Як знайти числа окислення

Зміст

• етапи
• Частина 1 Визначення чисел окислення за правилами хімії
• Частина 2 Визначте числа окислення атомів, які не відповідають певним правилам

У хімії терміни "окислення" і "відновлення" відносяться до реакцій, в яких атом (або група атомів) втрачає або набирає електрони відповідно. Окислювальні числа - це числа, присвоєні атомам (або групам атомів), які допомагають хімікам знати, скільки електронів можна перенести і чи реагент реагує під час реакції окислення або відновлення. Процес, за яким атомізаційне число присвоюється атомам, може бути простим і дуже складним залежно від заряду атомів та хімічного складу молекул, до яких вони належать. Для подальшого ускладнення питань деякі атоми можуть мати більше двох окислювальних номерів. На щастя, визначення числа окислення регулюється чітко визначеними правилами, які легко здійснити, хоча може бути корисним знання хімії та алгебри.

етапи

Частина 1 Визначення чисел окислення за правилами хімії

1. 
   

   
   Визначте, чи продукт, над яким ви працюєте, є елементарним атомом. Кількість окиснення елементарних атомів, вільних і не поєднаних з іншими елементами, завжди дорівнює 0. Це справедливо для атомів, стихійна форма яких складається з цього простого атома, а також для атомів, елементарна форма яких є діатомовим або багатоатомним.
   • Наприклад, Ал_(S), і Cl₂ обидва мають окислювальне число 0, оскільки знаходяться в елементарній, некомбінованій формі.
   • Зауважимо, що елементарна форма сірки, S₈або октасульф, хоча і нерегулярний, також має число окислення 0.

2. 
   

   
   Визначте, чи йдеться про товар у іонізованому вигляді. Окислювальне число іонів дорівнює їх заряду. Це справедливо для іонів, які не пов'язані з іншими елементами, але і для іонів, що входять до складу іонної сполуки.
   • Наприклад, число окислення іона Cl становить -1.
   • Іон Cl має завжди число окислення -1, коли воно входить до складу з'єднання NaCl. Оскільки заряд іона Na за визначенням дорівнює +1, ми знаємо, що заряд іона Cl дорівнює -1. Таким чином, його число окислення завжди -1.

3. 
   

   
   
   
   Для іонів металів може бути кілька окислювальних чисел. Багато металевих елементів мають більше одного навантаження. Наприклад, залізо (Fe) може бути в іонізованому вигляді із зарядом +2 або +3. Заряди іонів металів (і, отже, їх числа окислення) можна визначити як функцію зарядів інших атомів тієї сполуки, до складу якої вони входять, або ще, використовуючи римські числа, коли інформація записується у вигляді e (як у реченні: "Заряд іона заліза (III) дорівнює +3").
   • Візьмемо для прикладу сполуку, що містить іон металу алюмінію. З'єднання AlCl₃ загальний заряд 0. Ми знаємо, що іони Cl мають заряд -1 і що в сполуці є 3, тому іон Al повинен мати заряд +3, так що загальний заряд усіх іонів дорівнює 0. Тому число окислення Al дорівнює +3.

4. 
   

   
   Призначають кисню кількість окислення -2 (за винятком). в найбільше У деяких випадках атоми кисню мають окислювальне число -2. Однак із цього правила є деякі винятки:
   • Коли кисень знаходиться в стихійному стані (О₂), його окислювальне число дорівнює 0, як це має місце для всіх елементарних атомів.
   • Коли кисень входить до складу а перекис, тоді його число окислення дорівнює -1. Пероксиди - це клас сполук, що мають простий киснево-кисневий (або пероксидний аніон) зв’язок₂). Наприклад, у молекулі Н₂Про₂ (перекис водню), кількість окиснення кисню (і його заряд) -1.
   • Коли кисень зв’язується з фтором, його число окислення становить +2. Для отримання додаткової інформації прочитайте правила фтору далі в цій статті.

5. 
   

   
   
   
   Призначають водню число окислення +1 (за винятком). Що стосується кисню, то кількість окислення водню підлягає винятковим випадкам. Загалом, кількість окислення водню дорівнює +1 (якщо, знову ж таки, що він знаходиться в його елементарній формі, H₂). Однак у випадку спеціальних так званих гібридних сполук водень має число окислення -1.
   • Наприклад, у молекулі Н₂О, ми знаємо, що водень має окислювальне число +1, оскільки кисень має заряд -2, і нам потрібно 2 + 1 заряд, щоб загальний заряд сполуки становив 0. Однак у гібридній формі гідроксиду натрію NaH водень має окислювальне число -1, оскільки іони Na ​​мають заряд +1; тому, щоб загальний заряд сполуки дорівнював нулю, заряд водню (і, отже, його число окислення) повинен бути рівним -1.

6. 
   

   
   Фтор є завжди число окислення -1. Як ми вже згадували, кількість окислення певних елементів може змінюватися з багатьох причин (це стосується іонів металів, атомів кисню в пероксидах тощо).Однак фтор має число окислення -1, і це ніколи не змінюється. Це пов’язано з тим, що фтор є найбільш електронегативним елементом - іншими словами, саме той елемент має найменші шанси віддати один із своїх електронів і, швидше за все, взяти на себе або електрон (и) іншого елемента. Тому його звинувачення не змінюється.

7. 
   

   
   Розглянемо число окислення сполуки рівним заряду цієї сполуки. Сума окислювальних чисел усіх атомів сполуки повинна дорівнювати заряду цієї сполуки. Наприклад, якщо сполука не заряджається, сума окислювальних чисел усіх її атомів повинна дорівнювати 0; якщо сполука є іоном багатоатомного заряду -1, то сума чисел окислення повинна бути -1 і так далі.
   • Це хороший спосіб перевірити, чи добре ви виконали свою роботу - якщо сума окислювальної кількості вашої сполуки не дорівнює загальній заряду вашої сполуки, то ви можете бути впевнені, що ви допустили помилку. десь у визначенні ваших окислювальних чисел.

Частина 2 Визначте числа окислення атомів, які не відповідають певним правилам

1. 
   

   
   Знайдіть атоми, у яких немає правил для призначення окислювальних чисел. Для деяких атомів не існує конкретного правила визначення їх числа окислення. Якщо ваш атом не відображається в попередніх параграфах, і ви не впевнені в його заряді (якщо, наприклад, він є частиною більшого з'єднання і його індивідуальний заряд не дається вам), ви можете знайти кількість окислення атома шляхом продовження шляхом усунення. По-перше, ви визначите число окиснення кожного з інших атомів сполуки, перш ніж визначити число атома, який вас цікавить, виходячи із загального заряду сполуки.
   • Наприклад, у сполуці Na₂SO₄, заряд сірки (S) невідомий - все, що ми можемо сказати, це те, що її заряд відрізняється від 0, оскільки він не знаходиться в його стихійній формі. Хороший кандидат застосувати цей алгебраїчний метод визначення числа окислення.

2. 
   

   
   Знайдіть номери окислення інших елементів сполуки. Використовуючи хімічні правила визначення числа окислення, знайдіть окислювальні числа інших атомів сполуки. Зверніть увагу на виняткові випадки для атомів O, H тощо.
   • Дотримуючись правил хімії, викладених у попередньому розділі, ми знаємо, що в сполуці Na₂SO₄ іони Na ​​мають заряд (і, отже, окислювальне число) +1, а атоми кисню мають число окислення -2.

3. 
   

   
   Для кожного атома помножте їх кількість на їх число окислення. Тепер, коли ми знаємо числа окислення всіх наших атомів, крім атома, що цікавить, ми повинні враховувати, що деякі з цих атомів можуть з’являтися в сполуці не один раз. Помножте числовий коефіцієнт кожного атома (записаний в індексі після хімічного символу атома в сполуці) на його число окислення.
   • У сполуці Na₂SO₄ми знаємо, що є 2 атоми Na і 4 атоми O. Отже, нам потрібно помножити +1 (кількість окислення Na) на 2, щоб отримати результат 2, а потім помножити -2 (кількість окислення O) на 4, щоб отримати результат -8.

4. 
   

   
   Додайте результати. Додайте результати своїх множень, щоб отримати число окислення без враховувати кількість окислення атома, який нас цікавить.
   • На прикладі Na₂SO₄, треба було б додати 2 і -8, щоб отримати -6.

5. 
   

   
   Обчисліть невідоме число окислення на основі заряду сполуки. Тепер у вас є вся інформація, необхідна для пошуку номера окислення, який нас цікавить, використовуючи прості алгебраїчні правила. Складіть рівняння, згідно з яким результати попередніх етапів плюс невідоме число окислення дорівнюють загальному заряду сполуки. Іншими словами: (Сума відомих окислювальних чисел) + (невідоме число окислення) = (складний заряд).
   • Взявши приклад Na₂SO₄Ось як це зробити:
     • (Сума відомих окислювальних чисел) + (невідоме число окислення) = (складний заряд)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Окислювальне число S дорівнює 6 в сполуці Na₂SO₄.