{2 +} P ₂³ ), 3 (H ₃⁺ P ^{3 +} O ₃^2- ), og 5 (P ₂⁵⁺ O ₅^2- ).

referanser

Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi (8. utg.). CENGAGE Læring.
Clark J. (2018). Oksidasjonsstater (oksidasjonsnummer). Gjenopprettet fra: chemguide.co.uk
Wikipedia. (2020). Oksidasjonstilstand. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
Dr. Kristy M. Bailey. (SF). Tildele oksidasjonsnumre. Gjenopprettet fra: occc.edu

OKSIDASJONSNUMMER: KONSEPT, HVORDAN FÅ DET UT OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026