Kislorod ijobiy oksidlanish holatiga ega. Kislorodning oksidlanish darajasi
OKSIDLANISH DAVLAT - molekula yoki iondagi atomning boshqa atomlar bilan barcha aloqalari uzilganda va umumiy elektron juftlari ko'proq elektron manfiy elementlar bilan qolsa, ega bo'lishi mumkin bo'lgan zaryaddir.
Kislorod qaysi birikmalarda musbat oksidlanish darajasini ko'rsatadi: H2O; H2O2; CO2; OF2?
OF2. bu birikma, kislorod + 2 oksidlanish darajasiga ega
Qaysi moddalar faqat qaytaruvchi hisoblanadi: Fe; SO3; Cl2; HNO3?
oltingugurt oksidi (IV) - SO 2
D.I davriy tizimining III davrida qanday element. Mendeleyev erkin holatda bo'lib, eng kuchli oksidlovchi moddadir: Na; Al; S; Cl2?
Cl xlor
V-qism
Quyidagi moddalar noorganik birikmalarning qaysi sinflariga kiradi: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni(OH)2, FeS, Na2CO3?
Murakkab moddalar. oksidlar
Formulalar tuzing: a) fosfor kislotasining kislotali kaliy tuzlari; b) karbonat kislotaning asosiy rux tuzi H2CO3.
Qanday moddalar o'zaro ta'sir qilishdan olinadi: a) kislotalar tuz bilan; b) asosli kislotalar; v) tuz bilan tuz; d) tuzli asoslar? Reaksiyalarga misollar keltiring.
A) metall oksidlari, metall tuzlari.
B) tuzlar (faqat eritmada)
D) yangi tuz, erimaydigan asos va vodorod hosil bo'ladi
Quyidagi moddalardan qaysi biri xlorid kislota bilan reaksiyaga kirishadi: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Mumkin bo‘lgan reaksiyalar tenglamalarini tuzing.
Zn(OH)2 + 2 HCl = ZnCl + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Mis oksidi qanday oksidga tegishli ekanligini ko`rsating va kimyoviy reaksiyalar yordamida isbotlang.
metall oksidi.
Mis oksidi (II) CuO - qora kristallar, monoklinik tizimda kristallanadi, zichligi 6,51 g / sm3, erish nuqtasi 1447 ° S (kislorod bosimi ostida). 1100°C ga qizdirilganda u parchalanib, mis (I) oksidini hosil qiladi:
4CuO = 2Cu2O + O2.
U suvda erimaydi va u bilan reaksiyaga kirishmaydi. U zaif ifodalangan amfoter xususiyatlarga ega, asosiylari ustunlik qiladi.
Ammiakning suvli eritmalarida tetraammin mis (II) gidroksid hosil qiladi:
CuO + 4NH3 + H2O = (OH)2.
Suyultirilgan kislotalar bilan oson reaksiyaga kirishib, tuz va suv hosil qiladi:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Ishqorlar bilan birlashganda kuprat hosil qiladi:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Vodorod, uglerod oksidi va faol metallar bilan metall misga qaytariladi:
CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Mis (II) gidroksidni 200 ° C da kaltsiylash orqali olinadi:
Cu(OH)2 = CuO + H2O Mis (II) oksidi va gidroksidini olish
yoki metall misning havoda 400–500°S da oksidlanishida:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Reaksiya tenglamalarini tugating:
Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4+2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ + SO4^2-=Mg^2+ + SO4^2- +2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ = Mg^2+ +2H2O^-
NaOH + H3PO4 \u003d NaH2PO4 + H2O FE \u003d 1
H3PO4 + 2NaOH \u003d Na2HPO4 + 2H2O FE \u003d 1/2
H3PO4 + 3NaOH \u003d Na3PO4 + 3H2O FE \u003d 1/3
birinchi holatda 1 mol fosfor kislotasi hm .. . 1 protonga ekvivalent... shuning uchun ekvivalent omil 1 ga teng
foiz kontsentratsiyasi - 100 gramm eritma tarkibidagi moddaning grammdagi massasi. 100 g eritmada 5 g tuz bo'lsa, 500 g uchun qancha tuz kerak?
titr - 1 ml eritmadagi moddaning grammdagi massasi. 300 ml uchun 0,3 g etarli.
Ca (OH) 2 + H2CO3 \u003d CaO + H2O 2 / xarakterli reaktsiya - neytrallash reaktsiyasi Ca / OH / 2 + H2CO3 \u003d CaCO3 + H2O 3 / kislota oksidlari Ca / OH / 2 + CO2 \u003d CaCO3 + H2O 4 bilan reaksiyaga kirishadi / kislotali tuzlar bilan Ca / OH / 2 + 2KHCO3 \u003d K2CO3 + CaCO3 + 2H2O 5 / ishqorlar tuzlar bilan almashinuv reaktsiyasiga kirishadi. agar bu holda cho'kma hosil bo'lsa 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu / OH / 2 / cho'kma / 6 / gidroksidi eritmalar metall bo'lmaganlar, shuningdek alyuminiy yoki rux bilan reaksiyaga kirishadi. OVR.
Tuzlarni olishning uchta usulini ayting. Javobingizni reaksiya tenglamalari bilan tasdiqlang
A) Neytrallanish reaksiyasi.. Suv bug'langandan so'ng kristall tuz olinadi. Misol uchun:
B) Asoslarning kislotali oksidlar bilan reaksiyasi(8.2-bandga qarang). Bu ham neytrallanish reaktsiyasining bir variantidir:
IN) Kislotalarning tuzlar bilan reaksiyasi. Bu usul, masalan, cho'kma hosil qiladigan erimaydigan tuz hosil bo'lsa, mos keladi:
Quyidagi moddalardan qaysi biri bir-biri bilan reaksiyaga kirisha oladi: NaOH, H3PO4, Al(OH)3, SO3, H2O, CaO? Javobingizni reaksiya tenglamalari bilan tasdiqlang
2 NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2
Al(OH)3 + NaOH = Na(Al(OH)4) yoki NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
VI qism
Atomning yadrosi (protonlar, neytronlar).
Atom kimyoviy elementning barcha kimyoviy xususiyatlarini saqlab qolgan eng kichik zarrasi. Atom musbat zaryadlangan yadro va manfiy zaryadlangan elektronlardan iborat. Har qanday kimyoviy element yadrosining zaryadi Z va e ko'paytmasiga teng, bu erda Z - kimyoviy elementlarning davriy tizimidagi ushbu elementning seriya raqami, e - elementar elektr zaryadining qiymati.
Protonlar- birlik musbat elektr zaryadiga ega va massasi elektron massasidan 1836 marta katta bo'lgan barqaror elementar zarralar. Proton eng yengil element vodorodning yadrosidir. Yadrodagi protonlar soni Z ga teng. Neytron- massasi proton massasiga juda yaqin bo'lgan neytral (elektr zaryadiga ega bo'lmagan) elementar zarracha. Yadro massasi proton va neytronlar massasidan tashkil topganligi sababli, atom yadrosidagi neytronlar soni A - Z ga teng, bu erda A - berilgan izotopning massa soni (qarang Kimyoviy elementlarning davriy tizimi ) . Yadroni tashkil etuvchi proton va neytron nuklonlar deyiladi. Yadroda nuklonlar maxsus yadro kuchlari bilan bog'langan.
Elektronlar
Elektron- elementar elektr zaryadi sifatida qabul qilingan manfiy elektr zaryadli e=1,6·10 -19 kulon bo'lgan moddaning eng kichik zarrasi. Yadro atrofida aylanadigan elektronlar K, L, M va hokazo elektron qobiqlarda joylashgan. K - yadroga eng yaqin qobiq. Atomning o'lchami uning elektron qobig'ining kattaligi bilan belgilanadi.
izotoplar
Izotop - bir xil kimyoviy elementning atomi, yadrosi bir xil miqdordagi protonlarga (musbat zaryadlangan zarrachalar) ega, ammo neytronlarning soni boshqacha, elementning o'zi esa asosiy element bilan bir xil atom raqamiga ega. Shu sababli izotoplar turli atom massalariga ega.
Bog'lar kamroq elektronegativ atomlar bilan hosil bo'lganda (ftor uchun bu barcha elementlar, xlor uchun ftor va kisloroddan tashqari hamma narsa), barcha galogenlarning valentligi teng bo'ladi. Oksidlanish darajasi -1, ionning zaryadi esa 1-. Ftor uchun ijobiy oksidlanish darajasi mumkin emas. Xlor esa +7 gacha (guruh raqami) turli xil ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Ulanish misollari Malumot bo'limida keltirilgan.
Ko'pgina birikmalarda xlor kuchli elektronegativ element (EO = 3,0) sifatida -1 manfiy oksidlanish holatida ishlaydi. Elektromanfiy ftor, kislorod va azotga ega bo'lgan birikmalarda u ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Xlorning kislorod bilan birikmalari ayniqsa xilma-xil bo'lib, ularda xlorning oksidlanish darajalari +1, -f3, +5 va +7, shuningdek, +4 va Ch-6 ga teng.
Xlor bilan solishtirganda, ftor F ancha faoldir. Sovuqda ham deyarli barcha kimyoviy elementlar, gidroksidi va gidroksidi tuproq metallari bilan reaksiyaga kirishadi. Ayrim metallar (Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ni) ftorli plyonka hosil bo'lganligi sababli sovuqda ftorga chidamli. Ftor barcha ma'lum elementlarning eng kuchli oksidlovchisidir. Bu ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatishga qodir bo'lmagan yagona halogendir. Ftor qizdirilganda barcha metallar, shu jumladan oltin va platina bilan reaksiyaga kirishadi. U kislorod bilan bir qator birikmalar hosil qiladi va bular kislorod elektropozitiv bo'lgan yagona birikmalardir (masalan, kislorod diflorid OFa). Oksidlardan farqli o'laroq, bu birikmalar kislorod ftoridlari deb ataladi.
Kislorod kichik guruhining elementlari xossalari bo'yicha kisloroddan sezilarli darajada farq qiladi. Ularning asosiy farqi ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatish qobiliyatidadir
Galogenlar orasidagi farqlar ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatadigan birikmalarda ko'proq seziladi. Bular, asosan, galogenlarning elektromanfiy elementlarga ega birikmalari - ftor va kisloroddir.
Kislorod atomi elektron konfiguratsiyaga ega [He]25 2p. Bu element o'zining elektr manfiyligi bo'yicha ftordan keyin ikkinchi o'rinda turganligi sababli, u deyarli har doim birikmalarda salbiy oksidlanish darajasiga ega. Kislorod ijobiy oksidlanish darajasiga ega bo'lgan yagona birikmalar ftor o'z ichiga olgan Op2 va Op birikmalaridir.
1927 yilda bilvosita ftorning kislorodli birikmasi olindi, unda kislorod ikkiga teng ijobiy oksidlanish darajasiga ega.
Ammiak tarkibidagi azot atomlari elementar azotga qaraganda elektronlarni kuchliroq tortganligi sababli ular manfiy oksidlanish darajasiga ega deyiladi. Azot atomlari elektronlarni elementar azotga qaraganda kamroq kuchli tortadigan azot dioksidida u ijobiy oksidlanish darajasiga ega. Elementar azot yoki elementar kislorodda har bir atom nolga teng oksidlanish darajasiga ega. (Oksidlanish darajasi nol birlashtirilmagan holatdagi barcha elementlarga xosdir.) Oksidlanish darajasi oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarini tushunish uchun foydali tushunchadir.
Xlor ClO, ClO, ClO3 va ClOg oksianionlarining butun qatorini hosil qiladi, ularda u ketma-ket ijobiy oksidlanish holatlarini ko'rsatadi. Xlorid ioni C1, to'rt juft valentlik elektronga ega bo'lgan Ar gazining elektron tuzilishiga ega. Yuqoridagi to'rtta xlor oksianionini xlorid ionining, CH ning reaksiya mahsuloti sifatida, bir, ikki, uch yoki to'rtta kislorod atomiga ega bo'lgan Lyuis asosi sifatida qarash mumkin, ularning har biri elektron qabul qiluvchi xususiyatga ega, ya'ni. lyuis kislotasi
Oltingugurt, selen va tellurning kimyoviy xossalari ko'p jihatdan kislorodnikidan farq qiladi. Eng muhim farqlardan biri shundaki, bu elementlar -1-6 gacha bo'lgan ijobiy oksidlanish darajasiga ega, masalan,
ns np elektron konfiguratsiyasi ushbu guruh elementlariga -I, +11, +IV va +VI oksidlanish darajalarini ko'rsatishga imkon beradi. Inert gaz konfiguratsiyasi hosil bo'lishidan oldin faqat ikkita elektron etishmayotganligi sababli -II oksidlanish holati juda oson paydo bo'ladi. Bu, ayniqsa, guruhning engil elementlari uchun to'g'ri keladi.
Haqiqatan ham, kislorod guruhning barcha elementlaridan uning atomi ikki marta zaryadlangan manfiy ionni hosil qilib, ikkita elektronni olish qulayligi bilan farq qiladi. Peroksidlar (-1), superoksidlar (-Va) va ozonidlar (7h)dagi kislorodning g'ayrioddiy salbiy oksidlanish darajalari bundan mustasno, kislorod-kislorod aloqalari mavjud bo'lgan birikmalar, shuningdek, + 1 va - + II holatlar. birikmalar O. Fa va ORz kislorod barcha birikmalarda -I oksidlanish darajasiga ega. Guruhning qolgan elementlari uchun salbiy oksidlanish darajasi asta-sekin kamroq barqaror bo'ladi va ijobiy bo'lganlar barqarorroq bo'ladi. Og'ir elementlarda pastroq musbat oksidlanish darajasi ustunlik qiladi.
Musbat oksidlanish holatidagi elementning tabiatiga mos ravishda davriy tizimning davrlari va guruhlaridagi oksidlarning tabiati tabiiy ravishda o'zgaradi. Davrlarda kislorod atomlarining manfiy samarali zaryadi pasayadi va amfoter oksidlar orqali asosiy oksidlardan kislotalilarga bosqichma-bosqich o'tish sodir bo'ladi, masalan.
Nal, Mgb, AIF3, ZrBf4. Qutbli kovalent bog'lanishga ega bo'lgan birikmalardagi elementlarning oksidlanish darajasini aniqlashda ularning elektron manfiylik qiymatlari solishtiriladi (1.6 ga qarang).Chunki kimyoviy bog'lanish hosil bo'lganda elektronlar ko'proq elektron manfiy elementlarning atomlariga o'tadi, ikkinchisi birikmalarda manfiy oksidlanish darajasiga ega Ftor, elektromanfiylikning eng yuqori qiymati bilan tavsiflanadi , birikmalarda doimo doimiy salbiy oksidlanish darajasi -1 ga ega.
Elektromanfiylik qiymati ham yuqori bo'lgan I kislorod salbiy oksidlanish darajasi bilan tavsiflanadi, odatda -2, peroksidlarda -1. Istisno OF2 birikmasi bo'lib, unda kislorodning oksidlanish darajasi 4-2 ga teng. Nisbatan past elektromanfiyligi bilan ajralib turadigan ishqoriy va ishqoriy tuproq elementlari har doim mos ravishda +1 va +2 ga teng ijobiy oksidlanish darajasiga ega. Vodorod, masalan, ko'pgina birikmalarda doimiy oksidlanish holatini (+ 1) ko'rsatadi
Elektromanfiyligi bo'yicha kislorod ftordan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Ftor bilan kislorodli birikmalar noyobdir, chunki faqat bu birikmalarda kislorod ijobiy oksidlanish holatiga ega.
Kislorodning ijobiy oksidlanish darajasining hosilalari ma'lum sharoitlarda ularda saqlanadigan kimyoviy energiyani chiqarishga qodir bo'lgan eng kuchli energiya talab qiluvchi oksidlovchi moddalardir. Ular samarali oksidlovchi moddalar sifatida ishlatilishi mumkin.
Va ular metall bo'lmaganlarga tegishli, ko'rsatilgan holat ular uchun eng keng tarqalgan. Shu bilan birga, 6A guruhining elementlari, kisloroddan tashqari, ko'pincha + 6 gacha bo'lgan ijobiy oksidlanish holatiga ega bo'lib, bu barcha olti valent elektronning ko'proq elektronegativ elementlarning atomlari bilan sotsializatsiyasiga to'g'ri keladi.
Ushbu kichik guruhning barcha elementlari, poloniydan tashqari, metall bo'lmagan. Ularning birikmalarida ular ham salbiy, ham ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Metall va vodorod bilan birikmalarda ularning oksidlanish darajasi odatda -2 ga teng. Metall bo'lmagan birikmalarda, masalan, kislorod bilan, u +4 yoki -) -6 qiymatiga ega bo'lishi mumkin. Istisno - kislorodning o'zi. Elektromanfiyligi bo'yicha u ftordan keyin ikkinchi o'rinda turadi, shuning uchun faqat ushbu element (OR) bilan birgalikda uning oksidlanish darajasi ijobiydir (-1-2). Boshqa barcha elementlar bilan birikmalarda kislorodning oksidlanish darajasi manfiy va odatda -2 ga teng. Vodorod periks va uning hosilalarida -1 ga teng.
Azot elektromanfiyligi bo'yicha faqat kislorod va ftordan past. Shuning uchun u faqat shu ikki element bilan birikmalarda ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Oksidlar va oksianionlarda azotning oksidlanish darajasi + 1 dan -b 5 gacha bo'lgan qiymatlarni oladi.
Elektromanfiy elementlar ko'proq bo'lgan birikmalarda VI guruhning p-elementlari ijobiy oksidlanish darajasiga ega. Ular uchun (kisloroddan tashqari) eng xarakterli oksidlanish darajalari -2, +4, -4-6 bo'lib, bu element atomi qo'zg'alganda, juftlashtirilmagan elektronlar sonining bosqichma-bosqich ko'payishiga to'g'ri keladi.
Ayniqsa, kislorod ligandlari bo'lgan kompleks anionlar - okso komplekslari yaxshi ma'lum. Ular asosan metall bo'lmagan elementlarning atomlari tomonidan ijobiy oksidlanish darajasida (metall - faqat yuqori oksidlanish darajasida) hosil bo'ladi. Okso komplekslari mos keladigan elementlarning kovalent oksidlarining asosiy oksidlar yoki suvning salbiy qutblangan kislorod atomi bilan o'zaro ta'siridan olinadi, masalan.
oksidlar va gidroksidlar. P-elementlarning oksidlari va gidroksidlari eng yuqori musbat oksidlanish darajasiga ega, p-elementlar kislorodli birikmalar sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.
O, CJUg, CbO), bunda xlor ijobiy oksidlanish holatini ko'rsatadi. Yuqori haroratlarda azot to'g'ridan-to'g'ri kislorod bilan birlashadi va shuning uchun kamaytiruvchi xususiyatga ega.
Kislorodli birikmalarda elementlar guruh soniga teng bo'lgan eng yuqori ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatishi mumkin. Elementlarning oksidlari davriy tizimdagi holatiga va elementning oksidlanish darajasiga qarab, asosiy yoki kislotali xususiyatlarni namoyon qilishi mumkin.
Bundan tashqari, bu elementlar kisloroddan tashqari (faqat + 2 gacha) +6 gacha bo'lgan ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatishga qodir. Kislorod kichik guruhining elementlari metall bo'lmaganlardir.
Eng keng tarqalgan oksidlovchi moddalar galogenlar, kislorod va MPO4, Cr3O va NO kabi oksianionlar bo'lib, ularda markaziy atom yuqori musbat oksidlanish darajasiga ega. Ba'zan oksidlovchi sifatida
OgRg va Oorg birikmalari kuchli oksidlovchi moddalardir, chunki ulardagi kislorod musbat oksidlanish holatida -1 va +2 bo'ladi va shuning uchun katta energiya zaxirasiga (yuqori elektron yaqinlik) ega bo'lib, ular elektronlarni kuchli o'ziga tortadi. uning uchun eng barqaror holatlarga o'tish uchun kislorod.
Musbat oksidlanish holatidagi metall bo'lmaganlarning ionlangan atomlari va kislorod bilan yuqori oksidlanish holatidagi metall ionlari CO, CO2, NO, N02, 302, Sn02, MnOa oksidlarining neytral molekulalarini hosil qiladi, kislorod o'z ichiga olgan N0, P04, 3O kompleks ionlari. , Cr0, MnOg va boshqalar.
Bu elementlar atomlarining valar-ny elektrokimyoviy darajasi formulaga mos keladi pa pr Kislorod ikkinchi elektron manfiy element (eng manfiy ftordan keyin), kisloroddagi (-I) ga teng birikmalarda barqaror oksidlanish holatini belgilash mumkin. ftoridlar uning oksidlanish darajasi ijobiydir. VIA guruhining qolgan elementlari o'z birikmalarida oksidlanish darajasi (-I), (+ IV) va (Ch VI) namoyon bo'ladi va oksidlanish darajasi oltingugurt (+ VI), qolgan elementlar (4-IV) uchun barqarordir. ). Elektromanfiylik bo'yicha
O2 eng kuchli oksidlovchi P1Pv bilan oʻzaro taʼsirlashganda O2[P1Pb] moddasi hosil boʻladi, unda molekulyar ion Og kation hisoblanadi. Kislorod ijobiy oksidlanish darajasiga ega bo'lgan birikmalar ma'lum sharoitlarda saqlangan kimyoviy energiyani chiqarishga qodir bo'lgan eng kuchli energiya talab qiluvchi oksidlovchi moddalardir. Ular samarali oksidlovchi moddalar sifatida ishlatilishi mumkin.
Biroq, elektronlarni biriktirish qobiliyati ularda VI va VII guruhlarning tegishli elementlariga qaraganda ancha kam namoyon bo'ladi. Kislorod bilan ular + 5 ga teng bo'lgan eng yuqori ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatadigan RjOj tipidagi oksidlarni hosil qiladi.
Brom va yod kislorod va ko'proq elektronegativ galogenlar bilan birikmalarida ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Bu elementlarning kislorod o'z ichiga olgan kislotalari (va ularning tuzlari) HOHg (bromsimon, tuzlar gipobromitlar) va HOI (yod, tuzlar gipoioditlar) HBrO3 (bromlar, tuzlar bromatlar) va NHS (yod, tuzlar) yaxshi o'rganilgan. iodatlar) , shuningdek NbYub (orto-iyodik, tuzlar - orto-periodatlar).
Jonli va jonsiz tabiat uchun oksidlanish-qaytarilish jarayonlari katta ahamiyatga ega. Misol uchun, yonish jarayoni atmosfera kislorodi ishtirokida OVR ga tegishli bo'lishi mumkin. Ushbu oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasida u o'zining metall bo'lmagan xususiyatlarini namoyon qiladi.
Shuningdek, OVR misollari ovqat hazm qilish, nafas olish jarayonlari, fotosintezdir.
Tasniflash
Dastlabki moddaning elementlari va reaktsiya mahsulotining oksidlanish darajasi qiymatining o'zgarishiga qarab, barcha kimyoviy o'zgarishlarni ikki guruhga bo'lish odatiy holdir:
- redoks;
- oksidlanish darajasi o'zgarmaydi.
Ikkinchi guruhga moddalar eritmalari orasidagi ion jarayonlarini misol qilib keltirish mumkin.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari - bu asl birikmalarni tashkil etuvchi atomlarning oksidlanish darajasining o'zgarishi bilan bog'liq jarayonlar.
Oksidlanish darajasi nima
Bu kimyoviy bog'lanishning elektron juftlari ko'proq elektron manfiy atomga o'tganda molekuladagi atom tomonidan olingan shartli zaryaddir.
Masalan, natriy ftorid (NaF) molekulasida ftor maksimal elektromanfiylikni namoyon qiladi, shuning uchun uning oksidlanish darajasi manfiy qiymatdir. Ushbu molekuladagi natriy musbat ion bo'ladi. Molekuladagi oksidlanish darajalarining yig'indisi nolga teng.
Ta'rif variantlari
Kislorod qanday ion? Musbat oksidlanish holatlari u uchun xarakterli emas, ammo bu bu element ularni ma'lum kimyoviy o'zaro ta'sirlarda ko'rsatmaydi degani emas.
Oksidlanish darajasi haqidagi tushunchaning o'zi rasmiy xususiyatga ega, u atomning samarali (haqiqiy) zaryadi bilan bog'liq emas. Kimyoviy moddalarni tasniflashda, shuningdek, davom etayotgan jarayonlarni qayd etishda foydalanish qulay.
Ta'rif qoidalari
Metall bo'lmaganlar uchun eng past va eng yuqori oksidlanish darajalari ajralib turadi. Agar birinchi ko'rsatkichni aniqlash uchun guruh raqamidan sakkiztasi chiqarilsa, ikkinchi qiymat asosan ushbu kimyoviy element joylashgan guruhning soniga to'g'ri keladi. Masalan, birikmalarda odatda -2 bo'ladi. Bunday birikmalar oksidlar deb ataladi. Masalan, bunday moddalarga formulasi CO 2 bo'lgan karbonat angidrid (karbonat angidrid) kiradi.
Metall bo'lmaganlar ko'pincha kislotalar va tuzlarda maksimal oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Masalan, perklorik kislota HClO 4 da galogen VII (+7) valentlikka ega.
Peroksidlar
Murakkablardagi kislorod atomining oksidlanish darajasi odatda -2 ga teng, peroksidlar bundan mustasno. Ular O 2 2-, O 4 2-, O 2 - shaklida to'liq kamaytirilgan ionni o'z ichiga olgan kislorodli birikmalar hisoblanadi.
Peroksid birikmalari ikki guruhga bo'linadi: oddiy va murakkab. Oddiy birikmalar - bu peroksid guruhi metall atomi yoki ioni bilan atom yoki ion kimyoviy bog'lanish orqali bog'langan. Bunday moddalar gidroksidi va ishqoriy tuproq metallari (litiy va berilliydan tashqari) tomonidan hosil bo'ladi. Kichik guruh ichidagi metallning elektronegativligi oshishi bilan bog'lanishning ion turidan kovalent tuzilishga o'tish kuzatiladi.
Me 2 O 2 tipidagi peroksidlardan tashqari, birinchi guruh (asosiy kichik guruh) vakillari ham Me 2 O 3 va Me 2 O 4 shaklida peroksidlarga ega.
Agar kislorod ftor bilan ijobiy oksidlanish holatini namoyon qilsa, metallar bilan birgalikda (peroksidlarda) bu ko'rsatkich -1 ga teng.
Murakkab perokso birikmalari bu guruh ligandlar vazifasini bajaradigan moddalardir. Shunga o'xshash moddalar uchinchi guruh (asosiy kichik guruh) elementlari, shuningdek, keyingi guruhlar tomonidan hosil bo'ladi.
Murakkab perokso guruhlarning tasnifi
Bunday murakkab birikmalarning beshta guruhi mavjud. Birinchisi, umumiy shaklga ega bo'lgan peroksokislotalar [Ep(O 2 2-) x L y ] z- . Bunday holda, peroksid ionlari kompleks ioniga kiradi yoki monodentat (E-O-O-), ko'prik (E-O-O-E) ligand sifatida ishlaydi va ko'p yadroli kompleks hosil qiladi.
Agar kislorod ftor bilan musbat oksidlanish holatini namoyon qilsa, gidroksidi va ishqoriy tuproq metallari bilan birgalikda u odatiy metall bo'lmagan (-1) hisoblanadi.
Bunday moddaga misol H 2 SO 5 shaklidagi Karo kislotasi (peroksomonomer kislotasi). Bunday komplekslardagi ligand peroksid guruhi metall bo'lmagan atomlar o'rtasida ko'prik vazifasini bajaradi, masalan, H 2 S 2 O 8 shaklidagi peroksodisulfat kislotada - past erish nuqtasi bo'lgan oq kristalli modda.
Komplekslarning ikkinchi guruhi perokso guruhi murakkab ion yoki molekulaning bir qismi bo'lgan moddalar tomonidan yaratilgan.
Ular [E n (O 2) x L y] z formulasi bilan ifodalanadi.
Qolgan uchta guruh peroksidlar bo'lib, ular kristallanish suvini o'z ichiga oladi, masalan, Na 2 O 2 × 8H 2 O yoki kristallanish vodorod peroksidi.
Barcha peroksid moddalarining odatiy xususiyatlari sifatida biz ularning kislota eritmalari bilan o'zaro ta'sirini, termal parchalanish paytida faol kislorodning chiqishini ajratamiz.
Xloratlar, nitratlar, permanganatlar, perxloratlar kislorod manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin.
kislorod diftorid
Kislorod qachon ijobiy oksidlanish holatini ko'rsatadi? Ko'proq elektronmanfiy kislorod bilan birgalikda) OF 2. U +2. Ushbu birikma birinchi marta XX asrning boshlarida Pol Lebo tomonidan olingan, biroz keyinroq Ruff tomonidan o'rganilgan.
Kislorod ftor bilan birlashganda ijobiy oksidlanish holatini ko'rsatadi. Uning elektron manfiyligi 4 ga teng, shuning uchun molekuladagi elektron zichligi ftor atomi tomon siljiydi.
Kislorod ftoridining xossalari
Ushbu birikma suyuq agregatsiya holatida bo'lib, u suyuq kislorod, ftor va ozon bilan cheksiz aralashadi. Sovuq suvda eruvchanligi minimaldir.
Musbat oksidlanish darajasi qanday izohlanadi? "Buyuk neft ensiklopediyasi" davriy jadvaldagi guruh raqami bo'yicha eng yuqori + (musbat) oksidlanish darajasini aniqlash mumkinligini tushuntiradi. Bu qiymat neytral atomning to'liq oksidlanish vaqtida berishi mumkin bo'lgan eng ko'p elektronlar soni bilan aniqlanadi.
Kislorod ftorid ishqoriy usulda olinadi, bu ishqorning suvli eritmasi orqali ftor gazini o'tkazishni o'z ichiga oladi.
Bunda ftor kisloroddan tashqari ozon va vodorod peroksid ham hosil bo'ladi.
Kislorod ftoridini olishning muqobil varianti gidroflorik kislota eritmasini elektroliz qilishdir. Qisman, bu birikma ham ftorli suv atmosferasida yonish paytida hosil bo'ladi.
Jarayon radikal mexanizmga muvofiq davom etadi. Birinchidan, erkin radikallarning boshlanishi kislorod biradikalining shakllanishi bilan birga amalga oshiriladi. Keyingi qadam dominant jarayondir.
Kislorod diflorid yorqin oksidlovchi xususiyatga ega. Uning kuchini erkin ftor bilan, oksidlanish jarayonining mexanizmi jihatidan esa ozon bilan solishtirish mumkin. Reaksiya yuqori faollik energiyasini talab qiladi, chunki atom kislorodining shakllanishi birinchi bosqichda sodir bo'ladi.
Kislorod musbat oksidlanish darajasi bilan tavsiflangan bu oksidning termal parchalanishi 200 ° C dan yuqori haroratlarda boshlangan monomolekulyar reaktsiyadir.
O'ziga xos xususiyatlar
Kislorod ftorid issiq suvga kirganda, gidroliz sodir bo'ladi, uning mahsulotlari oddiy molekulyar kislorod, shuningdek, vodorod ftorid bo'ladi.
Ishqoriy muhitda jarayon sezilarli darajada tezlashadi. Suv va kislorod diflorid bug'ining aralashmasi portlovchi hisoblanadi.
Ushbu birikma metall simob bilan intensiv reaksiyaga kirishadi va qimmatbaho metallarda (oltin, platina) faqat yupqa ftorid plyonka hosil qiladi. Bu xususiyat ushbu metallarni kislorod ftorid bilan aloqa qilish uchun oddiy haroratda ishlatish imkoniyatini tushuntiradi.
Haroratning oshishi bilan metallarning oksidlanishi sodir bo'ladi. Magniy va alyuminiy bu ftorli birikma bilan ishlash uchun eng mos metallar hisoblanadi.
Zanglamaydigan po'latlar va mis qotishmalari kislorodli ftorid ta'sirida asl ko'rinishini biroz o'zgartiradi.
Ushbu kislorod birikmasining ftor bilan parchalanishining yuqori faollik energiyasi uni turli xil uglevodorodlar, uglerod oksidi bilan xavfsiz aralashtirish imkonini beradi, bu kislorod ftoridini raketa yoqilg'isini mukammal oksidlovchi sifatida ishlatish imkoniyatini tushuntiradi.
Xulosa
Kimyogarlar ushbu birikmani gaz-dinamik lazer qurilmalarida qo'llashning maqsadga muvofiqligini tasdiqlagan bir qator tajribalarni o'tkazdilar.
Kislorod va boshqa nometallarning oksidlanish darajalarini aniqlashga oid masalalar maktab kimyo kursiga kiritilgan.
Bunday ko'nikmalar muhim ahamiyatga ega, chunki ular o'rta maktab o'quvchilariga yagona davlat imtihonining testlarida taqdim etilgan vazifalarni bajarishga imkon beradi.
TA’RIF
Kislorod davriy sistemaning sakkizinchi elementidir. U kichik guruhning VI guruhi A ikkinchi davrida joylashgan. Belgisi - O.
Tabiiy kislorod uchta barqaror izotopdan iborat 16O (99,76%), 17O (0,04%) va 18O (0,2%).
Eng barqaror ikki atomli kislorod molekulasi O 2 dir. U paramagnit va zaif qutblangan. Kislorodning erish nuqtalari (-218,9 o C) va qaynash haroratlari (-183 o C) juda past. Kislorod suvda yomon eriydi. Oddiy sharoitlarda kislorod rangsiz va hidsiz gazdir.
Suyuq va qattiq kislorod magnit tomonidan tortiladi, chunki. uning molekulalari paramagnitdir. Qattiq kislorod ko'k, suyuq kislorod esa ko'k rangda. Bo'yash molekulalarning o'zaro ta'siridan kelib chiqadi.
Kislorod ikkita allotropik modifikatsiya shaklida mavjud - kislorod O 2 va ozon O 3.
Murakkablardagi kislorodning oksidlanish darajasi
Kislorod kovalent qutbsiz bog'lanishlar induksiyasi tufayli O 2 tarkibidagi diatomik molekulalarni hosil qiladi va ma'lumki, qutbsiz aloqalarga ega bo'lgan birikmalarda elementlarning oksidlanish darajasi. nol.
Kislorod ancha yuqori elektromanfiylik qiymati bilan ajralib turadi, shuning uchun u ko'pincha ga teng salbiy oksidlanish holatini namoyon qiladi. (-2) (Na 2 O -2, K 2 O -2, CuO -2, PbO -2, Al 2 O -2 3, Fe 2 O -2 3, NO -2 2, P 2 O -2 5, CrO -2 3, Mn 2 O -2 7).
Peroksid tipidagi birikmalarda kislorod oksidlanish holatini ko'rsatadi (-1) (H 2 O -1 2).
OF 2 birikmasida kislorod ga teng ijobiy oksidlanish darajasini ko'rsatadi (+2) , chunki ftor eng elektronegativ element bo'lib, uning oksidlanish darajasi har doim (-1) dir.
Kislorod oksidlanish holatini ko'rsatadigan hosila sifatida (+4) , kislorodning allotropik modifikatsiyasini ko'rib chiqishimiz mumkin - ozon O 3 (O +4 O 2).
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
(takrorlash)
II. Oksidlanish holati (yangi material)
Oksidlanish holati- bu birikmadagi barcha bog'lanishlar ionli bo'lish shartiga asoslanib, elektronlarning to'liq qaytishi (qabul qilinishi) natijasida atom oladigan shartli zaryad.
Ftor va natriy atomlarining tuzilishini ko'rib chiqing:
F +9)2)7
Na+11)2)8)1
- Ftor va natriy atomlarining tashqi darajasining to'liqligi haqida nima deyish mumkin?
- Qaysi atomni qabul qilish osonroq, qaysi atomni tashqi sathni yakunlash uchun valentlik elektronlarini berish osonroq?
Ikkala atom ham to'liq bo'lmagan tashqi darajaga egami?
Natriy atomining elektronlarni berishi, ftorning tashqi daraja tugashidan oldin elektronni qabul qilishi osonroq.
F 0 + 1ē → F -1 (neytral atom bitta manfiy elektronni qabul qiladi va "-1" oksidlanish darajasiga ega bo'lib, manfiy zaryadlangan ion - anion )
Na 0 – 1ē → Na +1 (neytral atom bitta manfiy elektron beradi va "+1" oksidlanish holatiga ega bo'lib, musbat zaryadlangan ion-kation )
PSCE D.I da atomning oksidlanish darajasini qanday aniqlash mumkin. Mendeleev?
Ta'rif qoidalari PSCE D.I da atomning oksidlanish darajalari. Mendeleyev:
1. Vodorod odatda oksidlanish holatini ko'rsatadi (CO) +1 (istisno, metallar (gidridlar) bilan birikmalar - vodorod CO ga (-1) Me + n H n -1 ga teng.)
2. Kislorod odatda CO ni ko'rsatadi -2 (istisnolar: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - vodorod periks)
3. Metalllar faqat ko'rsatish + n ijobiy CO
4. Ftor CO har doim tenglikni ko'rsatadi -1 (F-1)
5. Elementlar uchun asosiy kichik guruhlar:
Yuqori CO (+) = guruh raqami N guruhlar
Past CO (-) = N guruhlar – 8
Murakkab tarkibidagi atomning oksidlanish darajasini aniqlash qoidalari:
I. Oksidlanish darajasi erkin atomlar va molekulalardagi atomlar oddiy moddalar ga teng nol - Na 0, P 4 0, O 2 0
II. IN murakkab modda barcha atomlarning indekslarini hisobga olgan holda CO ning algebraik yig'indisi nolga teng = 0 , va ichida murakkab ion uning zaryadi.
Misol uchun, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
1-mashq - sulfat kislota H 2 SO 4 formulasidagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarini aniqlang?
1. Vodorod va kislorodning ma’lum oksidlanish darajalarini keltiramiz va oltingugurtning CO ni “x” deb olamiz.
H +1 S x O 4 -2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 6 yoki (+6), shuning uchun oltingugurt C O +6 ga ega, ya'ni. S+6
Vazifa 2 - fosfor kislotasi H 3 PO 4 formulasidagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarini aniqlang?
1. Vodorod va kislorodning ma’lum oksidlanish darajalarini tushirib, fosforning CO ni “x” deb olaylik.
H 3 +1 P x O 4 -2
2. (II) qoidaga asosan tenglama tuzing va yeching:
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 5 yoki (+5), shuning uchun fosfor C O +5 ga ega, ya'ni. P+5
Vazifa 3 - ammoniy ioni (NH 4) + formulasidagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarini aniqlang?
1. Vodorodning ma'lum oksidlanish darajasini tushiramiz va azotning CO ni "x" deb olamiz.
Murakkab tarkibidagi kimyoviy element, barcha bog'lanishlar ionli degan faraz asosida hisoblanadi.
Oksidlanish darajalari ijobiy, manfiy yoki nol qiymatga ega bo'lishi mumkin, shuning uchun molekuladagi elementlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig'indisi ularning atomlari sonini hisobga olgan holda 0 ga, ionda esa ionning zaryadiga teng.
1. Metalllarning birikmalardagi oksidlanish darajalari doimo musbat.
2. Eng yuqori oksidlanish darajasi ushbu element joylashgan davriy tizimning guruh raqamiga to'g'ri keladi (istisno: Au+3(I guruh), Cu+2(II), VIII guruhdan oksidlanish darajasi +8 faqat osmiyda bo'lishi mumkin Os va ruteniy Ru.
3. Nometallarning oksidlanish darajalari uning qaysi atom bilan bog‘langanligiga bog‘liq:
- agar metall atomi bo'lsa, oksidlanish darajasi manfiy;
- agar metall bo'lmagan atom bo'lsa, oksidlanish darajasi ham ijobiy, ham salbiy bo'lishi mumkin. Bu elementlar atomlarining elektromanfiyligiga bog'liq.
4. Metall bo'lmaganlarning eng yuqori salbiy oksidlanish darajasi 8 dan ushbu element joylashgan guruhning sonini ayirish orqali aniqlanishi mumkin, ya'ni. eng yuqori musbat oksidlanish darajasi guruh raqamiga mos keladigan tashqi qatlamdagi elektronlar soniga teng.
5. Oddiy moddalarning oksidlanish darajalari metall yoki metall bo'lmagan bo'lishidan qat'i nazar, 0 ga teng.
Doimiy oksidlanish darajasiga ega bo'lgan elementlar.
|
Element |
Xarakterli oksidlanish darajasi |
Istisnolar |
|
Metall gidridlar: LIH-1 |
||
|
oksidlanish darajasi bog'lanish to'liq uzilgan (ionli xususiyatga ega) degan faraz ostida zarrachaning shartli zaryadi deb ataladi. H- Cl = H + + Cl - , Xlorid kislotadagi bog'lanish kovalent qutblidir. Elektron juftligi atomga nisbatan ko'proq moyil bo'ladi Cl - , chunki u ko'proq elektronegativ butun elementdir. Oksidlanish darajasini qanday aniqlash mumkin?Elektromanfiylik atomlarning boshqa elementlardan elektronlarni jalb qilish qobiliyatidir. Oksidlanish darajasi element ustida ko'rsatilgan: Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - va hokazo. Bu ijobiy va salbiy bo'lishi mumkin. Oddiy moddaning oksidlanish darajasi (bog'lanmagan, erkin holat) nolga teng. Aksariyat birikmalarda kislorodning oksidlanish darajasi -2 (istisno peroksidlar). H 2 O 2, bu erda -1 va ftor bilan birikmalar - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Oksidlanish holati oddiy monotomik ion uning zaryadiga teng: Na + , Ca +2 . Uning birikmalaridagi vodorod oksidlanish darajasi +1 ga teng (gidridlar bundan mustasno - Na + H - va ulanishlarni yozing C +4 H 4 -1 ). Metall-metall bo'lmagan bog'larda eng yuqori elektronegativlikka ega bo'lgan atom manfiy oksidlanish holatiga ega (elektromanfiylik ma'lumotlari Pauling shkalasida berilgan): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (YO'Q 3 ) - va hokazo. Kimyoviy birikmalarda oksidlanish darajasini aniqlash qoidalari.Keling, ulanishni olaylik KMnO 4 , marganets atomining oksidlanish darajasini aniqlash kerak. Sabab:
K+MnXO 4 -2 Bo'lsin X- marganetsning oksidlanish darajasi bizga noma'lum. Kaliy atomlari soni - 1, marganets - 1, kislorod - 4. Molekulaning umuman elektr neytral ekanligi isbotlangan, shuning uchun uning umumiy zaryadi nolga teng bo'lishi kerak. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Demak, kaliy permanganatdagi marganetsning oksidlanish darajasi = +7. Keling, oksidning yana bir misolini olaylik Fe2O3. Temir atomining oksidlanish darajasini aniqlash kerak. Sabab:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Xulosa: bu oksiddagi temirning oksidlanish darajasi +3 ga teng. Misollar. Molekuladagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarini aniqlang. 1. K2Cr2O7. Oksidlanish holati K+1, kislorod O -2. Berilgan indekslar: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Chunki molekuladagi elementlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig'indisi, ularning atomlari sonini hisobga olgan holda, 0 ga teng bo'lsa, ijobiy oksidlanish darajalari soni manfiylar soniga teng bo'ladi. Oksidlanish holatlari K+O=(-14)+(+2)=(-12). Bundan kelib chiqadiki, xrom atomining musbat kuchlari soni 12 ga teng, lekin molekulada 2 ta atom bor, ya’ni har bir atomda (+12):2=(+6) bor. Javob: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3-. Bunday holda, oksidlanish darajalarining yig'indisi endi nolga teng bo'lmaydi, balki ionning zaryadiga, ya'ni. - 3. Tenglama tuzamiz: x+4×(- 2)= - 3 . Javob: (+5 O 4 -2 kabi) 3-. |
