OXIDATIONSNUMMER: KONCEPT, HUR MAN TAR FRAM DET OCH EXEMPEL - KEMI

Det oxidationstal , även kallad oxidationstillståndet, är en som beskriver vinst eller förlust av elektroner i en atom, förutsatt att föreningen med vilken den är en del har en rent jonisk karaktär. När man talar om oxidationsnummer antas därför att alla atomer finns som joner som interagerar elektrostatiskt.

Även om den verkliga bilden är mer komplicerad än att ha joner överallt, är oxidationsantalet verkligen användbart för att tolka oxidreduktionsreaktioner (redox). Ändring av dessa antal avslöjar vilka arter som har oxiderats eller förlorat elektroner, eller om elektroner har minskats eller fått.

Oxidlagret som täcker järnornament och statyer består av en del av O2-anjoner, där syre har ett oxidationsnummer på -2. Källa: Dracénois

Den joniska laddningen av en monatomisk jon matchar dess oxidationsnummer. Exempelvis har oxidanjonen, O ^2- , en av de vanligaste som finns i otaliga mineraler, ett oxidationsnummer på -2. Detta tolkas på följande sätt: den har två extraelektroner jämfört med syreatomen i jordtillståndet O.

Oxidationsnummer beräknas lätt från en molekylformel och är ofta mer användbara och relevanta när det gäller jonpackade oorganiska föreningar. Samtidigt har den i organisk kemi inte samma betydelse, eftersom nästan alla dess bindningar i huvudsak är kovalenta.

Hur får man oxidationsnumret?

elektroneutralitet

Summan av jonladdningarna i en förening måste vara lika med noll för att den ska vara neutral. Endast joner kan ha positiva eller negativa avgifter.

Därför antas att summan av oxidationsnummer också måste vara lika med noll. Med detta i åtanke, och genomföra några aritmetiska beräkningar, kan vi extrahera eller bestämma oxidationen av en atom i valfri förening.

Valencias

Valer är inte tillförlitliga när det gäller att bestämma oxidationsantalet för en atom, även om det finns flera undantag. Till exempel har alla elementen i grupp 1, alkalimetallerna, en valens av 1, och därför ett oundvikligt oxidationsnummer på +1. Samma sak händer med jordalkalimetallerna, de i grupp 2, med ett oxidationsantal +2.

Observera att positiva oxidationsnummer alltid föregås av symbolen '+': +1, +2, +3, etc. Och på samma sätt negativen: -1, -2, -3, etc.

Generella regler

Det finns några allmänna regler som måste tas med i beräkningen av oxidationsnumret:

-Oxidationsantalet för syre och svavel är -2: O ^2- och S ^2-

-Rena element har oxidationsantal 0: Fe ⁰ , P ₄⁰ , S ₈⁰

-Väteatomen, beroende på vem den är bunden till, har ett oxidationsnummer på +1 (H ⁺ ) eller -1 (H ^- )

-Halogens, så länge som de inte är bundna med syre eller fluor, ha ett oxidationstal av -1: F ^- , Cl ^- , Br ^- och jag ^-

-För en polyatomisk jon, såsom OH ^- , bör summan av oxidationsnummer inte vara lika med noll utan jonens laddning, som skulle vara -1 för OH ^- (O ^2- H ⁺ ) ^-

-Metaller under vanliga förhållanden har positiva oxidationsnummer

Aritmetiska operationer

Anta att vi har föreningen PbCO ₃ . Om vi identifierar karbonatanjonen, CO ₃^2- , kommer beräkningen av alla oxidationsnummer att vara enkel. Vi börjar med samma karbonat och vet att oxidationsantalet syre är -2:

(C ^x O ₃^2- ) ^2-

Summan av oxidationsnummer måste vara lika med -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Därför är oxidationsantalet kol +4:

(C ⁴⁺ O ₃^2- ) ^2-

PbCO ₃ skulle nu se ut:

Pb ^z C4 ⁺ O ₃^2-

Återigen lägger vi till oxidationsnummer så att de är lika med noll:

z + 4 - 6 = 0

z = +2

Därför har bly ett oxidationsnummer på +2, så det antas att det finns som en Pb2 ⁺ -kation . Egentligen var det inte ens nödvändigt att göra denna beräkning, för att veta att karbonat har en laddning på -2, bly, måste dess motjon nödvändigtvis ha en laddning på +2 för att det ska finnas elektronutralitet.

exempel

Några exempel på oxidationsnummer för olika element i olika föreningar kommer att nämnas nedan.

Syre

Alla metalloxider har syre som O ^2- : CaO, FeO, Cr ₂ O ₃ , BeO, Al ₂ O ₃ , PbO ₂ , etc. Emellertid, i peroxidanjon, O ₂^2- , har varje syreatom en oxidation antal -1. På samma sätt, i superoxidanjonen, O ₂^- , har varje syreatom ett oxidationsnummer på -1/2.

Å andra sidan, när syre binder till fluor, får det positiva oxidationsnummer. Till exempel, i syrediffluorid, OF ₂ , har syre ett positivt oxidationsnummer. Som? Att veta att fluor är -1 har vi:

O ^x F ₂^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Sålunda har syre en oxidation antal 2 (O ^{2 +} ) i AV ₂ (O ^{2 +} F ₂^- ).

Kväve

De huvudsakliga oxidationstal av kväve är -3 (N ^3- H ₃¹ ), 3 (N ³⁺ F ₃^- ) och 5 (N ₂⁵⁺ O ₅^2- ).

Klor

Ett av de viktigaste oxidationsnumren för klor är -1. Men allt förändras när det kombineras med syre, kväve eller fluor, mer elektronegativa element. När detta händer, förvärvar det positiva oxidationstal, såsom: 1 (N ^3- Cl ₃⁺ , Cl ⁺ F ^- , Cl ₂⁺ O ^2- ), 2, 3 (ClO ₂^- ), 4, 5 (ClO ₂⁺ ), 6 och 7 (Cl ₂⁷⁺ O ₇^2- ).

Kalium

Kalium i alla dess föreningar har ett oxidationsantal på +1 (K ⁺ ); Om det inte är ett mycket speciellt tillstånd, där det kan erhålla ett oxidationsantal på -1 (K ^- ).

Svavel

Fallet med svavel liknar klor: det har ett oxidationsnummer på -2, så länge det inte kombineras med syre, fluor, kväve eller samma klor. Till exempel är dina andra oxidationsnummer: -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 och 6 (S ⁶⁺ O ₃^2- ).

Kol

De huvudsakliga oxidationstillstånden av kol är -4 (C ^4- H ₄⁺ ) och 4 (C ⁴⁺ O ₂^2- ). Det är här vi börjar se detta koncept misslyckas. Varken i metan, CH ₄ , och inte heller i koldioxid, CO ₂ , vi har kol som C ^4- eller C ^{4 +} -joner , respektive, utan snarare bilda kovalenta bindningar.

Andra oxidationsnummer för kol, såsom -3, -2, -1 och 0, finns i molekylformlerna för vissa organiska föreningar. Men återigen är det inte särskilt giltigt att anta jonladdningar på kolatomen.

Match

Och slutligen, de huvudsakliga oxidationstal av fosfor är -3 (Ca ₃²⁺ P ₂^3- ), 3 (H ₃⁺ P ³⁺ O ₃^2- ), och 5 (P ₂⁵⁺ O ₅^2- ).

referenser

Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi . (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
Clark J. (2018). Oxidationsstater (oxidationsnummer). Återställd från: chemguide.co.uk
Wikipedia. (2020). Oxidationstillstånd. Återställd från: en.wikipedia.org
Dr Kristy M. Bailey. (Sf). Tilldela oxidationsnummer. Återställd från: occc.edu

OXIDATIONSNUMMER: KONCEPT, HUR MAN TAR FRAM DET OCH EXEMPEL - KEMI - 2026