تقسیم اسلاوها به شرقی، غربی و جنوبی. خاستگاه اقوام اسلاو. ادیان شاخه های مختلف اسلاوها

تم ها رمزگذار آزمون یکپارچه دولتی: الکترونگاتیوی. حالت اکسیداسیون و ظرفیت عناصر شیمیایی.

وقتی اتم‌ها برهم کنش می‌کنند و تشکیل می‌شوند، الکترون‌های بین آن‌ها در بیشتر موارد به‌طور نابرابر توزیع می‌شوند، زیرا خواص اتم‌ها متفاوت است. بیشتر الکترونگاتیو اتم چگالی الکترون را با شدت بیشتری به سمت خود جذب می کند. اتمی که چگالی الکترون را به سمت خود جذب کرده است، جزئی می شود بار منفی δ — ، "شریک" او جزئی است بار مثبت δ+ . اگر اختلاف الکترونگاتیوی اتم های تشکیل دهنده پیوند از 1.7 تجاوز نکند، پیوند را می نامیم. قطبی کووالانسی . اگر اختلاف الکترونگاتیوهای تشکیل یک پیوند شیمیایی بیش از 1.7 باشد، چنین پیوندی را می نامیم. یونی .

حالت اکسیداسیون بار شرطی کمکی یک اتم عنصر در یک ترکیب است که با این فرض محاسبه می شود که همه ترکیبات از یون تشکیل شده اند (همه پیوندهای قطبی یونی هستند).

"شارژ مشروط" به چه معناست؟ ما صرفاً موافقیم که چیزها را کمی ساده‌تر می‌کنیم: هر پیوند قطبی را کاملاً یونی در نظر می‌گیریم، و فرض می‌کنیم که الکترون کاملاً از یک اتم به اتم دیگر می‌رود یا می‌آید، حتی اگر در واقع اینطور نباشد. و یک الکترون مشروط از یک اتم الکترونگاتیو کمتر به یک اتم الکترونگاتیو تر می رود.

مثلا، در پیوند H-Cl ما معتقدیم که هیدروژن به طور مشروط یک الکترون را "از دست داد" و بار آن +1 شد و کلر یک الکترون را "پذیرفت" و بار آن -1 شد. در واقع، چنین بارهای کلی روی این اتم ها وجود ندارد.

مطمئناً شما یک سؤال دارید - چرا چیزی را اختراع کنید که وجود ندارد؟ نیست نقشه موذیانهشیمیدانان، ساده است: این مدل بسیار راحت است. ایده هایی در مورد وضعیت اکسیداسیون عناصر هنگام کامپایل مفید است طبقه بندی ها مواد شیمیایی، شرح خواص آنها ، تدوین فرمول ترکیبات و نامگذاری. حالت های اکسیداسیون به ویژه هنگام کار با آن استفاده می شود واکنش های ردوکس.

حالت های اکسیداسیون وجود دارد بالاتر, پست ترو حد واسط.

بالاترحالت اکسیداسیون برابر با عدد گروه با علامت مثبت است.

پایین ترینبه عنوان عدد گروه منهای 8 تعریف می شود.

و حد واسطعدد اکسیداسیون تقریباً هر عدد کاملی است که از کمترین حالت اکسیداسیون تا بالاترین آن را در بر می گیرد.

مثلامشخصه نیتروژن این است: بالاترین حالت اکسیداسیون 5+، کمترین 5 - 8 = -3، و درجات متوسطاکسیداسیون از -3 تا +5. به عنوان مثال، در هیدرازین N 2 H 4 حالت اکسیداسیون نیتروژن متوسط ​​است، -2.

اغلب، حالت اکسیداسیون اتم ها در مواد پیچیدهابتدا با یک علامت، سپس با یک عدد نشان داده می شود +1, +2, -2 و غیره. چه زمانی ما در مورددر مورد بار یون (با فرض اینکه یون واقعاً در ترکیب وجود دارد)، سپس ابتدا عدد و سپس علامت را نشان دهید. مثلا: Ca 2+ , CO 3 2- .

برای یافتن حالت های اکسیداسیون از موارد زیر استفاده کنید قوانین :

1. حالت اکسیداسیون اتم ها در مواد سادهاوه برابر با صفر؛
2. که در مولکول های خنثی مجموع جبری حالت های اکسیداسیون صفر است، برای یون ها این مجموع برابر با بار یون است.
3. حالت اکسیداسیون فلزات قلیایی (عناصر گروه I زیر گروه اصلی) در ترکیبات +1، حالت اکسیداسیون است فلزات قلیایی خاکی (عناصر گروه دوم زیرگروه اصلی) در ترکیبات +2 است. حالت اکسیداسیون آلومینیومدر ترکیبات برابر با +3 است.
4. حالت اکسیداسیون هیدروژندر ترکیبات با فلزات (- NaH، CaH 2 و غیره) برابر است -1 ; در ترکیبات با غیر فلزات () +1 ;
5. حالت اکسیداسیون اکسیژنمساوی با -2 . استثناآرایش پراکسیدها– ترکیبات حاوی گروه –O-O- که در آن حالت اکسیداسیون اکسیژن برابر است -1 و برخی ترکیبات دیگر ( سوپراکسیدها، اوزونیدها، فلوریدهای اکسیژن OF 2و غیره.)؛
6. حالت اکسیداسیون فلورایددر تمام مواد پیچیده برابر است -1 .

در بالا شرایطی وجود دارد که حالت اکسیداسیون را در نظر می گیریم ثابت . همه عناصر شیمیایی دیگر حالت اکسیداسیون دارند — متغیر، و به ترتیب و نوع اتم های ترکیب بستگی دارد.

مثال ها:

ورزش: تعیین حالت اکسیداسیون عناصر موجود در مولکول دی کرومات پتاسیم: K 2 Cr 2 O 7 .

راه حل:حالت اکسیداسیون پتاسیم +1 است، حالت اکسیداسیون کروم به صورت نشان داده می شود. ایکس، حالت اکسیداسیون اکسیژن -2 است. مجموع تمام حالت های اکسیداسیون همه اتم ها در یک مولکول برابر با 0 است. معادله : +1*2+2*x-2*7=0 را بدست می آوریم. با حل آن، حالت اکسیداسیون کروم +6 را بدست می آوریم.

که در ترکیبات دوتاییعنصر الکترونگاتیو بیشتر حالت اکسیداسیون منفی دارد، عنصر الکترونگاتیو کمتر حالت اکسیداسیون مثبت دارد.

توجه داشته باشید که مفهوم حالت اکسیداسیون بسیار دلخواه است! حالت اکسیداسیون بار واقعی اتم را نشان نمی دهد و واقعی ندارد معنای فیزیکی . این یک مدل ساده شده است که به طور موثر زمانی کار می کند که به عنوان مثال نیاز داریم ضرایب موجود در معادله را برابر کنیم. واکنش شیمیایی، یا برای الگوریتم بندی طبقه بندی مواد.

عدد اکسیداسیون ظرفیتی نیست! حالت اکسیداسیون و ظرفیت در بسیاری از موارد منطبق نیست. به عنوان مثال، ظرفیت هیدروژن در ماده ساده H2 برابر با I و حالت اکسیداسیون طبق قانون 1 برابر با 0 است.

این قوانین اساسی، که به شما در تعیین وضعیت اکسیداسیون اتم ها در ترکیبات در اکثر موارد کمک می کند.

در برخی شرایط، ممکن است در تعیین حالت اکسیداسیون یک اتم مشکل داشته باشید. بیایید به برخی از این موقعیت ها نگاه کنیم و نحوه حل آنها را بررسی کنیم:

1. در اکسیدهای دوگانه (نمک مانند)، درجه یک اتم معمولاً دو حالت اکسیداسیون است. به عنوان مثال، در مقیاس آهن Fe 3 O 4، آهن دارای دو حالت اکسیداسیون است: +2 و +3. کدام را نشان دهم؟ هر دو. برای ساده کردن، می توانیم این ترکیب را به صورت نمک تصور کنیم: Fe(FeO 2) 2. که در آن باقی مانده اسیداتمی با حالت اکسیداسیون +3 تشکیل می دهد. یا اکسید دوگانه را می توان به صورت زیر نشان داد: FeO * Fe 2 O 3.
2. در ترکیبات پراکسو، حالت اکسیداسیون اتم های اکسیژن متصل به پیوندهای غیرقطبی کووالانسی، به عنوان یک قاعده، تغییر می کند. به عنوان مثال، در پراکسید هیدروژن H 2 O 2 و پراکسیدهای فلزات قلیایی، حالت اکسیداسیون اکسیژن -1 است، زیرا یکی از پیوندهای کووالانسی غیرقطبی (H-O-O-H) است. مثال دیگر اسید پراکسومنوسولفوریک (اسید کارو) H 2 SO 5 (نگاه کنید به شکل) حاوی دو اتم اکسیژن با حالت اکسیداسیون 1- است، اتم های باقی مانده با حالت اکسیداسیون 2-، بنابراین ورودی زیر قابل درک تر خواهد بود: H 2 SO 3 (O2). ترکیبات پراکسو کروم نیز شناخته شده اند - به عنوان مثال، پراکسید کروم (VI) CrO(O 2) 2 یا CrO 5، و بسیاری دیگر.
3. نمونه دیگری از ترکیبات با حالت های اکسیداسیون مبهم، سوپراکسیدها (NaO 2) و ازنیدهای نمک مانند KO 3 هستند. در این مورد، بهتر است در مورد یون مولکولی O 2 با بار 1- و O 3 با بار 1- صحبت کنیم. ساختار چنین ذرات توسط برخی از مدل ها، که به زبان روسی توصیف شده است برنامه تحصیلیدر سال های اول دانشگاه های شیمی گرفته شده اند: MO LCAO، روش روی هم قرار دادن طرح های ظرفیت و غیره.
4. که در ترکیبات آلیاستفاده از مفهوم حالت اکسیداسیون خیلی راحت نیست، زیرا بین اتم های کربن وجود دارد عدد بزرگپیوندهای کووالانسی غیرقطبی با این حال، اگر شما نقاشی کنید فرمول ساختاریمولکول ها، سپس وضعیت اکسیداسیون هر اتم را می توان با نوع و تعداد اتم هایی که اتم داده شدهبه طور مستقیم مرتبط است. به عنوان مثال، حالت اکسیداسیون اتم های کربن اولیه در هیدروکربن ها -3، برای اتم های ثانویه -2، برای اتم های سوم -1 و برای اتم های چهارم - 0 است.

بیایید تعیین وضعیت اکسیداسیون اتم ها در ترکیبات آلی را تمرین کنیم. برای انجام این کار، لازم است فرمول ساختاری کامل اتم را ترسیم کنید و اتم کربن را با نزدیکترین محیط آن - اتم هایی که مستقیماً با آنها متصل است - انتخاب کنید.

• برای ساده کردن محاسبات، می توانید از جدول حلالیت استفاده کنید - این جدول بارهای رایج ترین یون ها را نشان می دهد. در اکثر امتحانات شیمی روسیه (USE، GIA، DVI)، استفاده از جداول حلالیت مجاز است. این یک برگه تقلب آماده است که در بسیاری از موارد می تواند به میزان قابل توجهی در زمان صرفه جویی کند.
• هنگام محاسبه حالت اکسیداسیون عناصر در مواد پیچیده، ابتدا حالت های اکسیداسیون عناصری را که به طور قطع می دانیم (عناصر با حالت اکسیداسیون ثابت) و حالت اکسیداسیون عناصر با درجه متغیراکسیداسیون با x نشان داده می شود. مجموع تمام بارهای همه ذرات در یک مولکول صفر یا برابر با بار یک یون در یک یون است. از این داده ها به راحتی می توان یک معادله ایجاد و حل کرد.

الکترونگاتیوی، مانند سایر خواص اتم های عناصر شیمیایی، با افزایش عدد اتمی عنصر به صورت دوره ای تغییر می کند:

نمودار بالا تناوب تغییرات در الکترونگاتیوی عناصر زیرگروه های اصلی را بسته به عدد اتمی عنصر نشان می دهد.

هنگام حرکت به سمت پایین یک زیر گروه از جدول تناوبی، الکترونگاتیوی عناصر شیمیایی کاهش می یابد و هنگام حرکت به سمت راست در طول دوره افزایش می یابد.

الکترونگاتیوی غیرفلزی بودن عناصر را منعکس می کند: هر چه مقدار الکترونگاتیوی بالاتر باشد، عنصر دارای خواص غیرفلزی بیشتری است.

حالت اکسیداسیون

چگونه می توان وضعیت اکسیداسیون یک عنصر را در یک ترکیب محاسبه کرد؟

1) حالت اکسیداسیون عناصر شیمیایی در مواد ساده همیشه صفر است.

2) عناصری هستند که در مواد پیچیده ظاهر می شوند درجه ثابتاکسیداسیون:

3) عناصر شیمیایی وجود دارند که در اکثریت قریب به اتفاق ترکیبات حالت اکسیداسیون ثابتی از خود نشان می دهند. این عناصر عبارتند از:

عنصر	حالت اکسیداسیون تقریباً در تمام ترکیبات	استثناها
هیدروژن H	+1	هیدریدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، به عنوان مثال:
اکسیژن O	-2	هیدروژن و پراکسیدهای فلزی: اکسیژن فلوراید -

4) جمع جبریحالت های اکسیداسیون همه اتم های یک مولکول همیشه صفر است. مجموع جبری حالت های اکسیداسیون همه اتم های یک یون برابر با بار یون است.

5) بالاترین (حداکثر) حالت اکسیداسیون برابر با عدد گروه است. استثناهایی که مشمول این قاعده نمی شوند، عناصری هستند زیر گروه جانبیگروه I، عناصر زیرگروه ثانویه گروه هشتم، و همچنین اکسیژن و فلوئور.

عناصر شیمیایی که تعداد گروه آنها با بالاترین حالت اکسیداسیون آنها منطبق نیست (به خاطر سپردن الزامی است)

6) کمترین حالت اکسیداسیون فلزات همیشه صفر است و پایین ترین درجهاکسیداسیون غیر فلزات با فرمول محاسبه می شود:

کمترین حالت اکسیداسیون غیرفلز = عدد گروه - 8

بر اساس قوانین ارائه شده در بالا، می توانید وضعیت اکسیداسیون یک عنصر شیمیایی را در هر ماده ای ایجاد کنید.

یافتن حالت های اکسیداسیون عناصر در ترکیبات مختلف

مثال 1

حالت های اکسیداسیون تمام عناصر موجود در اسید سولفوریک را تعیین کنید.

راه حل:

بیایید فرمول اسید سولفوریک را بنویسیم:

حالت اکسیداسیون هیدروژن در تمام مواد پیچیده +1 است (به جز هیدریدهای فلز).

حالت اکسیداسیون اکسیژن در همه مواد پیچیده -2 است (به جز پراکسیدها و اکسیژن فلوراید OF 2). بیا ترتیب بدیم درجات شناخته شدهاکسیداسیون:

اجازه دهید حالت اکسیداسیون گوگرد را به صورت مشخص نشان دهیم ایکس:

مولکول اسید سولفوریک، مانند مولکول هر ماده، عموماً از نظر الکتریکی خنثی است، زیرا مجموع حالت های اکسیداسیون تمام اتم های یک مولکول صفر است. به طور شماتیک این را می توان به صورت زیر نشان داد:

آن ها معادله زیر را بدست آوردیم:

حلش کنیم:

بنابراین، حالت اکسیداسیون گوگرد در اسید سولفوریک 6+ است.

مثال 2

وضعیت اکسیداسیون تمام عناصر موجود در دی کرومات آمونیوم را تعیین کنید.

راه حل:

بیایید فرمول دی کرومات آمونیوم را بنویسیم:

مانند مورد قبلی، می توانیم حالت های اکسیداسیون هیدروژن و اکسیژن را ترتیب دهیم:

با این حال، می بینیم که حالت اکسیداسیون دو عنصر شیمیایی در یک زمان ناشناخته است - نیتروژن و کروم. بنابراین، ما نمی توانیم حالت های اکسیداسیون را مشابه مثال قبلی پیدا کنیم (یک معادله با دو متغیر یک راه حل واحد ندارد).

به این نکته توجه کنیم که ماده مشخص شدهمتعلق به کلاس نمک ها است و بر این اساس دارای ساختار یونی. سپس به درستی می توان گفت که ترکیب دی کرومات آمونیوم شامل کاتیون های NH 4 + است (بار این کاتیون را می توان در جدول حلالیت مشاهده کرد). در نتیجه، از آنجایی که واحد فرمول دی کرومات آمونیوم حاوی دو کاتیون NH 4 + با بار مثبت است، بار یون دی کرومات برابر با 2- است، زیرا ماده به عنوان یک کل از نظر الکتریکی خنثی است. آن ها این ماده توسط کاتیون های NH 4 + و آنیون های Cr 2 O 7 2- تشکیل می شود.

ما وضعیت اکسیداسیون هیدروژن و اکسیژن را می دانیم. دانستن اینکه مجموع حالت های اکسیداسیون اتم های همه عناصر در یک یون برابر با بار است و نشان دادن حالت های اکسیداسیون نیتروژن و کروم به صورت ایکسو yبر این اساس می توانیم بنویسیم:

آن ها دو معادله مستقل بدست می آوریم:

حل آن را پیدا می کنیم ایکسو y:

بنابراین، در دی کرومات آمونیوم، حالت های اکسیداسیون نیتروژن 3-، هیدروژن +1، کروم +6 و اکسیژن -2 است.

نحوه تعیین حالت اکسیداسیون عناصر در مواد آلیمی توانید آن را بخوانید

ظرفیت

ظرفیت اتم ها با اعداد رومی نشان داده می شود: I، II، III و غیره.

قابلیت های ظرفیت یک اتم به کمیت بستگی دارد:

1) الکترون های جفت نشده

2) جفت الکترون های تنها در اوربیتال های سطوح ظرفیت

3) خالی اوربیتال های الکترونیسطح ظرفیت

احتمالات ظرفیت اتم هیدروژن

اجازه دهید فرمول گرافیکی الکترونیکی اتم هیدروژن را به تصویر بکشیم:

گفته شد که در احتمالات ظرفیتسه عامل می تواند تأثیر بگذارد - وجود الکترون های جفت نشده، وجود جفت الکترون های تنها در سطح بیرونی، و وجود اوربیتال های خالی (خالی) سطح خارجی. ما یک الکترون جفت نشده را در سطح انرژی بیرونی (و تنها) می بینیم. بر این اساس، هیدروژن قطعا می تواند ظرفیت I داشته باشد. با این حال، در اولین سطح انرژی تنها یک سطح فرعی وجود دارد - اس،آن ها اتم هیدروژن در سطح بیرونی نه جفت الکترون تنها دارد و نه اوربیتال خالی.

بنابراین، تنها ظرفیتی که یک اتم هیدروژن می تواند نشان دهد I است.

احتمالات ظرفیت اتم کربن

در نظر بگیریم ساختار الکترونیکیاتم کربن در حالت پایه، پیکربندی الکترونیکی سطح بیرونی آن به شرح زیر است:

آن ها در حالت پایه در سطح انرژی بیرونی اتم کربن تحریک نشده 2 الکترون جفت نشده وجود دارد. در این حالت می تواند ظرفیت II را نشان دهد. با این حال، وقتی اتم کربن به آن انرژی داده می شود، به راحتی به حالت برانگیخته می رود و پیکربندی الکترونیکی لایه بیرونی در این مورد به شکل زیر است:

علیرغم این واقعیت که مقدار معینی از انرژی برای فرآیند تحریک اتم کربن صرف می شود، این هزینه با تشکیل چهار اتم بیش از آن جبران می شود. پیوندهای کووالانسی. به همین دلیل، ظرفیت IV بسیار بیشتر مشخصه اتم کربن است. بنابراین، برای مثال، ظرفیت IV کربن در مولکول ها دارد دی اکسید کربن, اسید کربنیکو کاملاً تمام مواد آلی.

علاوه بر الکترون‌های جفت نشده و جفت‌های الکترون تنها، وجود اوربیتال‌های سطح ظرفیت () خالی نیز بر احتمالات ظرفیت تأثیر می‌گذارد. وجود چنین اوربیتال هایی در سطح پر شده منجر به این واقعیت می شود که اتم می تواند به عنوان یک گیرنده جفت الکترون عمل کند، یعنی. پیوندهای کووالانسی اضافی را از طریق مکانیسم دهنده - گیرنده تشکیل می دهند. به عنوان مثال، بر خلاف انتظار، در مولکول مونوکسید کربنپیوند CO دو برابر نیست، بلکه سه برابر است، همانطور که در تصویر زیر به وضوح نشان داده شده است:

احتمالات ظرفیت اتم نیتروژن

اجازه دهید فرمول گرافیکی الکترونیکی را برای سطح انرژی خارجی اتم نیتروژن بنویسیم:

همانطور که از تصویر بالا مشاهده می شود، اتم نیتروژن در آن وجود دارد وضعیت عادیدارای 3 الکترون جفت نشده است و بنابراین منطقی است که فرض کنیم ظرفیت آن III است. در واقع، ظرفیت سه در مولکول های آمونیاک مشاهده می شود (NH 3)، اسید نیتروژن(HNO 2)، تری کلرید نیتروژن (NCl 3)، و غیره.

در بالا گفته شد که ظرفیت یک اتم یک عنصر شیمیایی نه تنها به تعداد الکترون های جفت نشده، بلکه به حضور جفت الکترون های تنها بستگی دارد. این به دلیل این واقعیت است که کووالانسی پیوند شیمیاییمی تواند نه تنها زمانی تشکیل شود که دو اتم یک الکترون را برای یکدیگر فراهم کنند، بلکه همچنین زمانی که یک اتم دارای یک جفت الکترون تنها باشد - دهنده () آن را به اتم دیگری با اوربیتال (پذیرنده) سطح ظرفیت خالی () فراهم می کند. آن ها برای اتم نیتروژن، ظرفیت IV نیز ممکن است به دلیل یک پیوند کووالانسی اضافی که توسط مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل شده است. به عنوان مثال، چهار پیوند کووالانسی، که یکی از آنها توسط یک مکانیسم دهنده - گیرنده تشکیل می شود، در طول تشکیل یک کاتیون آمونیوم مشاهده می شود:

علیرغم این واقعیت که یکی از پیوندهای کووالانسی بر اساس مکانیسم دهنده-پذیرنده تشکیل می شود، همه اتصالات N-Hدر کاتیون های آمونیوم کاملاً یکسان هستند و به هیچ وجه با یکدیگر تفاوت ندارند.

اتم نیتروژن قادر به نشان دادن ظرفیتی برابر با V نیست. این به این دلیل است که انتقال یک اتم نیتروژن به حالت برانگیخته غیرممکن است، که در آن دو الکترون با انتقال یکی از آنها به یک اوربیتال آزاد که از نظر انرژی نزدیکترین است، جفت می شوند. اتم نیتروژن ندارد ددر سطح فرعی، و انتقال به مدار 3s آنقدر گران است که هزینه های انرژی با تشکیل پیوندهای جدید پوشش داده نمی شود. بسیاری ممکن است تعجب کنند که ظرفیت نیتروژن، به عنوان مثال، در مولکول ها چقدر است اسید نیتریک HNO 3 یا اکسید نیتروژن N 2 O 5؟ به اندازه کافی عجیب، ظرفیت در آنجا نیز IV است، همانطور که از فرمول های ساختاری زیر قابل مشاهده است:

خط نقطه چین در تصویر به اصطلاح را نشان می دهد غیر محلی شده π -ارتباط. به همین دلیل، اوراق قرضه NO پایانی را می توان «اوراق یک و نیم» نامید. پیوندهای یک و نیم مشابهی نیز در مولکول ازن O 3، بنزن C 6 H 6 و غیره وجود دارد.

احتمالات ظرفیت فسفر

اجازه دهید فرمول گرافیکی الکترونیکی سطح انرژی خارجی اتم فسفر را به تصویر بکشیم:

همانطور که می بینیم، ساختار لایه بیرونی اتم فسفر در حالت پایه و اتم نیتروژن یکسان است و بنابراین منطقی است که انتظار داشته باشیم برای اتم فسفر همانند اتم نیتروژن، انتظار داشته باشیم. ظرفیت های احتمالی، برابر با I، II، III و IV است که در عمل مشاهده می شود.

با این حال، بر خلاف نیتروژن، اتم فسفر نیز دارد دزیرسطح با 5 اوربیتال خالی.

در این راستا، قادر به انتقال به حالت برانگیخته، بخار دادن الکترون ها 3 است س-اوربیتال ها:

بنابراین، ظرفیت V برای اتم فسفر، که برای نیتروژن غیرقابل دسترسی است، ممکن است. به عنوان مثال، اتم فسفر دارای ظرفیت 5 در مولکول های ترکیباتی مانند اسید فسفریک، هالیدهای فسفر (V)، اکسید فسفر (V) و غیره.

احتمالات ظرفیت اتم اکسیژن

فرمول گرافیکی الکترونی برای سطح انرژی خارجی یک اتم اکسیژن به شکل زیر است:

ما دو الکترون جفت نشده را در سطح 2 می بینیم و بنابراین ظرفیت II برای اکسیژن امکان پذیر است. لازم به ذکر است که این ظرفیت اتم اکسیژن تقریباً در تمام ترکیبات مشاهده می شود. در بالا، هنگام در نظر گرفتن قابلیت‌های ظرفیت اتم کربن، تشکیل مولکول مونوکسید کربن را مورد بحث قرار دادیم. پیوند در مولکول CO سه گانه است، بنابراین، اکسیژن در آنجا سه ​​ظرفیتی است (اکسیژن دهنده جفت الکترون است).

با توجه به اینکه اتم اکسیژن خارجی ندارد دزیرسطح، جفت شدن الکترون سو پ-اوربیتال ها غیرممکن است، به همین دلیل است که قابلیت های ظرفیت اتم اکسیژن در مقایسه با سایر عناصر زیر گروه آن، به عنوان مثال، گوگرد، محدود است.

احتمالات ظرفیت اتم گوگرد

خارجی سطح انرژیاتم گوگرد در حالت تحریک نشده:

اتم گوگرد، مانند اتم اکسیژن، معمولاً دارای دو الکترون جفت نشده است، بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که ظرفیت دو برای گوگرد امکان‌پذیر است. در واقع، گوگرد دارای ظرفیت II است، به عنوان مثال، در مولکول سولفید هیدروژن H 2 S.

همانطور که می بینیم، اتم گوگرد در سطح خارجی ظاهر می شود د-سطح فرعی با مدارهای خالی به همین دلیل، اتم گوگرد بر خلاف اکسیژن، به دلیل گذار به حالت های برانگیخته، قادر است قابلیت های ظرفیت خود را گسترش دهد. بنابراین، هنگام جفت شدن یک جفت الکترون تنها 3 پ-سطح زیرین که اتم گوگرد به دست می آورد پیکربندی الکترونیکیسطح خارجی به شکل زیر:

در این حالت، اتم گوگرد دارای 4 الکترون جفت نشده است، که به ما می گوید که اتم های گوگرد می توانند ظرفیت IV را نشان دهند. در واقع، گوگرد دارای ظرفیت IV در مولکول های SO 2، SF 4، SOCl 2 و غیره است.

هنگام جفت شدن دومین جفت الکترون تنها واقع در 3 س-sublevel، سطح انرژی خارجی پیکربندی را به دست می آورد:

در این حالت، تجلی ظرفیت VI ممکن می شود. نمونه هایی از ترکیبات با گوگرد VI ظرفیتی عبارتند از SO 3، H 2 SO 4، SO 2 Cl 2 و غیره.

به همین ترتیب، می‌توانیم احتمال ظرفیت سایر عناصر شیمیایی را در نظر بگیریم.

دستورالعمل ها

در نتیجه، یک ترکیب پیچیده تشکیل می شود - تتراکلروآورات هیدروژن. عامل کمپلکس کننده در آن یون طلا، لیگاندها یون کلر و کره بیرونی یون هیدروژن است. نحوه تعیین درجه اکسیداسیونعناصر موجود در این مجموعه ارتباط?

اول از همه، تعیین کنید که کدام یک از عناصر تشکیل دهنده مولکول الکترونگاتیوترین است، یعنی کدام یک کل چگالی الکترون را به سمت خود جذب می کند. این کلر است، زیرا در سمت راست بالای جدول تناوبی قرار دارد و پس از فلوئور و اکسیژن در رتبه دوم قرار دارد. بنابراین، او درجه اکسیداسیونعلامت منفی خواهد داشت. قدر درجه چقدر است اکسیداسیونکلر؟

کلر مانند همه هالوژن های دیگر در گروه هفتم جدول تناوبی در قسمت بیرونی آن قرار دارد. سطح الکترونیکی 7 الکترون وجود دارد با کشیدن یک الکترون دیگر به این سطح، به یک موقعیت پایدار حرکت می کند. پس اینطور درجه اکسیداسیونبرابر با 1- خواهد بود. و از آنجایی که در این مجموعه ارتباطچهار یون کلر، سپس کل شارژ 4- خواهد بود.

اما مجموع قدر درجات اکسیداسیونعناصر تشکیل دهنده مولکول باید برابر با صفر باشند، زیرا هر مولکولی از نظر الکتریکی خنثی است. بنابراین، 4- باید با بار مثبت 4+ به دلیل هیدروژن و طلا متعادل شود.

شما نیاز خواهید داشت

• کتاب درسی مدرسه شیمی پایه های 8-9 توسط هر نویسنده، جدول تناوبی، جدول الکترونگاتیوی عناصر (چاپ شده در کتاب های درسی مدرسهدر شیمی).

دستورالعمل ها

برای شروع، لازم است نشان دهیم که درجه مفهومی است که اتصالات را برای، یعنی عمیق نکردن در ساختار می گیرد. اگر عنصر در حالت آزاد باشد، این ساده ترین حالت است - یک ماده ساده تشکیل می شود، که به معنای درجه است. اکسیداسیونبرابر با صفر است به عنوان مثال، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، فلوئور و غیره.

در مواد پیچیده، همه چیز متفاوت است: الکترون ها بین اتم ها به طور نابرابر توزیع می شوند و دقیقاً درجه است. اکسیداسیونبه تعیین تعداد الکترون های داده شده یا دریافتی کمک می کند. درجه اکسیداسیونمی تواند مثبت و منفی باشد. هنگامی که مثبت است، الکترون ها از بین می روند. برخی از عناصر مدرک شما اکسیداسیوندر ترکیبات مختلف حفظ می شود، اما بسیاری از آنها در این ویژگی تفاوتی ندارند. شما باید یک قانون مهم را به خاطر بسپارید - مجموع درجات اکسیداسیونهمیشه برابر با صفر است ساده ترین مثال، گاز CO: دانستن اینکه درجه اکسیداسیوناکسیژن در اکثریت قریب به اتفاق موارد 2- است و با استفاده از قانون فوق می توان درجه را محاسبه کرد اکسیداسیونبرای C. در مجموع 2-، صفر فقط 2+ می دهد که به معنای درجه است اکسیداسیونکربن +2. بیایید مشکل را پیچیده کنیم و گاز CO2 را برای محاسبات در نظر بگیریم: درجه اکسیداسیوناکسیژن هنوز -2 باقی می ماند، اما مولکول های آن هستند در این مورددو بنابراین، (-2) * 2 = (-4). عددی که جمع آن 4- می شود و صفر را می دهد 4+ یعنی در این گاز درجه دارد. اکسیداسیون+4. مثال پیچیده تر: H2SO4 - هیدروژن درجه دارد اکسیداسیون+1، اکسیژن -2. در این ترکیب 2 هیدروژن و 4 اکسیژن وجود دارد. به ترتیب +2 و -8 خواهد بود. برای به دست آوردن مجموع صفر، باید 6 مثبت اضافه کنید. پس مدرک اکسیداسیونگوگرد +6.

هنگامی که تعیین مکان مثبت و کجا منفی در یک ترکیب دشوار است، الکترونگاتیوی مورد نیاز است (در یک کتاب درسی عمومی یافتن آن آسان است). فلزات اغلب دارای درجه مثبت هستند اکسیداسیونو نافلزات منفی هستند. اما به عنوان مثال، PI3 - هر دو عنصر غیر فلزی هستند. جدول نشان می دهد که الکترونگاتیوی ید 2.6 و 2.2 است. در مقایسه، معلوم می شود که 2.6 بزرگتر از 2.2 است، یعنی الکترون ها به سمت ید کشیده می شوند (ید دارای درجه منفی اکسیداسیون). به دنبال داده شده مثال های ساده، به راحتی می توانید مدرک را تعیین کنید اکسیداسیونهر عنصر در اتصالات

توجه داشته باشید

نیازی به اشتباه گرفتن فلزات و غیر فلزات نیست، در این صورت حالت اکسیداسیون راحت تر پیدا می شود و اشتباه نمی شود.

درجه اکسیداسیونبار شرطی یک اتم در یک مولکول نامیده می شود. فرض بر این است که همه پیوندها ماهیت یونی دارند. به عبارت دیگر، اکسیداسیونتوانایی یک عنصر برای تشکیل پیوند یونی را مشخص می کند.

شما نیاز خواهید داشت

• - جدول مندلیف

دستورالعمل ها

در یک ترکیب، مجموع توان اتم ها برابر با بار آن ترکیب است. یعنی در یک ماده ساده مثلا Na یا H2 درجه اکسیداسیونعنصر صفر است

درجه اکسیداسیوناکسیژن موجود در ترکیبات معمولاً 2- است. به عنوان مثال، آب H2O دارای دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن است. در واقع، -2+1+1 = 0 - در سمت چپ عبارت مجموع توانها است. اکسیداسیونتمام اتم های موجود در ترکیب. در CaO ​​کلسیم درجه دارد اکسیداسیون+2 و -2-. استثنا در این مورد ترکیبات OF2 و H2O2 هستند.
مدرک U اکسیداسیونهمیشه برابر با 1- است.

معمولا حداکثر درجه مثبت اکسیداسیونعنصر با تعداد گروه خود مطابقت دارد جدول تناوبیعناصر مندلیف حداکثر مدرک تحصیلی اکسیداسیونبرابر با عنصر منهای هشت نمونه ای از کلر در گروه هفتم است. 7-8 = -1 - درجه اکسیداسیون. استثناء این قاعده فلوئور، اکسیژن و آهن است - بالاترین درجه اکسیداسیوندر زیر شماره گروه آنها آمده است. عناصر زیر گروه مس دارای بالاترین درجه هستند اکسیداسیونبیش از 1.

منابع:

• وضعیت اکسیداسیون عناصر در سال 2018

درجهاکسیداسیون عنصربار مشروط اتم های یک عنصر شیمیایی در یک ترکیب است که با این فرض محاسبه می شود که ترکیبات فقط از یون تشکیل شده اند. آنها می توانند مثبت، منفی، مقادیر صفر. برای فلزات، حالت های اکسیداسیون برای نافلزات همیشه مثبت است، آنها می توانند هم مثبت و هم منفی باشند. بستگی به این دارد که اتم غیرفلزی به کدام اتم متصل باشد.

دستورالعمل ها

توجه داشته باشید

حالت اکسیداسیون می تواند باشد مقادیر کسریبه عنوان مثال، در سنگ آهن مغناطیسی Fe2O3 برابر با 8/3 + است.

منابع:

• "راهنمای شیمی"، G.P. خومچنکو، 2005.

حالت اکسیداسیون مشخصه عناصری است که اغلب در کتاب های درسی شیمی یافت می شود. وجود دارد تعداد زیادی ازوظایفی که با هدف تعیین این مدرک انجام می شود و بسیاری از آنها دانش آموزان و دانش آموزان را با مشکل مواجه می کند. اما با پیروی از یک الگوریتم خاص می توان از این مشکلات جلوگیری کرد.

شما نیاز خواهید داشت

• - جدول تناوبیعناصر شیمیایی (جدول D.I. Mendeleev).

دستورالعمل ها

یک چیز را به خاطر بسپار قانون کلی: هر عنصر در یک ماده ساده برابر با صفر است (مواد ساده: Na، Mg، Al، - یعنی مواد متشکل از یک عنصر). برای شناسایی یک ماده، ابتدا آن را بدون از دست دادن شاخص ها بنویسید - اعدادی که در قسمت پایین سمت راست در کنار نماد عنصر قرار دارند. یک مثال می تواند گوگرد - H2SO4 باشد.

سپس جدول D.I را باز کنید. مندلیف و درجه چپ ترین عنصر را در ماده خود پیدا کنید - در مورد این مثال. توسط قانون موجودحالت اکسیداسیون آن همیشه مثبت خواهد بود و با علامت "+" نوشته می شود، زیرا سمت چپ ترین موقعیت را در فرمول ماده اشغال می کند. برای تعیین مقدار عددی حالت اکسیداسیون، به موقعیت عنصر نسبت به گروه ها توجه کنید. هیدروژن در گروه اول قرار دارد، بنابراین حالت اکسیداسیون آن 1+ است، اما چون در گوگرد دو اتم هیدروژن وجود دارد (شاخص این را به ما نشان می دهد)، بالای نماد آن +2 بنویسید.

پس از این، وضعیت اکسیداسیون سمت راست ترین عنصر در ورودی - اکسیژن در این مورد را تعیین کنید. شرطی (یا عدد اکسیداسیون) آن همیشه منفی خواهد بود، زیرا موقعیت مناسبی را در رکورد ماده اشغال می کند. این قانون در همه موارد معتبر است. مقدار عددیعنصر مناسب با کم کردن عدد 8 از عدد گروه آن به دست می آید.

برای پیدا کردن بار شرطی یک اتم عنصر سوم، از قانون استفاده کنید - مجموع حالت های اکسیداسیون همه عناصر باید برابر با صفر باشد. این بدان معنی است که بار مشروط اتم اکسیژن در ماده برابر با 6+ خواهد بود: (+2)+(+6)+(-8)=0. بعد از این، بالای نماد گوگرد 6+ بنویسید.

منابع:

• به عنوان حالت های اکسیداسیون عناصر شیمیایی

فسفر – عنصر شیمیاییداشتن پانزدهمین شماره سریالدر جدول تناوبی در گروه V خود قرار دارد. یک نافلز کلاسیک که توسط کیمیاگر برند در سال 1669 کشف شد. سه تغییر اصلی فسفر وجود دارد: قرمز (بخشی از مخلوط برای روشنایی کبریت)، سفید و سیاه. در خیلی فشارهای بالا(حدود 8.3 * 10^10 Pa) فسفر سیاه به حالت آلوتروپیک دیگری ("فسفر فلزی") تبدیل می شود و شروع به هدایت جریان می کند. فسفر در مواد مختلف?

دستورالعمل ها

یادت باشه مدرک این مقدار مربوط به بار یون در مولکول است، مشروط بر اینکه جفت الکترونکه اتصال را انجام می دهند، به سمت عنصر الکترونگاتیو تر (که در جدول تناوبی به سمت راست و بالاتر قرار دارد) منتقل می شوند.

همچنین باید شرط اصلی را بدانید: مقدار بارهای الکتریکیتمام یون های موجود در مولکول، با در نظر گرفتن ضرایب، همیشه باید برابر با صفر باشد.

حالت اکسیداسیون همیشه از نظر کمی با ظرفیت منطبق نیست. بهترین مثال– کربن که در مواد آلی همیشه مقدار آن 4 است و حالت اکسیداسیون می تواند برابر با 4-، 0، +2 و +4 باشد.

به عنوان مثال، حالت اکسیداسیون در مولکول فسفین PH3 چگونه است؟ با در نظر گرفتن همه موارد، پاسخ به این سوال بسیار آسان است. از آنجایی که هیدروژن اولین عنصر در جدول تناوبی است، بنا به تعریف نمی‌توان آن را «در سمت راست و بالاتر» در آنجا قرار داد. بنابراین، فسفر است که الکترون های هیدروژن را جذب می کند.

هر اتم هیدروژن، با از دست دادن یک الکترون، به یک یون اکسیداسیون با بار مثبت +1 تبدیل می شود. بنابراین، بار مثبت کل +3 است. این بدان معنی است که با در نظر گرفتن قاعده ای که می گوید بار کل مولکول برابر با صفر، حالت اکسیداسیون فسفر در یک مولکول فسفین 3- است.

خوب، حالت اکسیداسیون فسفر در اکسید P2O5 چگونه است؟ جدول تناوبی را در نظر بگیرید. اکسیژن در گروه VI، در سمت راست فسفر و همچنین بالاتر قرار دارد، بنابراین قطعاً الکترونگاتیوتر است. یعنی حالت اکسیداسیون اکسیژن در این ترکیب علامت منفی و فسفر علامت مثبت خواهد داشت. این درجات برای خنثی بودن کل مولکول چیست؟ به راحتی می توانید ببینید که کمترین مضرب مشترک اعداد 2 و 5 10 است. بنابراین حالت اکسیداسیون اکسیژن 2- و فسفر 5+ است.