- Hvordan får man oxidationsnummeret?
- elektroneutralitet
- Valencias
- Generelle regler
- Aritmetiske operationer
- eksempler
- Ilt
- Kvælstof
- Klor
- Kalium
- Svovl
- Kulstof
- Match
- Referencer
Det oxidationstrin, også kaldet oxidationstrin, er en, der beskriver optagelse eller afgivelse af elektroner i et atom, forudsat at forbindelsen, som den er en del har en rent ionisk karakter. Når man taler om oxidationsnummer, antages det derfor, 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 at fortolke reaktionsreduktioner (redox). Ændring af disse tal afslører, hvilke arter der er blevet oxideret eller mistet elektroner, eller om elektroner er blevet reduceret eller fået.
Oxidlaget, der dækker jern ornamenter og statuer, består af en del af O2-anioner, hvor ilt har et oxidationsnummer på -2. Kilde: Dracénois
Den ioniske ladning af en monatomær ion svarer til dens oxidationsnummer. For eksempel har oxidanionen, O 2-, en af de mest rigelige, som findes i utallige mineraler, et oxidationsnummer på -2. Dette fortolkes som følger: det har to ekstra elektroner sammenlignet med iltatomet i jordtilstanden O.
Oxidationsnumre beregnes let ud fra en molekylformel og er ofte mere nyttige og relevante, når det kommer til ionpakkede uorganiske forbindelser. I mellemtiden har organisk kemi ikke den samme betydning, da næsten alle dens bindinger i det væsentlige er kovalente.
Hvordan får man oxidationsnummeret?
elektroneutralitet
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 oxidationsnumrene også skal være lig med nul. Når vi husker dette og udfører nogle aritmetiske beregninger, kan vi udtrække eller bestemme oxidationstallet for et atom i en hvilken som helst forbindelse.
Valencias
Valenser er ikke pålidelige til at bestemme oxidets antal af et atom, selvom der er flere undtagelser. For eksempel har alle elementerne i gruppe 1, alkalimetallerne, en valens på 1 og derfor et ufravigeligt oxidationsnummer på +1. Det samme sker med de jordalkalimetaller, dem i gruppe 2, med et oxidationsnummer på +2.
Bemærk, at positive oxidationsnumre altid er foran med symbolet '+': +1, +2, +3 osv. Og på samme måde negativerne: -1, -2, -3 osv.
Generelle regler
Der er nogle generelle regler, der skal tages i betragtning, når oxidationsnummeret bestemmes:
-Oxidationsnummeret for ilt og svovl er -2: O 2- og S 2-
-Rene elementer har oxidationsnummer på 0: Fe 0, P 4 0, S 8 0
-Hydrogenatom, afhængigt af hvem det er bundet til, har et oxidationsnummer på +1 (H +) eller -1 (H -)
-Halogener, så længe de ikke er bundet med ilt eller fluor, har et oxidationsnummer på -1: F -, Cl -, Br - og I -
-For en polyatomisk ion, såsom OH -, skal summen af oxidationsnumrene ikke være lig med nul, men for ionens ladning, som ville være -1 for OH - (O 2- H +) -
-Metaller under almindelige forhold har positive oxidationstal
Aritmetiske operationer
Antag, at vi har forbindelsen PbCO 3. Hvis vi identificerer carbonatanionen, CO 3 2-, vil beregningen af alle oxidationsnumre være enkel. Vi starter med det samme carbonat ved at vide, at oxidationstallet af ilt er -2:
(C x O 3 2-) 2-
Summen af oxidationsnumrene skal være lig med -2:
x + 3 (-2) = -2
x -6 = -2
x = +4
Derfor er oxidationsantallet af kulstof +4:
(C 4+ O 3 2-) 2-
PbCO 3 ser nu ud:
Pb z C 4+ O 3 2-
Igen tilføjer vi oxidationsnumrene, så de er lig med nul:
z + 4 - 6 = 0
z = +2
Derfor har bly et oxidationsnummer på +2, så det antages at eksistere som en Pb 2+ -kation. Faktisk var det ikke engang nødvendigt at foretage denne beregning, fordi vel vidende, at carbonat har en ladning på -2, bly, skal dens modion nødvendigvis have en ladning på +2 for at der skal være elektronutralitet.
eksempler
Nogle eksempler på oxidationsnumre for forskellige elementer i forskellige forbindelser vil blive nævnt nedenfor.
Ilt
Alle metaloxider har oxygen som O 2-: CaO, FeO, Cr 2 O 3, BeO, Al 2 O 3, PbO 2 osv Men i peroxidanion, O 2 2-, hver oxygenatom har et oxidationstrin på -1. Ligeledes i superoxidanionen, O 2 -, hvert oxygenatom har et oxidationstrin antal -1/2.
På den anden side, når ilt binder sig til fluor, får det positive oxidationstal. F.eks. Har iltdifluorid, OF 2, ilt et positivt oxidationsnummer. Hvilken? Når vi ved, at fluor er -1, har vi:
O x F 2 -1
x + 2 (-1) = 0
x -2 = 0
x = +2
Således, oxygen har et oxidationstrin på +2 (O 2+) i AF 2 (O 2+ F 2 -).
Kvælstof
Hovedoxidationstrinnet antal nitrogen er -3 (N -3- H 3 1), 3 (N 3+ F 3 -) og 5 (N 2 5+ O 5 2-).
Klor
Et af de største oxidationsnumre for klor er -1. Men alt ændrer sig, når det kombineres med ilt, nitrogen eller fluor, mere elektronegative elementer. Når dette sker, får den positive oxidationstrin, såsom: 1 (N -3- Cl 3 +, Cl + F -, Cl 2 + O 2-), +2, +3 (ClO 2 -), 4, +5 (ClO 2 +), +6 og +7 (Cl 2 7+ O 7 2-).
Kalium
Kalium i alle dets forbindelser har et oxidationsnummer på +1 (K +); medmindre det er en meget speciel tilstand, hvor den kan få et oxidationsnummer på -1 (K -).
Svovl
Tilfældet med svovl ligner det med 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 oxidationsnumre: -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 og +6 (S 6+ O 3 2-).
Kulstof
De vigtigste oxidationstrin af kulstof er -4 (C 4- H 4 +) og 4 (C 4+ O 2 2-). Det er her vi begynder at se mislykket ved dette koncept. Hverken i methan, CH 4, ej heller i kuldioxid, CO 2, har vi carbon som C 4- eller C 4 + ioner henholdsvis men snarere danne kovalente bindinger.
Andre oxidationsnumre for kulstof, såsom -3, -2, -1 og 0, findes i molekylformlerne for nogle organiske forbindelser. Og igen, er det ikke særlig gyldigt at antage ioniske ladninger på carbonatomet.
Match
Og endelig de vigtigste oxidationstrin af fosfor er -3 (Ca 3 2+ P 2 3-), 3 (H 3 + P 3+ O 3 2-), og +5 (P 2 5+ O 5 2-).
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
- Clark J. (2018). Oxidationsstater (Oxidationsnumre). Gendannes fra: chemguide.co.uk
- Wikipedia. (2020). Oxidationstilstand. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Dr. Kristy M. Bailey. (Sf). Tildeling af oxidationsnumre. Gendannes fra: occc.edu