Oksidasjonsnummerkonsept, hvordan du får det ut og eksempler

De oksidasjonsnummer, Også kalt oksidasjonstilstand, det er en som beskriver gevinst eller tap av elektroner i et atom, forutsatt at forbindelsen som den er en del av har en rent ionisk karakter. Derfor, når vi snakker om oksidasjonsnummer, antas det at alle atomer er funnet som ioner som interagerer elektrostatisk.

Selv om det virkelige bildet er mer komplisert enn å ha ioner overalt, er oksidasjonsnummer veldig nyttig for å tolke oksidreduksjonsreaksjoner (redoks). Endring av disse tallene avslører hvilke arter som har blitt oksidert eller mistet elektroner, eller om elektroner har blitt redusert eller fått..

Den ioniske ladningen til et monatomisk ion samsvarer med oksidasjonsnummeret. For eksempel oksydanionen, O^to-, en av de mest vanlige fordi den finnes i utallige mineraler, den har et oksidasjonsnummer på -2. Dette tolkes som følger: den har to ekstra elektroner sammenlignet med grunntilstandens oksygenatom O.

Oksidasjonstall beregnes enkelt fra en molekylformel, og er ofte mer nyttige og relevante når det gjelder ionepakkede uorganiske forbindelser. I mellomtiden har det ikke i organisk kjemi samme betydning, siden nesten alle bindinger i det vesentlige er kovalente..

Artikkelindeks

• 1 Hvordan få oksidasjonsnummeret?
  • 1.1 Elektronutralitet
  • 1.2 Valencias
  • 1.3 Generelle regler
  • 1.4 Aritmetiske operasjoner
• 2 Eksempler
  • 2.1 Oksygen
  • 2.2 Nitrogen
  • 2.3 Klor
  • 2.4 Kalium
  • 2.5 Svovel
  • 2.6 Karbon
  • 2.7 Fosfor
• 3 Referanser

Hvordan få oksidasjonsnummeret?

Elektronutralitet

Summen av de ioniske ladningene i en forbindelse må være lik null for at den skal være nøytral. Bare ioner kan ha positive eller negative ladninger.

Derfor er det å anta at summen av oksidasjonstallene også må være lik null. Når vi holder dette i bakhodet og utfører noen aritmetiske beregninger, kan vi trekke ut eller bestemme oksidasjonsnummeret til et atom i en hvilken som helst forbindelse.

Valencias

Valences er ikke pålitelige når det gjelder å bestemme oksidasjonsnummeret til et atom, selv om det er flere unntak. For eksempel har alle elementene i gruppe 1, alkalimetallene, en valens på 1, og derfor et uforanderlig oksidasjonsnummer på +1. Det samme skjer med jordalkalimetaller, de i gruppe 2, med et oksidasjonsnummer på +2.

Vær oppmerksom på at positive oksidasjonstall alltid går foran '+' symbolet: +1, +2, +3, etc. Og på samme måte negativene: -1, -2, -3, etc..

Generelle regler

Det er noen generelle regler som må tas i betraktning når du bestemmer oksidasjonsnummeret:

-Oksidasjonsnummeret for oksygen og svovel er -2: O^to- og S^to-

-Rene grunnstoffer har oksidasjonsnummer på 0: Fe⁰, P₄⁰, S₈⁰

-Hydrogenatomet, avhengig av hvem det er bundet til, har et oksidasjonsnummer på +1 (H⁺) eller -1 (H^-)

-Halogener, så lenge de ikke er bundet til oksygen eller fluor, har et oksidasjonsnummer på -1: F.^-, Cl^-, Br^- og jeg^-

-For et polyatomisk ion, slik som OH^-, Summen av oksidasjonstallene skal ikke være lik null, men til ladningen av ionet, som vil være -1 for OH^- (ELLER^to-H⁺)^-

-Metaller under vanlige forhold har positive oksidasjonstall

Aritmetiske operasjoner

Anta at vi har forbindelsen PbCO₃. Hvis vi identifiserer karbonatanionen, CO₃^to-, beregning av alle oksidasjonstall vil være grei. Vi starter med det samme karbonatet, og vet at oksygenantallet av oksygen er -2:

(C^xELLER₃^to-)^to-

Summen av oksidasjonstallene må være lik -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Derfor er oksidasjonsantallet karbon +4:

(C⁴⁺ELLER₃^to-)^to-

PbCO₃ det ville nå se ut som:

Pb^zC⁴⁺ELLER₃^to-

Igjen legger vi til oksidasjonstallene til lik null:

z + 4 - 6 = 0

z = +2

Derfor har bly et oksidasjonsnummer på +2, så det antas at det eksisterer som et Pb-kation.^to+. Egentlig var det ikke engang nødvendig å gjøre denne beregningen, for å vite at karbonat har en ladning på -2, bly, må dens motion nødvendigvis ha en ladning på +2 for at det skal være elektronutralitet.

Eksempler

Her er noen eksempler på oksidasjonsnumre for forskjellige elementer i forskjellige forbindelser..

Oksygen

Alle metalloksider har oksygen som O^to-: CaO, FeO, Cr_toELLER₃, BeO, Al_toELLER₃, PbO_to, etc. Imidlertid, i peroksidanionet, O_to^to-, Hvert oksygenatom har et oksidasjonsnummer på -1. På samme måte, i superoksydanion, O_to^-, hvert oksygenatom har et oksidasjonsnummer på -1/2.

På den annen side, når oksygen binder seg til fluor, får det positive oksidasjonstall. For eksempel i oksygendifluorid, OF_to, oksygen har et positivt oksidasjonsnummer. Hvilken? Å vite at fluor er -1 har vi:

ELLER^xF_to^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Dermed har oksygen et oksidasjonsnummer på +2 (O^to+) i OF_to (ELLER^to+F_to^-).

Nitrogen

De viktigste oksidasjonsantallene av nitrogen er -3 (N^3-H₃⁺¹), +3 (N³⁺F₃^-) og +5 (N._to⁵⁺ELLER₅^to-).

Klor

Et av hovedoksidasjonstallene for klor er -1. Men alt endrer seg når det kombineres med oksygen, nitrogen eller fluor, mer elektronegative elementer. Når dette skjer, får det positive oksidasjonstall, for eksempel: +1 (N^3-Cl₃⁺, Cl⁺F^-, Cl_to⁺ELLER^to-), +2, +3 (ClO_to^-), +4, +5 (ClO_to⁺), +6 og +7 (Cl_to⁷⁺ELLER₇^to-).

Kalium

Kalium i alle dets forbindelser har et oksidasjonsnummer på +1 (K⁺); med mindre det er en veldig spesiell tilstand, der den kan få et oksidasjonsnummer på -1 (K^-).

Svovel

Tilfellet med svovel ligner på klor: det har et oksidasjonsnummer på -2, så lenge det ikke kombineres med oksygen, fluor, nitrogen eller samme klor. For eksempel er de andre oksidasjonstallene dine: -1, +1 (S_to⁺¹Cl_to^-), +2 (S^to+Cl_to^-), +3 (S_toELLER₄^to-), +4 (S⁴⁺ELLER_to^to-), +5 og +6 (S⁶⁺ELLER₃^to-).

Karbon

Hovedoksidasjonstilstandene for karbon er -4 (C^4-H₄⁺) og +4 (C⁴⁺ELLER_to^to-). Det er her vi begynner å se svikt i dette konseptet. Ikke i metan, CH₄, og verken i karbondioksid, CO_to, vi har karbon som C-ioner^4- eller C⁴⁺, henholdsvis, men danner kovalente bindinger.

Andre oksidasjonstall for karbon, slik som -3, -2, -1 og 0, finnes i molekylformlene til noen organiske forbindelser. Imidlertid er det ikke veldig gyldig å anta ioniske ladninger på karbonatomet.

Kamp

Og til slutt er de viktigste oksidasjonsantallene av fosfor -3 (Ca₃^to+P_to^3-), +3 (H₃⁺P³⁺ELLER₃^to-), og +5 (P_to⁵⁺ELLER₅^to-).

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
3. Clark J. (2018). Oksidasjonsstatus (Oksidasjonsnumre). Gjenopprettet fra: chemguide.co.uk
4. Wikipedia. (2020). Oksidasjonstilstand. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
5. Dr. Kristy M. Bailey. (s.f.). Tilordne oksidasjonsnumre. Gjenopprettet fra: occc.edu