Oxidationsnummer koncept, hvordan man får det ud og eksempler

Det oxidationsnummer, Også kaldet oxidationstilstand, det er en, der beskriver gevinst eller tab af elektroner i et atom, forudsat at den forbindelse, som den er en del af, har en rent ionisk karakter. Derfor antages det, når man taler om oxidationsnummer, at alle atomer findes som ioner, der interagerer elektrostatisk.

Selvom det virkelige billede er mere kompliceret end at have ioner overalt, er oxidationsnummer virkelig nyttigt til fortolkning af oxidreduktionsreaktioner (redox). Ændring af disse tal afslører, hvilke arter der er blevet oxideret eller mistet elektroner, eller hvis elektroner er blevet reduceret eller fået..

Den ioniske ladning af en monatomisk ion svarer til dens oxidationsnummer. For eksempel er oxidanionen O^to-, en af ​​de mest rigelige, fordi den findes i utallige mineraler, den har et oxidationsnummer på -2. Dette fortolkes som følger: det har to ekstra elektroner i forhold til grundtilstanden oxygenatom O.

Oxidationstal beregnes let ud fra en molekylær formel og er ofte mere nyttige og relevante, når det kommer til ion-pakkede uorganiske forbindelser. I mellemtiden har det i organisk kemi ikke den samme betydning, da næsten alle dens bindinger i det væsentlige er kovalente..

Artikelindeks

• 1 Sådan får du oxidationsnummeret?
  • 1.1 Elektronutralitet
  • 1.2 Valencias
  • 1.3 Generelle regler
  • 1.4 Aritmetiske operationer
• 2 Eksempler
  • 2.1 Oxygen
  • 2.2 Kvælstof
  • 2.3 Klor
  • 2.4 Kalium
  • 2.5 Svovl
  • 2.6 Kulstof
  • 2.7 Fosfor
• 3 Referencer

Sådan får du oxidationsnummeret?

Elektronutralitet

Summen af ​​de ioniske ladninger i en forbindelse skal være lig med nul for at den skal være neutral. Kun ioner kan have positive eller negative ladninger.

Derfor antages det, at summen af ​​oxidationstallene også skal være lig med nul. Når vi holder dette i tankerne og udfører nogle aritmetiske beregninger, kan vi udtrække eller bestemme oxidationsnummeret for et atom i en hvilken som helst forbindelse.

Valencias

Valences er ikke pålidelige til at bestemme oxidationsnummeret på et atom, selvom der er flere undtagelser. For eksempel har alle elementerne i gruppe 1, alkalimetallerne, en valens på 1 og derfor et uforanderligt oxidationsnummer på +1. Det samme sker med jordalkalimetaller, dem fra gruppe 2, med et oxidationsnummer på +2.

Bemærk, at positive oxidationsnumre altid indledes med '+' symbolet: +1, +2, +3 osv. Og på samme måde de negative: -1, -2, -3 osv..

Generelle regler

Der er nogle generelle regler, der skal tages i betragtning ved bestemmelse af oxidationsnummeret:

-Oxidationsnummeret for ilt og svovl er -2: O^to- og S^to-

-Rene grundstoffer har oxidationsnummer på 0: Fe⁰, P₄⁰, S₈⁰

-Brintatomet, afhængigt af hvem det er bundet til, har et oxidationsnummer på +1 (H⁺) eller -1 (H^-)

-Halogener har, så længe de ikke er bundet til ilt eller fluor, et oxidationsnummer på -1: F.^-, Cl^-, Br^- og jeg^-

-Til en polyatomisk ion, såsom OH^-, summen af ​​oxidationstallene bør ikke være lig med nul, men til ladningen af ​​ionen, som ville være -1 for OH^- (ELLER^to-H⁺)^-

-Metaller under normale forhold har positive oxidationsnumre

Aritmetiske operationer

Antag, at vi har forbindelsen PbCO₃. Hvis vi identificerer carbonatanionen, CO₃^to-, beregning af alle oxidationstal vil være ligetil. Vi starter med det samme carbonat, idet vi ved, at oxidationsantalet af ilt er -2:

(C^xELLER₃^to-)^to-

Summen af ​​oxidationstallene skal være -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Derfor er oxidationsantalet af kulstof +4:

(C⁴⁺ELLER₃^to-)^to-

PbCO₃ det ville nu se ud:

Pb^zC⁴⁺ELLER₃^to-

Igen tilføjer vi oxidationstallene til lig med nul:

z + 4 - 6 = 0

z = +2

Derfor har bly et oxidationsnummer på +2, så det antages, at det eksisterer som en Pb-kation.^to+. Faktisk var det ikke engang nødvendigt at foretage denne beregning, fordi vel vidende at carbonat har en ladning på -2, bly, må dets modion nødvendigvis have en ladning på +2 for at der skal være elektronutralitet.

Eksempler

Her er nogle eksempler på oxidationstal for forskellige grundstoffer i forskellige forbindelser..

Ilt

Alle metaloxider har ilt som O^to-: CaO, FeO, Cr_toELLER₃, BeO, Al_toELLER₃, PbO_to, etc. I peroxidanionen er O_to^to-, Hvert iltatom har et oxidationsnummer på -1. Ligeledes i superoxidanionen O_to^-, hvert iltatom har et oxidationsnummer på -1/2.

På den anden side, når ilt binder til fluor, får det positive oxidationstal. For eksempel i iltdifluorid, OF_to, ilt har et positivt oxidationsnummer. Hvilken? At vide, at fluor er -1, har vi:

ELLER^xF_to^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Således har ilt et oxidationstal på +2 (O^to+) i OF_to (ELLER^to+F_to^-).

Kvælstof

De vigtigste oxidationstal for nitrogen er -3 (N^3-H₃⁺¹), +3 (N³⁺F₃^-) og +5 (N_to⁵⁺ELLER₅^to-).

Klor

Et af de vigtigste oxidationstal for klor er -1. Men alt ændrer sig, når det kombineres med ilt, nitrogen eller fluor, mere elektronegative elementer. Når dette sker, får det positive oxidationstal, såsom: +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 oxidationsnummer på +1 (K⁺); medmindre det er en meget speciel tilstand, hvor den kan erhverve et oxidationsnummer på -1 (K^-).

Svovl

Tilfældet med svovl svarer til klor: det har et oxidationsnummer på -2, så længe det ikke kombineres med ilt, fluor, nitrogen eller den samme klor. For eksempel er dine andre oxidationstal: -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-).

Kulstof

De vigtigste oxidationstilstande for kulstof er -4 (C^4-H₄⁺) og +4 (C⁴⁺ELLER_to^to-). Det er her, vi begynder at se, at dette koncept mislykkes. Ikke i metan, CH₄, og hverken i kuldioxid, CO_to, vi har kulstof som C-ioner^4- eller C⁴⁺, henholdsvis men danner kovalente bindinger.

Andre oxidationstal for kulstof, såsom -3, -2, -1 og 0, findes i molekylformlerne for nogle organiske forbindelser. Men og igen er det ikke særlig gyldigt at antage ioniske ladninger på kulstofatomet.

Match

Og endelig er de vigtigste oxidationstal af fosfor -3 (Ca₃^to+P_to^3-), +3 (H₃⁺P³⁺ELLER₃^to-) og +5 (P_to⁵⁺ELLER₅^to-).

Referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.
3. Clark J. (2018). Oxidationstilstande (Oxidationsnumre). Gendannet fra: chemguide.co.uk
4. Wikipedia. (2020). Oxidationstilstand. Gendannet fra: en.wikipedia.org
5. Dr. Kristy M. Bailey. (s.f.). Tildeling af oxidationsnumre. Gendannet fra: occc.edu