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Oxidationsstufe 2 kann vorliegen. Nützliches Video: Lernen, den Oxidationszustand mithilfe von Formeln zu bestimmen. Typische Oxidations- und Reduktionsmittel

Wertigkeit ist ein komplexes Konzept. Dieser Begriff erfuhr gleichzeitig mit der Entwicklung der Theorie der chemischen Bindung einen bedeutenden Wandel. Ursprünglich war die Wertigkeit die Fähigkeit eines Atoms, eine bestimmte Anzahl anderer Atome oder Atomgruppen anzuhängen oder zu ersetzen, um eine chemische Bindung einzugehen.

Ein quantitatives Maß für die Wertigkeit eines Elementatoms war die Anzahl der Wasserstoff- oder Sauerstoffatome (diese Elemente wurden als ein- bzw. zweiwertig betrachtet), an die sich das Element anlagert, um ein Hydrid der Formel EH x oder ein Oxid der Formel E zu bilden n O m.

Somit ist die Wertigkeit des Stickstoffatoms im Ammoniakmolekül NH 3 gleich drei und das Schwefelatom im H 2 S-Molekül ist gleich zwei, da die Wertigkeit des Wasserstoffatoms gleich eins ist.

In den Verbindungen Na 2 O, BaO, Al 2 O 3, SiO 2 betragen die Wertigkeiten von Natrium, Barium und Silizium 1, 2, 3 bzw. 4.

Der Begriff der Wertigkeit wurde in die Chemie eingeführt, bevor der Aufbau des Atoms bekannt wurde, und zwar im Jahr 1853 durch den englischen Chemiker Frankland. Mittlerweile wurde festgestellt, dass die Wertigkeit eines Elements eng mit der Anzahl der Außenelektronen der Atome zusammenhängt, da die Elektronen der Innenhüllen der Atome nicht an der Bildung chemischer Bindungen beteiligt sind.

In der elektronischen Theorie kovalenter Bindungen wird angenommen, dass Wertigkeit eines Atoms wird durch die Anzahl seiner ungepaarten Elektronen im Grund- oder angeregten Zustand bestimmt, die an der Bildung gemeinsamer Elektronenpaare mit Elektronen anderer Atome beteiligt sind.

Für einige Elemente ist die Wertigkeit ein konstanter Wert. So ist Natrium oder Kalium in allen Verbindungen einwertig, Calcium, Magnesium und Zink zweiwertig, Aluminium dreiwertig usw. Die meisten chemischen Elemente weisen jedoch eine variable Wertigkeit auf, die von der Art des Partnerelements und den Prozessbedingungen abhängt. Somit kann Eisen mit Chlor zwei Verbindungen bilden – FeCl 2 und FeCl 3, in denen die Wertigkeit von Eisen 2 bzw. 3 beträgt.

Oxidationszustand- ein Konzept, das den Zustand eines Elements in einer chemischen Verbindung und sein Verhalten bei Redoxreaktionen charakterisiert; Numerisch entspricht die Oxidationsstufe der formalen Ladung, die einem Element zugeordnet werden kann, basierend auf der Annahme, dass alle Elektronen in jeder seiner Bindungen auf ein elektronegativeres Atom übertragen wurden.

Elektronegativität- ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms, bei der Bildung einer chemischen Bindung eine negative Ladung anzunehmen, oder für die Fähigkeit eines Atoms in einem Molekül, Valenzelektronen anzuziehen, die an der Bildung einer chemischen Bindung beteiligt sind. Elektronegativität ist kein absoluter Wert und wird mit verschiedenen Methoden berechnet. Daher können die in verschiedenen Lehrbüchern und Nachschlagewerken angegebenen Elektronegativitätswerte unterschiedlich sein.

Tabelle 2 zeigt die Elektronegativität einiger chemischer Elemente auf der Sanderson-Skala und Tabelle 3 zeigt die Elektronegativität von Elementen auf der Pauling-Skala.

Der Wert der Elektronegativität ist unter dem Symbol des entsprechenden Elements angegeben. Je höher der Zahlenwert der Elektronegativität eines Atoms ist, desto elektronegativer ist das Element. Am elektronegativsten ist das Fluoratom, am wenigsten elektronegativ ist das Rubidiumatom. In einem Molekül, das aus Atomen zweier verschiedener chemischer Elemente besteht, befindet sich die formale negative Ladung auf dem Atom, dessen numerischer Wert der Elektronegativität höher ist. Somit beträgt in einem Molekül Schwefeldioxid SO2 die Elektronegativität des Schwefelatoms 2,5 und die Elektronegativität des Sauerstoffatoms ist größer – 3,5. Daher befindet sich die negative Ladung auf dem Sauerstoffatom und die positive Ladung auf dem Schwefelatom.

Im Ammoniakmolekül NH 3 beträgt der Elektronegativitätswert des Stickstoffatoms 3,0 und der des Wasserstoffatoms 2,1. Daher hat das Stickstoffatom eine negative Ladung und das Wasserstoffatom eine positive Ladung.

Sie sollten die allgemeinen Trends bei Elektronegativitätsänderungen genau kennen. Da ein Atom eines beliebigen chemischen Elements dazu neigt, eine stabile Konfiguration der äußeren elektronischen Schicht – einer Oktetthülle eines Inertgases – anzunehmen, nimmt die Elektronegativität von Elementen in einer Periode zu, und in einer Gruppe nimmt die Elektronegativität im Allgemeinen mit zunehmender Ordnungszahl ab Element. Daher ist beispielsweise Schwefel im Vergleich zu Phosphor und Silizium elektronegativer und Kohlenstoff im Vergleich zu Silizium elektronegativer.

Beim Erstellen von Formeln für Verbindungen, die aus zwei Nichtmetallen bestehen, wird das elektronegativere von ihnen immer rechts platziert: PCl 3, NO 2. Es gibt einige historische Ausnahmen von dieser Regel, zum Beispiel NH 3, PH 3 usw.

Die Oxidationszahl wird normalerweise durch eine arabische Ziffer (mit einem Vorzeichen vor der Zahl) über dem Elementsymbol angegeben, zum Beispiel:

Um den Oxidationsgrad von Atomen in chemischen Verbindungen zu bestimmen, werden folgende Regeln befolgt:

Die Oxidationsstufe der Elemente in einfachen Stoffen ist Null.
Die algebraische Summe der Oxidationsstufen der Atome in einem Molekül ist Null.
Sauerstoff in Verbindungen weist hauptsächlich eine Oxidationsstufe von –2 auf (in Sauerstofffluorid OF 2 + 2, in Metallperoxiden wie M 2 O 2 –1).
Wasserstoff in Verbindungen weist eine Oxidationsstufe von + 1 auf, mit Ausnahme von Hydriden aktiver Metalle, beispielsweise Alkali- oder Erdalkalimetalle, bei denen die Oxidationsstufe von Wasserstoff – 1 beträgt.
Bei einatomigen Ionen entspricht die Oxidationsstufe der Ladung des Ions, zum Beispiel: K + - +1, Ba 2+ - +2, Br – - –1, S 2– - –2 usw.
In Verbindungen mit einer kovalenten polaren Bindung hat die Oxidationsstufe des elektronegativeren Atoms ein Minuszeichen und die des weniger elektronegativen Atoms ein Pluszeichen.
In organischen Verbindungen beträgt die Oxidationsstufe von Wasserstoff +1.

Lassen Sie uns die oben genannten Regeln anhand einiger Beispiele veranschaulichen.

Beispiel 1. Bestimmen Sie den Oxidationsgrad der Elemente in den Oxiden Kalium K 2 O, Selen SeO 3 und Eisen Fe 3 O 4.

Kaliumoxid K 2 O. Die algebraische Summe der Oxidationsstufen der Atome in einem Molekül ist Null. Die Oxidationsstufe von Sauerstoff in Oxiden beträgt –2. Bezeichnen wir die Oxidationsstufe von Kalium in seinem Oxid als n, dann ist 2n + (–2) = 0 oder 2n = 2, also n = +1, d. h. die Oxidationsstufe von Kalium ist +1.

Selenoxid SeO 3. Das SeO 3 -Molekül ist elektrisch neutral. Die gesamte negative Ladung der drei Sauerstoffatome beträgt –2 × 3 = –6. Um diese negative Ladung auf Null zu reduzieren, muss die Oxidationsstufe von Selen daher +6 sein.

Fe3O4-Molekül elektrisch neutral. Die gesamte negative Ladung der vier Sauerstoffatome beträgt –2 × 4 = –8. Um diese negative Ladung auszugleichen, muss die gesamte positive Ladung der drei Eisenatome +8 betragen. Daher muss ein Eisenatom eine Ladung von 8/3 = +8/3 haben.

Es sollte betont werden, dass der Oxidationszustand eines Elements in einer Verbindung eine Bruchzahl sein kann. Solche fraktionierten Oxidationsstufen sind für die Erklärung der Bindung in einer chemischen Verbindung nicht aussagekräftig, können aber zur Konstruktion von Gleichungen für Redoxreaktionen verwendet werden.

Beispiel 2. Bestimmen Sie den Oxidationsgrad der Elemente in den Verbindungen NaClO 3, K 2 Cr 2 O 7.

Das NaClO 3 -Molekül ist elektrisch neutral. Die Oxidationsstufe von Natrium ist +1, die Oxidationsstufe von Sauerstoff ist –2. Bezeichnen wir die Oxidationsstufe von Chlor als n, dann ist +1 + n + 3 × (–2) = 0, oder +1 + n – 6 = 0, oder n – 5 = 0, also n = +5. Somit beträgt die Oxidationsstufe von Chlor +5.

Das K 2 Cr 2 O 7-Molekül ist elektrisch neutral. Die Oxidationsstufe von Kalium beträgt +1, die Oxidationsstufe von Sauerstoff beträgt –2. Bezeichnen wir den Oxidationszustand von Chrom als n, dann ist 2 × 1 + 2n + 7 × (–2) = 0, oder +2 + 2n – 14 = 0, oder 2n – 12 = 0, 2n = 12, also n = +6. Somit beträgt die Oxidationsstufe von Chrom +6.

Beispiel 3. Bestimmen wir den Oxidationsgrad von Schwefel im Sulfation SO 4 2–. Das SO 4 2–-Ion hat eine Ladung von –2. Die Oxidationsstufe von Sauerstoff beträgt –2. Bezeichnen wir die Oxidationsstufe von Schwefel als n, dann ist n + 4 × (–2) = –2, oder n – 8 = –2, oder n = –2 – (–8), also n = +6. Somit beträgt die Oxidationsstufe von Schwefel +6.

Es ist zu beachten, dass die Oxidationsstufe manchmal nicht mit der Wertigkeit eines bestimmten Elements übereinstimmt.

Beispielsweise sind die Oxidationsstufen des Stickstoffatoms im Ammoniakmolekül NH 3 oder im Hydrazinmolekül N 2 H 4 –3 bzw. –2, während die Wertigkeit des Stickstoffs in diesen Verbindungen drei beträgt.

Die maximale positive Oxidationsstufe für Elemente der Hauptuntergruppen entspricht in der Regel der Gruppennummer (Ausnahmen: Sauerstoff, Fluor und einige andere Elemente).

Die maximale negative Oxidationsstufe ist 8 – die Gruppennummer.

Trainingsaufgaben

1. In welcher Verbindung beträgt die Oxidationsstufe von Phosphor +5?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3 P
4) Alp

2. In welcher Verbindung beträgt die Oxidationsstufe von Phosphor –3?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3 PO 4
4) Alp

3. In welcher Verbindung beträgt die Oxidationsstufe von Stickstoff +4?

1) HNO2
2) N 2 O 4
3) N 2 O
4) HNO3

4. In welcher Verbindung beträgt die Oxidationsstufe von Stickstoff –2?

1) NH 3
2) N 2 H 4
3) N 2 O 5
4) HNO2

5. In welcher Verbindung beträgt die Oxidationsstufe von Schwefel +2?

1) Na 2 SO 3
2)SO2
3) SCl 2
4) H2SO4

6. In welcher Verbindung beträgt die Oxidationsstufe von Schwefel +6?

1) Na 2 SO 3
2) SO 3
3) SCl 2
4) H 2 SO 3

7. In Stoffen mit den Formeln CrBr 2, K 2 Cr 2 O 7, Na 2 CrO 4 ist die Oxidationsstufe von Chrom jeweils gleich

1) +2, +3, +6
2) +3, +6, +6
3) +2, +6, +5
4) +2, +6, +6

8. Die minimale negative Oxidationsstufe eines chemischen Elements ist normalerweise gleich

1) Periodennummer
3) die Anzahl der Elektronen, die zur Vervollständigung der äußeren Elektronenschicht fehlen

9. Die maximale positive Oxidationsstufe chemischer Elemente in den Hauptuntergruppen ist in der Regel gleich

1) Periodennummer
2) die Seriennummer des chemischen Elements
3) Gruppennummer
4) die Gesamtzahl der Elektronen im Element

10. Phosphor weist in der Verbindung die maximale positive Oxidationsstufe auf

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Na3P
4) Ca 3 P 2

11. Phosphor weist in der Verbindung eine minimale Oxidationsstufe auf

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Na 3 PO 4
4) Ca 3 P 2

12. Die Stickstoffatome in Ammoniumnitrit, die sich im Kation und Anion befinden, weisen jeweils Oxidationsstufen auf

1) –3, +3
2) –3, +5
3) +3, –3
4) +3, +5

13. Die Wertigkeit und Oxidationsstufe von Sauerstoff in Wasserstoffperoxid sind jeweils gleich

1) II, –2
2) II, –1
3) Ich, +4
4) III, –2

14. Die Wertigkeit und der Oxidationsgrad von Schwefel in Pyrit FeS2 sind jeweils gleich

1) IV, +5
2) II, –1
3) II, +6
4) III, +4

15. Die Wertigkeit und Oxidationsstufe des Stickstoffatoms in Ammoniumbromid sind jeweils gleich

1) IV, –3
2) III, +3
3) IV, –2
4) III, +4

16. Das Kohlenstoffatom weist in Kombination mit eine negative Oxidationsstufe auf

1) Sauerstoff
2) Natrium
3) Fluor
4) Chlor

17. weist in seinen Verbindungen einen konstanten Oxidationszustand auf

1) Strontium
2) Eisen
3) Schwefel
4) Chlor

18. Sie können in ihren Verbindungen die Oxidationsstufe +3 aufweisen

1) Chlor und Fluor
2) Phosphor und Chlor
3) Kohlenstoff und Schwefel
4) Sauerstoff und Wasserstoff

19. Sie können in ihren Verbindungen die Oxidationsstufe +4 aufweisen

1) Kohlenstoff und Wasserstoff
2) Kohlenstoff und Phosphor
3) Kohlenstoff und Kalzium
4) Stickstoff und Schwefel

20. Die Oxidationsstufe entspricht der Gruppenzahl in seinen Verbindungen

1) Chlor
2) Eisen
3) Sauerstoff
4) Fluor

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Anweisungen

Dadurch entsteht eine komplexe Verbindung – Wasserstofftetrachloraurat. Der darin enthaltene Komplexbildner ist ein Goldion, die Liganden sind Chlorionen und die äußere Kugel ist ein Wasserstoffion. So ermitteln Sie Abschlüsse Oxidation Elemente in diesem Komplex Verbindung?

Bestimmen Sie zunächst, welches der Elemente, aus denen das Molekül besteht, das elektronegativste ist, das heißt, welches die gesamte Elektronendichte an sich zieht. Dabei handelt es sich um Chlor, da es sich im oberen rechten Teil des Periodensystems befindet und nach Fluor und Sauerstoff an zweiter Stelle steht. Daher sein Grad Oxidation wird ein Minuszeichen haben. Wie hoch ist der Grad? Oxidation Chlor?

Chlor befindet sich wie alle anderen Halogene in der 7. Gruppe des Periodensystems; seine äußere elektronische Ebene enthält 7 Elektronen. Indem ein weiteres Elektron auf diese Ebene gezogen wird, gelangt es in eine stabile Position. So ist es Grad Oxidation wird gleich -1 sein. Und seitdem in diesem Komplex Verbindung vier Chlorionen, dann beträgt die Gesamtladung -4.

Sondern die Summe der Größen der Grade Oxidation Elemente, aus denen das Molekül besteht, müssen gleich Null sein, da jedes Molekül elektrisch neutral ist. Somit muss -4 durch die positive Ladung von +4 aufgrund von Wasserstoff und Gold ausgeglichen werden.

Du wirst brauchen

Schulbuch zur Chemie der Klassen 8-9 von einem beliebigen Autor, Periodensystem, Tabelle der Elektronegativität der Elemente (abgedruckt in Schulbüchern zur Chemie).

Anweisungen

Zunächst muss darauf hingewiesen werden, dass der Grad ein Konzept ist, das Verbindungen voraussetzt, also nicht in die Struktur eintaucht. Befindet sich das Element in einem freien Zustand, dann ist dies der einfachste Fall – es entsteht ein einfacher Stoff, also der Grad Oxidation Es ist gleich Null. Zum Beispiel Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Fluor usw.

In komplexen Stoffen ist alles anders: Elektronen zwischen Atomen sind ungleichmäßig verteilt, und zwar genau im Grad Oxidation hilft bei der Bestimmung der Anzahl der abgegebenen oder empfangenen Elektronen. Grad Oxidation kann positiv und negativ sein. Im positiven Zustand werden Elektronen abgegeben, im negativen Zustand werden Elektronen aufgenommen. Einige Elemente Ihres Abschlusses Oxidation in verschiedenen Zusammensetzungen konserviert, aber viele unterscheiden sich in dieser Funktion nicht. Sie müssen sich an eine wichtige Regel erinnern – die Summe der Grade Oxidation immer gleich Null. Das einfachste Beispiel ist CO-Gas: zu wissen, dass der Grad Oxidation Sauerstoff beträgt in den allermeisten Fällen -2 und mit der obigen Regel können Sie den Grad berechnen Oxidation für C. In der Summe mit -2 ergibt Null nur +2, was den Grad bedeutet Oxidation Kohlenstoff +2. Verkomplizieren wir das Problem und nehmen wir für die Berechnungen CO2-Gas: Grad Oxidation Sauerstoff bleibt immer noch -2, seine Moleküle jedoch in diesem Fall zwei. Daher ist (-2) * 2 = (-4). Eine Zahl, die sich zu -4 addiert und Null ergibt, +4, das heißt, in diesem Gas hat sie einen Grad Oxidation+4. Ein komplizierteres Beispiel: H2SO4 – Wasserstoff hat einen Grad Oxidation+1, Sauerstoff -2. In dieser Verbindung gibt es 2 Wasserstoffe und 4 Sauerstoffe, d.h. beträgt +2 bzw. -8. Um eine Summe von Null zu erhalten, müssen Sie 6 Pluspunkte addieren. Also der Abschluss Oxidation Schwefel +6.

Wenn es schwierig ist, zu bestimmen, wo in einer Verbindung Plus und wo Minus ist, ist Elektronegativität erforderlich (diese ist in einem allgemeinen Lehrbuch leicht zu finden). Metalle haben oft einen positiven Grad Oxidation und Nichtmetalle sind negativ. Aber zum Beispiel PI3 – beide Elemente sind Nichtmetalle. Die Tabelle zeigt, dass die Elektronegativität von Jod 2,6 und 2,2 beträgt. Beim Vergleich stellt sich heraus, dass 2,6 größer als 2,2 ist, d. h. Elektronen werden zum Jod hingezogen (Jod hat einen negativen Grad). Oxidation). Anhand der einfachen Beispiele können Sie den Grad leicht ermitteln Oxidation jedes Element in den Verbindungen.

beachten Sie

Es besteht keine Notwendigkeit, Metalle und Nichtmetalle zu verwechseln, dann ist der Oxidationszustand leichter zu finden und es kommt nicht zu Verwechslungen.

Grad Oxidation nennt man die bedingte Ladung eines Atoms in einem Molekül. Es wird angenommen, dass alle Bindungen ionischer Natur sind. Mit anderen Worten, Oxidation charakterisiert die Fähigkeit eines Elements, eine Ionenbindung zu bilden.

Du wirst brauchen

- Mendelejew-Tisch.

Anweisungen

In einer Verbindung ist die Summe der Kräfte der Atome gleich der Ladung dieser Verbindung. Dies bedeutet, dass in einem einfachen Stoff, zum Beispiel Na oder H2, der Grad Oxidation Element ist Null.

Grad Oxidation Sauerstoff in Verbindungen beträgt normalerweise -2. H2O-Wasser hat beispielsweise zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom. Tatsächlich ist -2+1+1 = 0 – auf der linken Seite des Ausdrucks steht die Summe der Potenzen Oxidation alle in der Verbindung enthaltenen Atome. In CaO hat Calcium einen Grad Oxidation+2 und - -2. Ausnahmen hiervon bilden die Verbindungen OF2 und H2O2.
U-Abschluss Oxidation immer gleich -1.

Normalerweise der maximale positive Grad Oxidation Element stimmt mit der Nummer seiner Gruppe im Periodensystem der Elemente überein. Maximaler Abschluss Oxidation gleich Element minus acht. Ein Beispiel ist Chlor in der siebten Gruppe. 7-8 = -1 - Grad Oxidation. Eine Ausnahme von dieser Regel bilden Fluor, Sauerstoff und Eisen – jeweils in der höchsten Konzentration Oxidation Unten ist ihre Gruppennummer. Den höchsten Grad haben Elemente der Kupfer-Untergruppe Oxidation mehr als 1.

Quellen:

Oxidationszustand der Elemente im Jahr 2018

Grad Oxidation Element ist die bedingte Ladung der Atome eines chemischen Elements in einer Verbindung, berechnet unter der Annahme, dass die Verbindungen nur aus Ionen bestehen. Sie können positive, negative oder Nullwerte haben. Bei Metallen sind die Oxidationsstufen immer positiv; bei Nichtmetallen können sie sowohl positiv als auch negativ sein. Es kommt darauf an, mit welchem Atom das Nichtmetallatom verbunden ist.

Anweisungen

beachten Sie

Der Oxidationsgrad kann gebrochene Werte haben, zum Beispiel beträgt Fe2O3 in magnetischem Eisenerz +8/3.

Quellen:

„Chemiehandbuch“, G.P. Chomtschenko, 2005.

Der Oxidationszustand ist ein Merkmal von Elementen, das häufig in Chemielehrbüchern zu finden ist. Existiert große Menge Aufgaben zur Feststellung dieses Abschlusses, von denen viele Schülern und Studenten Schwierigkeiten bereiten. Durch die Befolgung eines bestimmten Algorithmus können diese Schwierigkeiten jedoch vermieden werden.

Du wirst brauchen

- Periodensystem chemischer Elemente (Tabelle von D. I. Mendeleev).

Anweisungen

Denken Sie an eine allgemeine Regel: Jedes Element in einer einfachen Substanz ist gleich Null (einfache Substanzen: Na, Mg, Al, - d. h. Substanzen, die aus einem Element bestehen). Um einen Stoff zu identifizieren, schreiben Sie ihn zunächst einfach auf, ohne die Indizes zu verlieren – die Zahlen, die sich unten rechts neben dem Elementsymbol befinden. Ein Beispiel wäre Schwefel – H2SO4.

Als nächstes öffnen Sie die Tabelle D.I. Mendeleev und ermitteln Sie den Grad des Elements ganz links in Ihrer Substanz – im Fall dieses Beispiels. Nach der bestehenden Regel ist sein Oxidationszustand immer positiv und wird mit einem „+“-Zeichen geschrieben, da er in der Formel des Stoffes die Position ganz links einnimmt. Um den Zahlenwert der Oxidationsstufe zu bestimmen, achten Sie auf die Position des Elements relativ zu den Gruppen. Wasserstoff gehört zur ersten Gruppe, daher ist seine Oxidationsstufe +1, aber da Schwefel zwei Wasserstoffatome enthält (der Index zeigt uns dies), schreiben Sie +2 über sein Symbol.

Bestimmen Sie anschließend den Oxidationszustand des Elements ganz rechts im Eintrag – in diesem Fall Sauerstoff. Seine Bedingung (oder Oxidationszahl) wird immer negativ sein, da es die richtige Position in der Aufzeichnung der Substanz einnimmt. Diese Regel gilt in allen Fällen. Der Zahlenwert des richtigen Elements wird durch Subtrahieren der Zahl 8 von seiner Gruppennummer ermittelt. In diesem Fall beträgt die Oxidationsstufe von Sauerstoff -2 (6-8=-2), unter Berücksichtigung des Index - -8.

Um die bedingte Ladung eines Atoms des dritten Elements zu ermitteln, verwenden Sie die Regel: Die Summe der Oxidationsstufen aller Elemente muss gleich Null sein. Dies bedeutet, dass die bedingte Ladung des Sauerstoffatoms in der Substanz gleich +6 ist: (+2)+(+6)+(-8)=0. Schreiben Sie danach +6 über das Schwefelsymbol.

Quellen:

als Oxidationsstufen chemischer Elemente

Phosphor ist ein chemisches Element mit der 15. Seriennummer im Periodensystem. Es befindet sich in seiner V-Gruppe. Ein klassisches Nichtmetall, das 1669 vom Alchemisten Brand entdeckt wurde. Es gibt drei Hauptmodifikationen von Phosphor: Rot (Bestandteil der Mischung zum Anzünden von Streichhölzern), Weiß und Schwarz. Bei sehr hohen Drücken (ca. 8,3 * 10^10 Pa) geht schwarzer Phosphor in einen anderen allotropen Zustand („metallischer Phosphor“) über und beginnt, Strom zu leiten. Phosphor in verschiedenen Stoffen?

Anweisungen

Denken Sie daran, Grad. Dies ist ein Wert, der der Ladung eines Ions in einem Molekül entspricht, vorausgesetzt, dass die Elektronenpaare, die die Bindung ausführen, zu einem elektronegativeren Element (rechts und höher im Periodensystem) verschoben sind.

Sie müssen auch die Hauptbedingung kennen: Die Summe der elektrischen Ladungen aller Ionen, aus denen das Molekül besteht, muss unter Berücksichtigung der Koeffizienten immer gleich Null sein.

Die Oxidationsstufe stimmt nicht immer quantitativ mit der Wertigkeit überein. Das beste Beispiel ist Kohlenstoff, der in organischen Stoffen immer den Wert 4 hat und die Oxidationsstufe -4, 0, +2 und +4 betragen kann.

Welche Oxidationsstufe hat beispielsweise das Phosphinmolekül PH3? Alles in allem ist diese Frage sehr einfach zu beantworten. Da Wasserstoff das allererste Element im Periodensystem ist, kann er dort per Definition nicht „rechts und höher“ als platziert werden. Daher ist es Phosphor, der Wasserstoffelektronen anzieht.

Jedes Wasserstoffatom, das ein Elektron verloren hat, verwandelt sich in ein positiv geladenes Oxidationsion +1. Daher beträgt die gesamte positive Ladung +3. Dies bedeutet, dass unter Berücksichtigung der Regel, dass die Gesamtladung des Moleküls Null ist, die Oxidationsstufe von Phosphor im Phosphinmolekül -3 beträgt.

Nun, wie ist die Oxidationsstufe von Phosphor im Oxid P2O5? Nehmen Sie das Periodensystem. Sauerstoff befindet sich in der Gruppe VI rechts von Phosphor und ist ebenfalls höher, daher definitiv elektronegativer. Das heißt, die Oxidationsstufe von Sauerstoff in dieser Verbindung hat ein Minuszeichen und Phosphor ein Pluszeichen. Ab welchem Grad ist das Molekül als Ganzes neutral? Sie können leicht erkennen, dass das kleinste gemeinsame Vielfache der Zahlen 2 und 5 10 ist. Daher beträgt die Oxidationsstufe von Sauerstoff -2 und von Phosphor +5.

Bei chemischen Prozessen spielen Atome und Moleküle die Hauptrolle, deren Eigenschaften den Ausgang chemischer Reaktionen bestimmen. Eine der wichtigen Eigenschaften eines Atoms ist die Oxidationszahl, die die Methode zur Erklärung des Elektronentransfers in einem Teilchen vereinfacht. Wie bestimmt man den Oxidationszustand bzw. die formale Ladung eines Teilchens und welche Regeln muss man dafür kennen?

Jede chemische Reaktion entsteht durch die Wechselwirkung von Atomen verschiedener Stoffe. Der Reaktionsprozess und sein Ergebnis hängen von den Eigenschaften der kleinsten Partikel ab.

Der Begriff Oxidation (Oxidation) bezeichnet in der Chemie eine Reaktion, bei der eine Gruppe von Atomen oder eines von ihnen Elektronen verliert oder hinzugewinnt; im Falle der Aufnahme wird die Reaktion „Reduktion“ genannt.

Der Oxidationszustand ist eine quantitativ messbare Größe, die die umverteilten Elektronen während einer Reaktion charakterisiert. Diese. Während des Oxidationsprozesses nehmen die Elektronen in einem Atom ab oder zu und verteilen sich zwischen anderen interagierenden Teilchen neu. Der Grad der Oxidation zeigt genau, wie sie neu organisiert werden. Dieses Konzept steht in engem Zusammenhang mit der Elektronegativität von Teilchen – ihrer Fähigkeit, freie Ionen anzuziehen und abzustoßen.

Die Bestimmung des Oxidationsgrades hängt von den Eigenschaften und Eigenschaften eines bestimmten Stoffes ab, daher kann das Berechnungsverfahren nicht eindeutig als einfach oder komplex bezeichnet werden, seine Ergebnisse helfen jedoch dabei, die Prozesse von Redoxreaktionen bedingt zu erfassen. Es versteht sich, dass das resultierende Berechnungsergebnis das Ergebnis der Berücksichtigung der Elektronenübertragung ist, keine physikalische Bedeutung hat und nicht die wahre Ladung des Kerns darstellt.

Es ist wichtig zu wissen! In der anorganischen Chemie wird häufig der Begriff „Valenz“ anstelle der Oxidationsstufe von Elementen verwendet. Dies ist kein Fehler, es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass das zweite Konzept universeller ist.

Die Konzepte und Regeln zur Berechnung der Elektronenbewegung sind die Grundlage für die Klassifizierung chemischer Stoffe (Nomenklatur), die Beschreibung ihrer Eigenschaften und die Erstellung von Kommunikationsformeln. Am häufigsten wird dieses Konzept jedoch zur Beschreibung und Arbeit mit Redoxreaktionen verwendet.

Regeln zur Bestimmung des Oxidationsgrades

Wie finde ich den Oxidationszustand heraus? Bei der Arbeit mit Redoxreaktionen ist es wichtig zu wissen, dass die formale Ladung eines Teilchens immer gleich dem Wert des Elektrons ist, ausgedrückt in einem Zahlenwert. Dieses Merkmal beruht auf der Annahme, dass die eine Bindung bildenden Elektronenpaare immer vollständig zu negativeren Teilchen hin verschoben sind. Es versteht sich, dass es sich um Ionenbindungen handelt und im Falle einer Reaktion die Elektronen gleichmäßig auf identische Teilchen aufgeteilt werden.

Die Oxidationszahl kann sowohl positive als auch negative Werte annehmen. Die Sache ist, dass das Atom während der Reaktion neutral werden muss, und dafür ist es notwendig, dem Ion entweder eine bestimmte Anzahl von Elektronen hinzuzufügen, wenn es positiv ist, oder sie wegzunehmen, wenn es negativ ist. Um dieses Konzept zu kennzeichnen, wird beim Schreiben einer Formel normalerweise eine arabische Zahl mit dem entsprechenden Zeichen über der Elementbezeichnung geschrieben. Zum Beispiel usw.

Sie sollten wissen, dass die formale Ladung von Metallen immer positiv ist, und in den meisten Fällen können Sie sie mithilfe des Periodensystems bestimmen. Um die Indikatoren korrekt zu ermitteln, müssen eine Reihe von Merkmalen berücksichtigt werden.

Oxidationsgrad:

Wenn Sie sich diese Merkmale merken, wird es ganz einfach sein, die Oxidationszahl von Elementen zu bestimmen, unabhängig von der Komplexität und Anzahl der Atomebenen.

Nützliches Video: Bestimmung des Oxidationszustands

Das Periodensystem von Mendelejew enthält fast alle notwendigen Informationen für die Arbeit mit chemischen Elementen. Schulkinder verwenden es beispielsweise nur zur Beschreibung chemischer Reaktionen. Um also die maximalen positiven und negativen Werte der Oxidationszahl zu bestimmen, müssen Sie die Bezeichnung des chemischen Elements in der Tabelle überprüfen:

Das maximale Positive ist die Nummer der Gruppe, in der sich das Element befindet.
Die maximale negative Oxidationsstufe ist die Differenz zwischen der maximalen positiven Grenze und der Zahl 8.

Daher reicht es aus, einfach die extremen Grenzen der formalen Ladung eines bestimmten Elements herauszufinden. Diese Aktion kann mithilfe von Berechnungen durchgeführt werden, die auf dem Periodensystem basieren.

Es ist wichtig zu wissen! Ein Element kann gleichzeitig mehrere unterschiedliche Oxidationsraten aufweisen.

Es gibt zwei Hauptmethoden zur Bestimmung des Oxidationsgrads, für die im Folgenden Beispiele vorgestellt werden. Die erste davon ist eine Methode, die Kenntnisse und die Fähigkeit erfordert, die Gesetze der Chemie anzuwenden. Wie ordnet man mit dieser Methode Oxidationsstufen an?

Regel zur Bestimmung der Oxidationsstufen

Dazu benötigen Sie:

Bestimmen Sie, ob eine bestimmte Substanz elementar ist und ob sie außerhalb der Bindung liegt. Wenn ja, dann ist seine Oxidationszahl 0, unabhängig von der Zusammensetzung des Stoffes (einzelne Atome oder mehrstufige Atomverbindungen).
Stellen Sie fest, ob der betreffende Stoff aus Ionen besteht. Wenn ja, dann ist der Oxidationsgrad gleich ihrer Ladung.
Wenn es sich bei dem betreffenden Stoff um ein Metall handelt, schauen Sie sich die Indikatoren anderer Stoffe in der Formel an und berechnen Sie die Metallwerte mithilfe arithmetischer Operationen.
Wenn die gesamte Verbindung eine Ladung hat (im Wesentlichen ist es die Summe aller Teilchen der dargestellten Elemente), reicht es aus, die Indikatoren einfacher Substanzen zu bestimmen, sie dann von der Gesamtmenge zu subtrahieren und die Metalldaten zu erhalten.
Wenn die Beziehung neutral ist, muss die Gesamtsumme Null sein.

Betrachten Sie als Beispiel die Kombination mit einem Aluminiumion, dessen Nettoladung Null ist. Die Regeln der Chemie bestätigen die Tatsache, dass das Cl-Ion eine Oxidationszahl von -1 hat, und in diesem Fall sind es drei davon in der Verbindung. Das bedeutet, dass das Al-Ion +3 sein muss, damit die gesamte Verbindung neutral ist.

Diese Methode ist sehr gut, da durch die Addition aller Oxidationsstufen stets die Richtigkeit der Lösung überprüft werden kann.

Die zweite Methode kann ohne Kenntnis chemischer Gesetze angewendet werden:

Finden Sie Daten zu Teilchen, für die es keine strengen Regeln gibt und deren genaue Elektronenzahl unbekannt ist (dies kann durch Ausschluss erfolgen).
Ermitteln Sie die Indikatoren aller anderen Teilchen und ermitteln Sie dann durch Subtraktion das gewünschte Teilchen aus der Gesamtmenge.

Betrachten wir die zweite Methode am Beispiel des Stoffes Na2SO4, bei dem das Schwefelatom S nicht bestimmt ist;

Um herauszufinden, welche Oxidationsstufen alle gleich sind:

Finden Sie bekannte Elemente und beachten Sie dabei traditionelle Regeln und Ausnahmen.
Na-Ion = +1 und jeder Sauerstoff = -2.
Multiplizieren Sie die Anzahl der Teilchen jeder Substanz mit ihren Elektronen, um die Oxidationsstufen aller Atome außer einem zu erhalten.
Na2SO4 enthält 2 Natrium und 4 Sauerstoff; bei der Multiplikation ergibt sich: 2 X +1 = 2 ist die Oxidationszahl aller Natriumpartikel und 4 X -2 = -8 - Sauerstoff.
Addieren Sie die erhaltenen Ergebnisse 2+(-8) =-6 – das ist die Gesamtladung der Verbindung ohne Schwefelpartikel.
Stellen Sie die chemische Notation als Gleichung dar: Summe bekannter Daten + unbekannte Zahl = Gesamtladung.
Na2SO4 wird wie folgt dargestellt: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Um die zweite Methode anzuwenden, reicht es daher aus, die einfachen Gesetze der Arithmetik zu kennen.

Oxidationstabelle

Um die Arbeit zu vereinfachen und Oxidationsindikatoren für jede chemische Substanz zu berechnen, werden spezielle Tabellen verwendet, in denen alle Daten aufgezeichnet werden.

Es sieht aus wie das:

Nützliches Video: Lernen, den Oxidationszustand mithilfe von Formeln zu bestimmen

Abschluss

Die Bestimmung der Oxidationszahl einer Chemikalie ist eine einfache Aufgabe, die nur Sorgfalt und die Kenntnis der Grundregeln und Ausnahmen erfordert. Wenn Sie die Ausnahmen kennen und spezielle Tabellen verwenden, wird diese Aktion nicht viel Zeit in Anspruch nehmen.

Typ