- Kako pridobiti oksidacijsko številko?
- Elektronevralnost
- Valencias
- Splošna pravila
- Aritmetične operacije
- Primeri
- Kisik
- Dušik
- Klor
- Kalij
- Žveplo
- Ogljik
- Ujemanje
- Reference
Oksidacijsko število , ki se imenuje tudi oksidacijsko stanje, je tista, ki je opisana dobiček ali izguba elektronov v atomu, ob predpostavki, da ima spojina s katero je igra zgolj ionski značaj. Zato, ko govorimo o oksidacijskem številu, predpostavimo, da se vsi atomi nahajajo kot ioni, ki elektrostatično delujejo.
Čeprav je resnična slika bolj zapletena, kot če imamo ione povsod, je oksidacijsko število res uporabno za razlago reakcij redukcije oksidacije (redoks). Sprememba teh številk razkrije, katere vrste so oksidirale ali izgubile elektrone ali če so se elektroni zmanjšali ali pridobili.
Oksidna plast, ki pokriva okraske in kipe iz železa, je sestavljena iz dela O2-anionov, kjer ima kisik oksidacijsko število -2. Vir: Dracénois
Ionski naboj mononatomskega iona ustreza njegovemu oksidacijskemu številu. Na primer, oksidni anion O 2- , ki je eden izmed najbogatejših, ki jih najdemo v neštetih mineralih, ima oksidacijsko število -2. To se razlaga tako: ima dva dodatna elektrona v primerjavi z atomom kisika v osnovnem stanju O.
Število oksidacij je enostavno izračunati iz molekularne formule in so pogosto bolj uporabne in ustrezne, kadar gre za ionske pakirane anorganske spojine. Medtem pa v organski kemiji nima enakega pomena, saj so skoraj vse njene vezi v bistvu kovalentne.
Kako pridobiti oksidacijsko številko?
Elektronevralnost
Vsota ionskih nabojev v spojini mora biti enaka nič, da je nevtralna. Le ioni imajo lahko pozitivne ali negativne naboje.
Zato je treba domnevati, da mora biti vsota oksidacijskih števil enaka nič. Upoštevajoč to in izvedemo nekaj aritmetičnih izračunov, lahko izvzamemo ali določimo oksidacijsko številko atoma v kateri koli spojini.
Valencias
Valensi niso zanesljivi pri določanju oksidacijskega števila atoma, čeprav obstaja več izjem. Na primer, vsi elementi skupine 1, alkalne kovine, imajo valenco 1 in zato neprekinjeno oksidacijsko število +1. Enako se dogaja z zemeljskoalkalijskimi kovinami iz skupine 2 z oksidacijskim številom +2.
Upoštevajte, da pred pozitivnimi oksidacijskimi številkami vedno stoji simbol '+': +1, +2, +3 itd. In na enak način negativnosti: -1, -2, -3 itd.
Splošna pravila
Obstaja nekaj splošnih pravil, ki jih je treba upoštevati pri določanju oksidacijske številke:
-Oksidacijsko število kisika in žvepla je -2: O 2- in S 2-
-Čisti elementi imajo oksidacijsko številko 0: Fe 0 , P 4 0 , S 8 0
-Agen vodik, odvisno od tega, na koga je vezan, ima oksidacijsko število +1 (H + ) ali -1 (H - )
-Halogeni, če niso vezani na kisik ali fluor, imajo oksidacijsko število -1: F - , Cl - , Br - in I -
-Za večatomski ion, kot je OH - , vsota oksidacijskih številk ne sme biti enaka nič, temveč naboju iona, ki bi bil za OH - (O 2- H + ) -1 -
-Metalci v običajnih pogojih imajo pozitivno oksidacijsko število
Aritmetične operacije
Recimo, da imamo spojino PbCO 3 . Če prepoznamo karbonatni anion CO 3 2- , bo izračun vseh oksidacijskih številk preprost. Začnemo z istim karbonatom, vedoč, da je oksidacijsko število kisika -2:
(C x O 3 2- ) 2-
Vsota oksidacijskih števil mora biti enaka -2:
x + 3 (-2) = -2
x -6 = -2
x = +4
Zato je oksidacijsko število ogljika +4:
(C 4+ O 3 2- ) 2-
PbCO 3 bi zdaj izgledal tako:
Pb z C 4+ O 3 2-
Spet dodamo oksidacijske številke, tako da so enake nič:
z + 4 - 6 = 0
z = +2
Zato ima svinec oksidacijsko število +2, zato se domneva, da obstaja kot kation Pb 2+ . Pravzaprav tega računanja sploh ni bilo potrebno, ker vedoč, da ima karbonat naboj -2, svinca, mora njegov protition vsebovati naboj +2, da obstaja elektronevralnost.
Primeri
Spodaj bo omenjenih nekaj primerov oksidacijskih števil za različne elemente v različnih spojinah.
Kisik
Vsi kovinski oksidi imajo kisik kot O 2- : CaO, FeO, Cr 2 O 3 , BeO, Al 2 O 3 , PbO 2 itd. Vendar pa je v peroksidni anion, O 2 2- , vsak atom kisika ima številne oksidacijsko -1. Podobno je v superoksid aniona, O 2 - vsak atom kisika ima številne oksidacijsko -1/2.
Po drugi strani pa se, ko se kisik veže na fluor, pridobi pozitivne oksidacijske številke. Na primer, v difluoridu kisika OF 2 ima kisik pozitivno oksidacijsko število. Kateri? Ker je fluor -1, imamo:
O x F 2 -1
x + 2 (-1) = 0
x -2 = 0
x = +2
Tako kisik ima oksidacijsko število od 2 (O 2+ ) v UPORABE 2 (O 2+ F 2 - ).
Dušik
Glavno oksidacijsko število dušika so -3 (N 3- H 3 1 ), 3 (N 3+ F 3 - ) in 5 (N 2 5+ O 5 2- ).
Klor
Eno glavnih oksidacijskih številk za klor je -1. A vse se spremeni, ko se kombinira s kisikom, dušikom ali fluorom, bolj elektronegativnimi elementi. Ko se to zgodi, pridobi pozitivne oksidacije števili, kot so: +1 (N 3- Cl 3 + , Cl + F - , Cl 2 + O 2- ), +2, +3 (Cio 2 - ), +4, +5 (ClO 2 + ), +6 in +7 (Cl 2 7+ O 7 2- ).
Kalij
Kalij v vseh svojih spojinah ima oksidacijsko število +1 (K + ); Če ne gre za zelo poseben pogoj, kjer lahko pridobi oksidacijsko število -1 (K - ).
Žveplo
Primer žvepla je podoben primeru klora: ima oksidacijsko število -2, če se ne kombinira s kisikom, fluorom, dušikom ali istim klorom. Na primer, vaše druge oksidacijske številke so: -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 in +6 (S 6+ O 3 2- ).
Ogljik
Glavni oksidacijska stanja ogljikove -4 (Ci 4- H 4 + ) in 4 (Ci 4+ O 2 2- ). Tu začnemo videti neuspeh tega koncepta. Niti v metanu, CH 4 , niti v ogljikovem dioksidu, CO 2 , ogljika nimamo kot ionov 4- ali C4 + , temveč tvorimo kovalentne vezi.
Ostala oksidacijska števila ogljika, na primer -3, -2, -1 in 0, najdemo v molekularnih formulah nekaterih organskih spojin. Vendar pa, in spet, ni zelo veljavno domnevati ionske naboje na atomu ogljika.
Ujemanje
In končno, glavna oksidacijska števila fosforja so -3 (Ca 3 2+ P 2 3- ), +3 (H 3 + P 3+ O 3 2- ) in +5 (P 2 5+ O 5 2- ).
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Clark J. (2018). Oksidacijska stanja (oksidacijske številke). Pridobljeno: chemguide.co.uk
- Wikipedija. (2020). Oksidacijsko stanje. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Dr. Kristy M. Bailey. (sf). Dodelitev oksidacijskih številk. Pridobljeno: okc.edu