Oxidace stupně 4. Správná kompilace vzorců látek

Stupeň oxidace je podmíněným nábojem atomů chemického prvku ve sloučenině vypočtené z předpokladu, že všechny odkazy mají typ iontů. Stupně oxidace mohou mít pozitivní, negativní nebo nulovou hodnotu, a proto algebraické množství stupňů oxidace prvků v molekule, s přihlédnutím k počtu jejich atomů, je 0, a v iontovém náboji.

Tento seznam oxidačních stupňů ukazuje všechny známé oxidační stupně. chemické prvky Periodická tabulka MENDELEEV. Seznam je založen na Greenwood Stole se všemi doplňky. V řádcích, které jsou zvýrazněny barvou, inertní plyny jsou ins. Stupeň oxidace je nula.

−1

On.

Li.

-3

BÝT.

−1

−4

−3

−2

−1

−3

−2

−1

−2

−1

Ó.

−1

Ne.

−1

Na.

Mg.

Al.

−4

−3

−2

−1

SI.

−3

−2

−1

−2

−1

Cl.

Ar.

Ca.

Sc.

−1

Ti.

−1

PROTI.

−2

−1

ČR

−3

−2

−1

Mn.

−2

−1

Fe.

−1

Spolupracovník

−1

Ni.

Cu.

Zn.

Ga.

−4

Ge.

−3

Tak jako

−2

−1

Br.

Kr.

Rb.

Sr.

Zr.

−1

Nb.

−2

−1

Mo.

−3

−1

Tc.

−2

Ru.

−1

RH.

Pd.

AG.

−4

Sn.

−3

Sb.

−2

TE.

−1

I. I.

XE.

CS.

Ba.

Los Angeles

CE.

PR.

Nd.

ODPOLEDNE.

SM.

Gd.

Tb.

Dy.

Ho.

Tm.

Yb.

Lu.

Hf.

−1

Ta.

−2

−1

−3

−1

Re.

−2

−1

−3

−1

Pt.

−1

Au.

HG.

TL.

−4

Pb.

−3

−2

PO.

−1

NA.

Rn.

Fr.

Ra.

Střídavý

Th.

Pa.

Np.

Pu.

DOPOLEDNE.

Cm.

Bk.

Cf.

Es.

100

Fm.

101

Md.

102

Ne.

103

Lr.

104

Rf.

105

Db.

106

Sg.

107

Bh.

108

HS.

Nejvyšší stupeň oxidace prvku odpovídá počtu periodického čísla systému, kde tento prvek je umístěn (výjimka je: AU + 3 (I Skupina I), CU + 2 (II), od Skupina VIII. Stupeň oxidace je +8 může být pouze OSME OS a RU ruthenium.

Stupeň oxidace kovů v souvislosti

Stupně oxidace kovů ve sloučeninách jsou vždy pozitivní, ale mluvit o nonmetallah, jejich stupeň oxidace závisí, na kterém je připojen k atomu:

pokud s nekovovým atomem může být stupeň oxidace pozitivní a negativní. Záleží na elektronegativitě atomů prvků;
pokud je s atomem kovů, je stupeň oxidace negativní.

Negativní stupeň oxidace non-kovů

Nejvyšší negativní stupeň oxidace non-metalů může být stanoven odečtením od 8 skupinového čísla, ve kterém je tento chemický prvek umístěn, tj. Nejvyšší pozitivní stupeň oxidace se rovná počtu elektronů na vnější vrstvě, která odpovídá číselnému číslu.

Upozorňujeme, že stupně oxidace jednoduchých látek se rovná 0, bez ohledu na to, zda je kov nebo nonmetall.

Zdroje:

Greenwood, Norman N.; EARNSHAW, A. Chemie prvků - 2. ed. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997
Zelené stabilní hořčík (I) sloučeniny s mg-mg dluhopisy / Jones C.; Stasch A. - Journal Science, 2007. - Prosinec (sv. 318 (č. 5857)
Časopis Science, 1970. - sv. 3929. - № 168. - P. 362.
Journal of Chemical Society, Chemická komunikace, 1975. - S. 760b-761.
Irving Langmuir Uspořádání elektronů v atomech a molekulách. - J. Am Magazine. Chem. Soc., 1919. - Vol. 41.

Úkol 54.
Jaký nízký stupeň oxidace je vodík, fluor, síra a dusík show? Proč? Vytvořte vzorec sloučeniny vápníku s datovými prvky k této oxidaci. Jaké jsou odpovídající sloučeniny?
Rozhodnutí:
Nejnižší stupeň oxidace je určen podmíněným nábojem,který získává atom, když je připojen počet elektronů, což je nezbytné pro tvorbu stabilního E-pouzdra inertního plynu NS2NP6 (v případě vodíku NS2). Vodík, fluor, síra a dusík jsou v IA-, VII, přes- a pomocí skupin periodického systému chemických prvků a mají strukturu vnější energetické hladiny S1, S 2 P5, S 2 P 4 a S 2 p 3.

Pro dokončení externí hladiny energie musí být atom vodíku a atom fluoru připojeny jedním elektronem, atom síry - dva, atom dusíku - tři. Proto je nízký stupeň oxidace pro vodík, fluor, síru a dusík rovný -1, -1, -2 a -3. Vzorce složených vápníku s datovými prvky k této oxidaci:

CAH 2 - hydrid vápenatý;
CAF 2 - fluorid vápenatý;
CAS - sulfid vápenatý;
CA 3 N2 - Nitrid vápenatý.

Úkol 55.
Jaký nízký a nejvyšší stupeň oxidace ukazují křemík, arsen, selen a chlor? Proč? Udělejte vzorec datových spojení prvků, které splňují tyto stupně oxidace.
Rozhodnutí:
Nejvyšší stupeň oxidace prvků určuje zpravidla počet periodického systému
D. I. MENDELEEV, ve kterém on je. Spodní stupeň oxidace se stanoví podmíněným nábojem, který získává atom při připojení počtu elektronů, což je nezbytné pro tvorbu stabilní osm-elektronové zavedení inertního plynu NS 2 NP 6 (v případě NS 2 vodík). Silikon, arzenový, selen a chlor jsou v souladu s IVA, VA-, VII a VIII skupinami a mají strukturu vnější hladiny energie, resp. S 2 p2, S2S33, S 2 p4 a S 2 p5. Takto, vyšší stupeň Silikonová oxidace arzenic, selen a chlor je stejný, resp. +4, +5, +6 a +7. Vzorci datových sloučenin prvků odpovídající těmto oxidačním stupni: H2 SiO 3 - kyselina flintová; H3 ASO 4 - kyselina arsenová; H 2 SEO 4 - sadná kyselina; HCCLO 4 - kyselina chlorová.

Nejnižší stupeň oxidace arsenového křemíku, selenu a chloru je roven -4, -5, -6 a -7. Vzorci těchto prvků odpovídající těmto oxidačním stupni: H4 Si, H3 as, H 2 SE, HC1.

Úkol 56.
Chrom tvoří sloučeniny, ve kterých vykazuje stupeň oxidace +2, +3, +6. Udělejte vzorec jeho oxidů a hydroxidy, které splňují tyto stupně oxidace. Napište rovnice reakcí, které dokládají Amhotherity hydroxidu chromu (III).
Rozhodnutí:
Chrom tvoří sloučeniny, ve kterých je oxidační stupně +2, +3, +6. Vzorci oxidů a hydroxidů odpovídajícím těmto stupni oxidace:

a) oxidy chrómu:

Cro - oxid chromitý (ii);
CR 2O 3 - oxid chromitý (III);
CRO 3 - Oxid chromitý (VI).

b) hydroxidy chromu:

CR (OH) 2 - Hydroxid chromitý (ii);
CR (OH) 3 - Hydroxid chromitý (III);
H 2 CRO 4 - kyselina chromová.

CR (OH) 3 - hydroxid chromitý (III) - amfolitu, tj. Látka, která reaguje s kyselinami i bázemi. Rovnice reakcí Provující amhotografie hydroxidu chromu (III):

a) CR (OH) 3 + 3HCl \u003d CRCl3 + 3H20 o;
b) CR (OH) 3 + 3AOH \u003d NACRO 3 + 3H 2 O.

Úkol 57.
Atomové masy prvků v periodickém systému se neustále zvyšují, zatímco vlastnosti jednoduchých těles pravidelně mění. Jak to lze vysvětlit? Dejte motivovanou odpověď.
Rozhodnutí:
Ve většině případů se zvýšením jádra jádra atomů prvků, jejich relativní atomové hmoty přirozeně zvyšují, protože se vyskytuje přirozený nárůst protonů a neutronů v jádrech atomů. Vlastnosti jednoduchých těl se pravidelně liší, protože na vnější energetické úrovni se počet elektronů mění periodicky změny v atomech. V atomech prvků, periodicky se zvýšením náboje jádra zvyšuje počet elektronů na vnější energetické hladině, což je nezbytné pro tvorbu stabilní osm-elektronové skořepiny (inertní plynový plynu). Například periodická opakovatelnost vlastností v LI, Na a K atomů je vysvětlena externí energetickou hladinou jejich atomů, existuje jeden valenční elektron. Pravidelně opakované vlastnosti v atomech ne, NE, AR, KR, XE a RN - Na atomech těchto prvků na úrovni venkovní energie obsahovaly osm elektronů (helium - dvě elektrony) - všechny jsou chemicky inertní, protože jejich atomy nemohou Ani připojte ani k tomu, aby elektrony byly atomy jiných prvků.

Úkol 58.
Co je moderní formulace periodické právo? Vysvětlete, že v periodickém systému prvků argon, kobalt, telurijium a thorium jsou umístěny v respektive před draslíkem, niklem, jodem a prostotem, i když mají velkou atomovou hmotnost?
Rozhodnutí:
Moderní formulace periodického práva: "vlastnosti chemických prvků a jejich obyčejné nebo komplexní látky jsou v periodické závislosti na náboji jádra prvků atomů. "

Od atomů K, NI, I, PA - mají menší relativní hmotnost, než v AR, CO, TE, th - obvinění z atomových jader na jednotku více

pak Kalia, nikl, jód a protacticita je přiřazena sekvenčními čísly, respektive 19, 28, 53 a 91. Aby byl prvek v periodickém systému, přičemž pořadové číslo je přiřazeno nezvýšit jeho atomovou hmotnost, ale Počet protonů obsažených v jádru tohoto atomu, tzn. Při náboji jádra atomu. Počet prvků označuje náboj jádra (počet protonů obsažených v jádru atomu), celkový počet Elektrony obsažené v daném atomu.

Úkol 59.
Jaké nízké a vyšší stupně oxidace jsou uhlík, fosfor, síra a jod? Proč? Udělejte vzorec datových spojení prvků, které splňují tyto stupně oxidace.
Rozhodnutí:
Nejvyšší stupeň oxidace prvku určuje zpravidla počet skupin periodického systému D. I. MENDELEEV, ve kterém se nachází. Spodní stupeň oxidace je určen podmíněným nábojem, který získává atom, když je počet elektronů připojen, což je nezbytné pro tvorbu stabilní osm-elektronové zavedení inertního plynu NS2NP6 (v případě vodíku NS2) . Uhlík, fosfor, síra a jódu jsou v iva-, VA-, VIA a VIIA skupinách a mají strukturu vnější energie, resp. S 2 p2, S2S33, S 2 P 4 a S 2 P 5. Nejvyšší stupeň oxidace uhlíku, fosfor, síry a jodu je tedy roven +4, +5, +6 a +7, resp. Vzorce datových sloučenin prvků odpovídající těmto oxidačním stupni: CO 2 - oxid uhličitý (ii); H 3 PO 4 - kyselina ortofosforečná; H 2 SO 4 - kyselina sírová; HiO 4 - kyselina jod.

Nejnižší stupeň oxidace uhlíku, fosfor, síry a jod je roven -4, -5, -6 a -7. Vzorci datových sloučenin prvků odpovídajících těchto stupňů oxidace: CH4, H3 P, H 2 S, Ahoj.

Úkol 60.
Atomy, které prvky Čtvrté období Periodické systémy tvoří oxid odpovídající jejich nejvyšší oxidaci E 2 O 5? Který dává plynné spojení s vodíkem? Udělejte vzorec kyselin, které splňují tyto oxidy a zobrazují je graficky?
Rozhodnutí:
Oxid E 2 O 5, kde je prvek v nejvyšší stupni oxidace +5, je charakteristické pro prvky skupiny V. Takový oxid může tvořit dva prvky čtvrtého období a V-Group jsou prvek č. 23 (vanad) a č. 33 (arsen). Vanad a arsen, jako prvky páté skupiny, forma vodíkové sloučeniny EN 3 Složení, protože mohou vykazovat nižší stupeň oxidace -3. Vzhledem k tomu, Arsenic je nonmetall, tvoří plynnou sloučeninu s vodíkem - H3 as - ARSIN.

Kyselé vzorce, které odpovídají oxidům v nejvyšší oxidaci vanadu a arsenu:

H 3 VO 4 - Orthovanadiová kyselina;
HVO 3 - metanadiová kyselina;
Haso 3 - obchodní kyselina;
Kyselina H 3 ASO 4 - arsenová (orthomyshiac).

Grafické kyseliny vzorců:

V chemii, termíny "oxidace" a "zotavení" se rozumí reakce, ve kterých atom nebo skupina atomů ztratí, nebo proto elektrony získají. Stupeň oxidace je přisuzován jednomu nebo několika atomům číselnou hodnotu charakterizující množství redistribuovaných elektronů a ukazuje, jak jsou tyto elektrony rozděleny mezi atomy během reakce. Definice této hodnoty může být jednoduchý, tak poměrně složitý postup, v závislosti na atomech a molekulách sestávajících z nich. Atomy některých prvků mohou navíc mít několik oxidačních stupňů. Naštěstí existují jednoduchá jednoznačná pravidla pro určení stupně oxidace, jistě, že použití je dostatečná znalost základů chemie a algebry.

Kroky

Část 1

Stanovení stupně oxidace podle zákonů chemie

Určete, zda je uvažovaná látka elementární. Stupeň oxidace atomů mimo chemickou sloučeninu je nula. Toto pravidlo platí pro látky vytvořené z jednotlivých volných atomů, a pro ty, které se skládají ze dvou nebo multimiatomických molekul jednoho prvku.

Například Al (S) a Cl 2 mají oxidační stupeň 0, protože oba jsou v chemicky nesouvisejícím elementárním stavu.
Upozorňujeme, že alotropní tvar síry s 8 nebo oktáze, navzdory jeho neeparální struktuře, je také charakterizován nulovým stupněm oxidace.

Určete, zda je uvažovaná látka z iontů. Stupeň oxidace iontů se rovná jejich náboji. To platí pro obě volné ionty, tak pro ty, které jsou součástí chemických sloučenin.
- Například stupeň oxidace CL - rovná se -1.
- Stupeň oxidace iontového CL v prostředku chemické sloučeniny NaCl je také roven -1. Vzhledem k tomu, že ion na, podle definice, má +1 poplatky, dospěleme k závěru, že náboj Cl -1 iontů, a tak stupeň jeho oxidace je -1.
Všimněte si, že kovové ionty mohou mít několik oxidačních stupňů. Atomy mnoha kovových prvků mohou být ionizovány různými hodnotami. Například náboj iontů takového kovu jako železa (FE) je +2 nebo +3. Poplatek kovových iontů (a jejich stupeň oxidace) může být stanoven nábojem iontů jiných prvků, se kterými je tento kov zařazen do chemické sloučeniny; V textu je tento poplatek označen římskými čísly: takže železo (III) má stupeň oxidace +3.
- Jako příklad zvažte sloučeninu obsahující hliník iont. Celkový náboj sloučeniny ALCL3 je nula. Vzhledem k tomu, že víme, že CL ionty mají poplatek -1 a spojení obsahuje 3 takové ionty pro všeobecnou neutralitu zvažované látky, AL ion by měl mít AL iontem +3. V tomto případě je tedy stupeň oxidace hliníku +3.
Stupeň oxidace kyslíku je -2 (pro některé výjimky). Téměř ve všech případech mají atomy kyslíku oxidační stupeň -2. Existuje několik výjimek z tohoto pravidla:
- Pokud je kyslík v elementárním stavu (O2), jeho oxidační stupeň je 0, jako v případě jiných elementárních látek.
- Pokud je kyslík součástí peroxy.Jeho stupeň oxidace je -1. PackSI je skupina sloučenin obsahujících jednoduchou vazbu kyslíku kyslíku (tj. O 2 -2 peroxidová aniona). Například ve složení molekuly H202 (peroxid vodíku) má kyslík náboj a stupeň oxidace -1.
- Ve sloučenině s fluorem má kyslík stupeň oxidace +2, přečtěte si pravidlo pro fluor níže.
Vodík se vyznačuje stupněm oxidace +1, pro některé výjimky. Pokud jde o kyslík, existují také výjimky. Zpravidla je stupeň oxidace vodíku +1 (pokud není v elementárním stavu H 2). Ve sloučeninách zvaných hydridy, měřítko oxidace vodíku je -1.
- Například v H20, stupeň oxidace vodíku je +1, protože atom kyslíku má náboj -2 a pro všeobecnou neutralitu jsou zapotřebí dvě poplatky. Ve složení hydridu sodného je však stupeň oxidace vodíku již -1, protože Na iont se nabitý +1 a pro celkovou elektronici, nabití atomu vodíku (a tím i oxidační stupně) by měl být - 1.
Fluorin vždy Má stupeň oxidace -1. Jak již bylo uvedeno, stupeň oxidace určitých prvků (ionty kovů, atomy kyslíku v členění a tak dále) se může lišit v závislosti na řadě faktorů. Stupeň oxidace fluoru je však neustále -1. To je vysvětleno tím, že tento prvek má největší elektronnost - jinými slovy, atomy fluoru jsou nejméně dobrovolně součástí jejich vlastních elektronů a jejich elektrony jsou nejvíce aktivně přitahovány. Jejich náboj je tedy nezměněn.
Součet oxidačních stupňů ve spojení se rovná jeho náboji. Stupeň oxidace všech atomů obsažených v chemické sloučenině v množství by měl dát náboj této sloučeniny. Pokud je například sloučenina neutrální, součet stupňů oxidace všech jeho atomů by měl být nula; Pokud je sloučenina vícemocný ion s nábojem -1, součet stupňů oxidace je -1 a tak dále.
- To je dobrá zkušební metoda - pokud součet stupňů oxidace není roven obecnému nabití sloučeniny, pak se někde mýlíte.
Část 2
Stanovení stupně oxidace bez použití chemických zákonů
1. Najít atomy, které nemají přísná pravidla týkající se stupně oxidace. Ve vztahu k některým prvkům neexistuje pevně stanovená pravidla pro nalezení stupně oxidace. Pokud atom nespadá za stejného pravidla z výše uvedených výše, a neznáte jeho poplatek (například atom je zahrnuta v komplexu a jeho poplatek není specifikován), můžete vytvořit stupeň oxidace takový atom metodou vyloučení. Zpočátku určete náboj všech ostatních atomů sloučenin a poté ze známé směsi celkového náboje, vypočte stupeň oxidace tohoto atomu.
  - Například, ve sloučenině Na2S04, atom síry (S) je neznámý - víme, že to není nula, protože síra není v elementárním stavu. Tato sloučenina slouží jako dobrý příklad pro ilustraci algebraického způsobu určování stupně oxidace.
2. Najděte stupeň oxidace dalších prvků obsažených ve spojení. Použití výše popsaných pravidel určete stupeň oxidace zbývajících atomů sloučenin. Nezapomeňte na výjimky z pravidel v případě atomů O, H a tak dále.
  - Pro Na 2 SO 4, s využitím našich pravidel, zjistíme, že náboj (a tedy stupeň oxidace) iont na je +1 a pro každou z atomů kyslíku je -2.
3. Ve sloučeninách by měl být součet všech oxidačních stupňů nabitý. Například, pokud je sloučenina oxidantním iontem, součet stupňů oxidace atomů by měl být roven obecný iontový náboj.
4. Je velmi užitečné být schopen používat periodickou tabulku MENDELEEV a vědět, kde jsou v něm umístěny kovové a nekovové prvky.
5. Stupeň oxidace atomů v elementární formě je vždy nula. Stupeň oxidace jediného iontu se rovná jeho náboji. Prvky tabulky MENDELEEEV 1A, jako je vodík, lithium, sodík, v elementární formě mají stupeň oxidace +1; Stupeň oxidace kovů skupiny 2A, jako je hořčík a vápník, v elementární formě je +2. Kyslík a vodík, v závislosti na typu chemická vazbaMůže mít 2 různé stupně oxidace.

Při určování tohoto konceptu je konvenčně věřil, že pojiva (valence) elektrony přejdou na více elektronegativních atomů (viz elektronegativita), a proto sloučeniny se skládají z pozitivních a negativně nabitých iontů. Stupeň oxidace může mít nulové, negativní a pozitivní hodnoty, které jsou obvykle nastaveny nad symbolem prvku shora.

Nulová hodnota stupně oxidace je přisuzována atomům prvků ve volném stavu, například: Cu, H2, N2, P 4, S 6. Negativní hodnota stupně oxidace má ty atomy ve směru, kterým je řemeslný elektronový mrak (elektronový pár) posunut. Fluor ve všech jeho spojích je rovna -1. Pozitivní stupeň oxidace má atomy, které dávají valenčních elektronů do jiných atomů. Například alkalické a alkalické kovové kovy, je to respektive +1 a +2. V běžných iontech jako Cl -, S 2-, K +, Cu 2+, Al 3+ se rovná nábojimu iontu. Ve většině sloučenin je stupeň oxidace atomů vodíku +1, ale v hydridech kovů (sloučeniny s vodíkem) - NaH, CAH 2 a další - to je rovno -1. Pro kyslík je stupeň oxidace -2 charakteristické, ale například ve sloučenině s fluorem 2 bude +2 a v peroxidačních sloučeninách (BAO 2 atd.) -1. V některých případech může být tato hodnota vyjádřena a zlomkové číslo: pro železo v oxidu železitém (II, III) Fe 3O 4 je +8/3.

Algebraický součet oxidace atomů ve sloučenině je nulová, a ve složitém iontu - náboj iontu. S tímto pravidlem spočítejte například stupeň oxidace fosforu v ortofosforečné kyselině H 3 PO4. Připomeňme si to přes X a vynásobením stupně oxidace pro vodík (+1) a kyslík (-2) počtem jejich atomů ve sloučenině, získáme rovnici: (+1) 3 + x + (- 2) 4 \u003d 0, kde x \u003d + 5. Podobně vypočítat stupeň oxidace chromu v CR 2O 7 2-: 2x + (- 2) 7 \u003d -2; X \u003d + 6. V MNO, MN 2O3, MNO 2, MN203, MNO 2, MN 3O 4, K 2 MNO 4, KMNO 4, stupeň oxidace manganu +2, +3, +4, + 8/3, +6, +7.

Nejvyšší stupeň oxidace je největší kladná hodnota. Pro většinu prvků se rovná číslu skupiny v periodickém systému a je důležitou kvantitativní charakteristikou prvku ve svých spojích. Nejmenší hodnota stupně oxidace prvku, která se vyskytuje ve svých sloučeninách, je obvyklá být nazývána nižší stupně oxidace; Všichni ostatní jsou meziprodukty. Takže pro síru, nejvyšší stupeň oxidace je +6, nižší -2, meziprodukt +4.

Změna stupňů oxidace prvků skupinami periodického systému odráží četnost změny chemické vlastnosti S růstem čísla sekvence.

Koncepce stupně oxidace prvků se používá v klasifikaci látek, popisujících jejich vlastnosti, vypracovává vzorce sloučenin a jejich mezinárodní názvy. Je to obzvláště široce používáno ve studii redoxních reakcí. Často se používá koncept "stupně oxidace" anorganická chemie Místo pojmu "valence" (viz