Ako určiť najvyšší a najnižší oxidačný stav. Základná chémia: Oxidačný stav
Tabuľka. Stupne oxidácie chemických prvkov.
Tabuľka. Stupne oxidácie chemických prvkov.
Oxidačný stav je podmienený náboj atómov chemického prvku v zlúčenine, vypočítaný z predpokladu, že všetky väzby sú iónového typu. Oxidačné stavy môžu mať kladnú, zápornú alebo nulovú hodnotu, preto je algebraický súčet oxidačných stavov prvkov v molekule, berúc do úvahy počet ich atómov, 0 a v ióne je náboj iónu.
|
Tabuľka: Prvky s konštantnými oxidačnými stavmi. |
|
Tabuľka. Oxidačné stavy chemických prvkov v abecednom poradí.
|
Tabuľka. Oxidačné stavy chemických prvkov podľa čísla.
|
Hodnotenie článku:
Stupeň oxidácie. Stanovenie oxidačného stavu atómu prvku chemickým vzorcom zlúčeniny. Zostavenie vzorca zlúčeniny podľa známych oxidačných stavov atómov prvkov
Oxidačný stav prvku je podmienený náboj atómu v látke, vypočítaný za predpokladu, že pozostáva z iónov. Na určenie stupňa oxidácie prvkov je potrebné pamätať na určité pravidlá:
1. Oxidačný stav môže byť kladný, záporný alebo nulový. Označuje sa arabskou číslicou so znamienkom plus alebo mínus nad symbolom prvku.
2. Pri určovaní oxidačných stavov vychádzajú z elektronegativity látky: súčet oxidačných stavov všetkých atómov v zlúčenine je nulový.
3. Ak je zlúčenina tvorená atómami jedného prvku (v jednoduchej látke), potom je oxidačný stav týchto atómov nulový.
4. Atómom niektorých chemických prvkov sa oceli zvyčajne priraďujú oxidačné stavy. Napríklad oxidačný stav fluóru v zlúčeninách je vždy -1; lítium, sodík, draslík, rubídium a cézium +1; horčík, vápnik, stroncium, bárium a zinok +2, hliník +3.
5. Oxidačný stav vodíka vo väčšine zlúčenín je +1 a iba v zlúčeninách s niektorými kovmi je rovný -1 (KH, BaH2).
6. Oxidačný stav kyslíka vo väčšine zlúčenín je -2 a len v niektorých zlúčeninách je mu priradený oxidačný stav -1 (H2O2, Na2O2 alebo +2 (OF2).
7. Atómy mnohých chemických prvkov vykazujú premenlivé oxidačné stavy.
8. Oxidačný stav atómu kovu v zlúčeninách je kladný a číselne sa rovná jeho valencii.
9. Maximálny kladný oxidačný stav prvku sa zvyčajne rovná číslu skupiny v periodickom systéme, v ktorom sa prvok nachádza.
10. Minimálny oxidačný stav kovov je nula. Pre nekovy sa vo väčšine prípadov nižší negatívny oxidačný stav rovná rozdielu medzi číslom skupiny a číslom osem.
11. Oxidačný stav atómu tvorí jednoduchý ión (pozostáva z jedného atómu), rovný náboju tohto iónu.
Pomocou vyššie uvedených pravidiel určujeme oxidačné stavy chemických prvkov v zložení H2SO4. Ide o komplexnú látku pozostávajúcu z troch chemických prvkov - vodíka H, síry S a kyslíka O. Zaznamenávame oxidačné stavy tých prvkov, pre ktoré sú konštantné. V našom prípade ide o vodík H a kyslík O.
Stanovme neznámy oxidačný stav síry. Oxidačný stav síry v tejto zlúčenine nech je x.
Urobme rovnice tak, že pre každý prvok vynásobíme jeho index oxidačným stavom a prirovnáme extrahované množstvo k nule: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0
2 + X - 8 = 0
x = +8 - 2 = +6
Preto je oxidačný stav síry plus šesť.
V nasledujúcom príklade zistíme, ako môžete napísať vzorec pre zlúčeninu so známymi oxidačnými stavmi atómov prvkov. Urobme vzorec oxidu železitého. Slovo „oxid“ znamená, že napravo od symbolu železa by mal byť symbol kyslíka napísaný: FeO.
Všimnite si oxidačné stavy chemických prvkov nad ich symbolmi. Oxidačný stav železa je uvedený v názve v zátvorkách (III), preto sa rovná +3, oxidačný stav kyslíka v oxidoch je -2.
Nájdime najmenší spoločný násobok pre čísla 3 a 2, toto je 6. Číslo 6 vydelíme 3, dostaneme číslo 2 - to je index pre železo. Číslo 6 vydelíme 2, dostaneme číslo 3 - to je index pre kyslík.
V nasledujúcom príklade zistíme, ako sformulovať vzorec zlúčeniny so známymi oxidačnými stavmi atómov prvkov a nábojmi iónov. Urobme vzorec ortofosforečnanu vápenatého. Slovo „ortofosfát“ znamená, že napravo od symbolu vápnika by mal byť kyslý zvyšok kyseliny ortofosfátu napísaný: CaPO4.
Všimnite si oxidačný stav vápnika (pravidlo číslo štyri) a náboj zvyšku kyseliny (podľa tabuľky rozpustnosti).
Nájdime najmenší spoločný násobok pre čísla 2 a 3, toto je 6. Číslo 6 vydelíme 2, dostaneme číslo 3 – to je index pre vápnik. Číslo 6 vydelíme 3, dostaneme číslo 2 - to je index pre zvyšok kyseliny.
Formálny náboj atómu v zlúčeninách je pomocná veličina, zvyčajne sa používa pri opisoch vlastností prvkov v chémii. Tento podmienený elektrický náboj je stupňom oxidácie. Jeho hodnota sa mení v dôsledku mnohých chemických procesov. Hoci je náboj formálny, živo charakterizuje vlastnosti a správanie atómov v redoxných reakciách (ORD).
Oxidácia a redukcia
V minulosti chemici používali termín „oxidácia“ na opis interakcie kyslíka s inými prvkami. Názov reakcií pochádza z latinského názvu kyslíka – Oxygenium. Neskôr sa ukázalo, že oxidujú aj iné prvky. V tomto prípade sú obnovené - pripájajú elektróny. Každý atóm pri tvorbe molekuly mení štruktúru svojho valenčného elektrónového obalu. V tomto prípade sa objaví formálny náboj, ktorého hodnota závisí od počtu podmienene daných alebo prijatých elektrónov. Na charakterizáciu tejto hodnoty sa predtým používal anglický chemický výraz „oxidačné číslo“, čo v preklade znamená „oxidačné číslo“. Jeho použitie je založené na predpoklade, že väzbové elektróny v molekulách alebo iónoch patria atómu s vyššou elektronegativitou (EO). Schopnosť zadržiavať svoje elektróny a priťahovať ich z iných atómov je dobre vyjadrená u silných nekovov (halogény, kyslík). Silné kovy (sodík, draslík, lítium, vápnik, iné alkalické prvky a prvky alkalických zemín) majú opačné vlastnosti.
Stanovenie stupňa oxidácie
Oxidačný stav je náboj, ktorý by atóm získal, ak by elektróny podieľajúce sa na tvorbe väzby boli úplne posunuté na elektronegatívnejší prvok. Existujú látky, ktoré nemajú molekulárnu štruktúru (halogenidy alkalických kovov a iné zlúčeniny). V týchto prípadoch sa oxidačný stav zhoduje s nábojom iónu. Podmienený alebo skutočný náboj ukazuje, aký proces prebehol predtým, ako atómy nadobudli svoj súčasný stav. Pozitívny oxidačný stav je celkový počet elektrónov, ktoré boli odstránené z atómov. Záporná hodnota oxidačného stavu sa rovná počtu získaných elektrónov. Zmenou oxidačného stavu chemického prvku sa posudzuje, čo sa deje s jeho atómami počas reakcie (a naopak). Farba látky určuje, aké zmeny v oxidačnom stave nastali. Zlúčeniny chrómu, železa a mnohých ďalších prvkov, v ktorých vykazujú rôzne mocenstvo, sú sfarbené odlišne.
Záporné, nulové a pozitívne hodnoty oxidačného stavu
Jednoduché látky sú tvorené chemickými prvkami s rovnakou hodnotou EO. V tomto prípade väzbové elektróny patria ku všetkým štruktúrnym časticiam rovnako. Preto v jednoduchých látkach oxidačný stav (H 0 2, O 0 2, C 0) nie je pre prvky charakteristický. Keď atómy prijímajú elektróny alebo sa všeobecný oblak posúva v ich smere, je zvykom písať náboje so znamienkom mínus. Napríklad F-1, O-2, C-4. Darovaním elektrónov získavajú atómy skutočný alebo formálny kladný náboj. V oxide OF 2 daruje atóm kyslíka každý jeden elektrón dvom atómom fluóru a je v oxidačnom stave O +2. Predpokladá sa, že v molekule alebo polyatómovom ióne, elektronegatívnejšie atómy prijímajú všetky väzbové elektróny.
Síra je prvok, ktorý vykazuje rôzne valencie a oxidačné stavy.
Chemické prvky hlavných podskupín často vykazujú nižšiu valenciu rovnú VIII. Napríklad mocnosť síry v sírovodíku a sulfidoch kovov je II. Prvok je charakterizovaný strednými a vyššími valenciami v excitovanom stave, keď sa atóm vzdáva jedného, dvoch, štyroch alebo všetkých šiestich elektrónov a vykazuje valencie I, II, IV, VI. Rovnaké hodnoty, len so znamienkom mínus alebo plus, majú oxidačné stavy síry:
- v sulfide fluóru dáva jeden elektrón: -1;
- v sírovodíku najnižšia hodnota: -2;
- v prechodnom stave oxidu: +4;
- v oxide trioxide, kyseline sírovej a síranoch: +6.
Vo svojom najvyššom oxidačnom stave síra prijíma iba elektróny, v najnižšom stave vykazuje silné redukčné vlastnosti. Atómy S +4 môžu v zlúčeninách pôsobiť ako redukčné alebo oxidačné činidlá v závislosti od podmienok.
Prenos elektrónov pri chemických reakciách
Pri tvorbe kryštálov chloridu sodného daruje sodík elektróny elektronegatívnejšiemu chlóru. Oxidačné stavy prvkov sa zhodujú s nábojmi iónov: Na +1 Cl -1. Pre molekuly vytvorené socializáciou a premiestnením elektrónových párov na elektronegatívnejší atóm je použiteľný iba koncept formálneho náboja. Dá sa však predpokladať, že všetky zlúčeniny sú zložené z iónov. Potom atómy priťahovaním elektrónov získajú podmienený záporný náboj a rozdávaním získajú kladný náboj. V reakciách uveďte, koľko elektrónov je vytesnených. Napríklad v molekule oxidu uhličitého C +4 O - 2 2 index uvedený v pravom hornom rohu chemickej značky uhlíka zobrazuje počet elektrónov odstránených z atómu. Kyslík v tejto látke má oxidačný stav -2. Zodpovedajúci index s chemickým znakom O je počet pridaných elektrónov v atóme.
Ako vypočítať oxidačné stavy
Počítanie počtu elektrónov darovaných a pridaných atómami môže byť časovo náročné. Nasledujúce pravidlá uľahčujú túto úlohu:
- V jednoduchých látkach sú oxidačné stavy nulové.
- Súčet oxidácií všetkých atómov alebo iónov v neutrálnej látke je nula.
- V komplexnom ióne musí súčet oxidačných stavov všetkých prvkov zodpovedať náboju celej častice.
- Elektronegatívny atóm získa negatívny oxidačný stav, ktorý sa zapíše so znamienkom mínus.
- Menej elektronegatívne prvky dostávajú kladné oxidačné stavy, píšu sa so znamienkom plus.
- Kyslík vo všeobecnosti vykazuje oxidačný stav -2.
- Pre vodík je charakteristická hodnota: +1, v hydridoch kovov sa vyskytuje: H-1.
- Fluór je najviac elektronegatívny zo všetkých prvkov, jeho oxidačný stav je vždy -4.
- Pre väčšinu kovov sú oxidačné čísla a valencie rovnaké.
Oxidačný stav a valencia
Väčšina zlúčenín vzniká ako výsledok redoxných procesov. Prechod alebo premiestnenie elektrónov z jedného prvku na druhý vedie k zmene ich oxidačného stavu a valencie. Tieto hodnoty sa často zhodujú. Ako synonymum pre výraz "oxidačný stav" možno použiť slovné spojenie "elektrochemická valencia". Existujú však výnimky, napríklad v amónnom ióne je dusík štvormocný. Atóm tohto prvku je zároveň v oxidačnom stave -3. V organických látkach je uhlík vždy štvormocný, ale oxidačné stavy atómu C v metáne CH 4, mravčom alkohole CH 3 OH a kyseline HCOOH majú rôzne hodnoty: -4, -2 a +2.
Redoxné reakcie
Redox zahŕňa mnohé z najdôležitejších procesov v priemysle, technológii, živej a neživej prírode: spaľovanie, koróziu, fermentáciu, vnútrobunkové dýchanie, fotosyntézu a ďalšie javy.
Pri zostavovaní rovníc OVR sa koeficienty vyberajú pomocou metódy elektronickej rovnováhy, v ktorej sa operujú tieto kategórie:
- oxidačné stavy;
- redukčné činidlo daruje elektróny a je oxidované;
- oxidačné činidlo prijíma elektróny a redukuje sa;
- počet daných elektrónov sa musí rovnať počtu pripojených.
Získavanie elektrónov atómom vedie k zníženiu jeho oxidačného stavu (redukcia). Strata jedného alebo viacerých elektrónov atómom je sprevádzaná zvýšením oxidačného čísla prvku v dôsledku reakcií. Pre OVR sa častejšie využíva prúdenie medzi iónmi silných elektrolytov vo vodných roztokoch, nie elektronická rovnováha, ale metóda polovičných reakcií.
Úlohou určenia stupňa oxidácie môže byť jednoduchá formalita aj zložitá hádanka. V prvom rade to bude závisieť od vzorca chemickej zlúčeniny, ako aj od dostupnosti základných vedomostí z chémie a matematiky.
Znalosť základných pravidiel a algoritmu sekvenčne logických akcií, o ktorých sa bude diskutovať v tomto článku, pri riešení problémov tohto typu sa s touto úlohou môže ľahko vyrovnať každý. A keď ste trénovali a naučili sa určovať stupeň oxidácie rôznych chemických zlúčenín, môžete bezpečne prijať vyrovnávanie zložitých redoxných reakcií metódou zostavovania elektronických váh.
Pojem oxidačného stavu
Ak sa chcete dozvedieť, ako určiť stupeň oxidácie, musíte najprv zistiť, čo tento pojem znamená?
- Oxidačný stav sa využíva pri zázname pri redoxných reakciách, kedy dochádza k prenosu elektrónov z atómu na atóm.
- Oxidačný stav určuje počet prenesených elektrónov, čo označuje podmienený náboj atómu.
- Oxidačný stav a valencia sú často identické.
Toto označenie je napísané navrchu chemického prvku v jeho pravom rohu a je to celé číslo so znamienkom „+“ alebo „-“. Nulová hodnota stupňa oxidácie nenesie znamienko.
Pravidlá určovania stupňa oxidácie
Zvážte hlavné kánony na určenie stupňa oxidácie:
- Jednoduché elementárne látky, teda tie, ktoré pozostávajú z jedného druhu atómov, budú mať vždy nulový oxidačný stav. Napríklad Na0, H02, P04
- Existuje množstvo atómov, ktoré majú vždy jeden, konštantný, oxidačný stav. Je lepšie si zapamätať hodnoty uvedené v tabuľke.
- Ako vidíte, jedinou výnimkou je vodík v kombinácii s kovmi, kde získava oxidačný stav „-1“, ktorý preň nie je charakteristický.
- Kyslík má tiež oxidačný stav "+2" v chemickej kombinácii s fluórom a "-1" v kompozíciách peroxidov, superoxidov alebo ozonidov, kde sú atómy kyslíka navzájom spojené.
- Kovové ióny majú niekoľko hodnôt stupňa oxidácie (a iba kladné), takže je určený susednými prvkami v zlúčenine. Napríklad v FeCl3 má chlór oxidačný stav "-1", má 3 atómy, takže vynásobíme -1 3, dostaneme "-3". Aby bol súčet oxidačných stavov zlúčeniny "0", železo musí mať oxidačný stav "+3". Vo vzorci FeCl2 železo zmení svoj stupeň na „+2“.
- Matematickým súčtom oxidačných stavov všetkých atómov vo vzorci (berúc do úvahy znamienka) by sa mala vždy dostať nulová hodnota. Napríklad v kyseline chlorovodíkovej H + 1Cl-1 (+1 a -1 = 0) a v kyseline sírovej H2 + 1S + 4O3-2 (+1 * 2 = +2 pre vodík, +4 pre síru a -2 * 3 = -6 pre kyslík; +6 a -6 sa sčítajú do 0).
- Oxidačný stav monatomického iónu sa bude rovnať jeho náboju. Napríklad: Na+, Ca+2.
- Najvyšší stupeň oxidácie spravidla zodpovedá číslu skupiny v periodickom systéme D.I. Mendeleeva.
Algoritmus akcií na určenie stupňa oxidácie
Poradie hľadania stupňa oxidácie nie je zložité, ale vyžaduje si pozornosť a určité akcie.
Úloha: Usporiadajte oxidačné stavy v zlúčenine KMnO4
- Prvý prvok, draslík, má konštantný oxidačný stav „+1“.
Pre kontrolu si môžete pozrieť periodickú sústavu, kde je draslík v 1. skupine prvkov. - Zo zostávajúcich dvoch prvkov má kyslík tendenciu nadobudnúť oxidačný stav "-2".
- Dostaneme nasledujúci vzorec: K + 1MnxO4-2. Zostáva určiť oxidačný stav mangánu.
Takže x je nám neznámy oxidačný stav mangánu. Teraz je dôležité venovať pozornosť počtu atómov v zlúčenine.
Počet atómov draslíka je 1, mangánu - 1, kyslíka - 4.
Berúc do úvahy elektrickú neutralitu molekuly, keď je celkový (celkový) náboj nulový,
1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1x+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(pri prenose zmeňte znamienko)
1x = +7, x = +7
Oxidačný stav mangánu v zlúčenine je teda "+7".
Úloha: usporiadať oxidačné stavy v zlúčenine Fe2O3.
- Kyslík, ako viete, má oxidačný stav "-2" a pôsobí ako oxidačné činidlo. Pri zohľadnení počtu atómov (3) je celková hodnota kyslíka „-6“ (-2*3= -6), t.j. vynásobte oxidačný stav počtom atómov.
- Aby sa vzorec vyrovnal a dostal na nulu, 2 atómy železa budú mať oxidačný stav „+3“ (2*+3=+6).
- V súčte dostaneme nulu (-6 a +6 = 0).
Úloha: usporiadať oxidačné stavy v zlúčenine Al(NO3)3.
- Atóm hliníka je jeden a má konštantný oxidačný stav "+3".
- V molekule je 9 (3 * 3) atómov kyslíka, oxidačný stav kyslíka, ako viete, je „-2“, čo znamená, že vynásobením týchto hodnôt dostaneme „-18“.
- Zostáva vyrovnať záporné a kladné hodnoty, čím sa určí stupeň oxidácie dusíka. Chýba -18 a +3, + 15. A vzhľadom na to, že existujú 3 atómy dusíka, je ľahké určiť jeho oxidačný stav: vydeľte 15 3 a získajte 5.
- Oxidačný stav dusíka je „+5“ a vzorec bude vyzerať takto: Al + 3 (N + 5O-23) 3
- Ak je ťažké určiť požadovanú hodnotu týmto spôsobom, môžete zostaviť a vyriešiť rovnice:
1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0.
+3+3x-18=0
3x=15
x=5
Stupeň oxidácie je teda v chémii dosť dôležitý pojem, ktorý symbolizuje stav atómov v molekule.
Bez znalosti určitých ustanovení alebo základov, ktoré vám umožňujú správne určiť stupeň oxidácie, nie je možné túto úlohu zvládnuť. Preto existuje len jeden záver: dôkladne sa zoznámiť a preštudovať si pravidlá hľadania stupňa oxidácie, ktoré sú jasne a stručne uvedené v článku, a odvážne pokračovať po náročnej ceste chemickej múdrosti.
V mnohých školských učebniciach a príručkách učia, ako písať vzorce pre valencie, dokonca aj pre zlúčeniny s iónovými väzbami. Na zjednodušenie postupu zostavovania vzorcov je to podľa nášho názoru prijateľné. Musíte však pochopiť, že z vyššie uvedených dôvodov to nie je úplne správne.
Univerzálnejším pojmom je pojem stupňa oxidácie. Podľa hodnôt oxidačných stavov atómov, ako aj podľa hodnôt valencie možno zostaviť chemické vzorce a zapísať jednotky vzorcov.
Oxidačný stav je podmienený náboj atómu v častici (molekula, ión, radikál), vypočítaný tak, že všetky väzby v častici sú iónové.
Pred stanovením oxidačných stavov je potrebné porovnať elektronegativitu väzbových atómov. Atóm s vyššou elektronegativitou má negatívny oxidačný stav, zatiaľ čo atóm s nižšou elektronegativitou má kladný.
Aby bolo možné objektívne porovnať hodnoty elektronegativity atómov pri výpočte oxidačných stavov, IUPAC v roku 2013 odporučil použiť Allenovu stupnicu.
* Takže napríklad na Allenovej stupnici je elektronegativita dusíka 3,066 a chlóru 2,869.
Vyššie uvedenú definíciu ilustrujme na príkladoch. Urobme štruktúrny vzorec molekuly vody.
Kovalentné polárne O-H väzby sú znázornené modrou farbou.
Predstavte si, že obe väzby nie sú kovalentné, ale iónové. Ak by boli iónové, potom by jeden elektrón prešiel z každého atómu vodíka na elektronegatívny atóm kyslíka. Tieto prechody označujeme modrými šípkami.
*V tomnapríklad šípka slúži na ilustráciu úplného prenosu elektrónov a nie na ilustráciu indukčného účinku.
Je ľahké vidieť, že počet šípok ukazuje počet prenesených elektrónov a ich smer - smer prenosu elektrónov.
Dve šípky smerujú k atómu kyslíka, čo znamená, že k atómu kyslíka prechádzajú dva elektróny: 0 + (-2) = -2. Atóm kyslíka má náboj -2. Toto je stupeň oxidácie kyslíka v molekule vody.
Každý atóm vodíka opustí jeden elektrón: 0 - (-1) = +1. To znamená, že atómy vodíka majú oxidačný stav +1.
Súčet oxidačných stavov sa vždy rovná celkovému náboju častice.
Napríklad súčet oxidačných stavov v molekule vody je: +1(2) + (-2) = 0. Molekula je elektricky neutrálna častica.
Ak vypočítame oxidačné stavy v ióne, potom sa súčet oxidačných stavov rovná jeho náboju.
Hodnota oxidačného stavu sa zvyčajne uvádza v pravom hornom rohu symbolu prvku. navyše znak sa píše pred číslom. Ak je znamienko za číslom, potom ide o náboj iónu.
Napríklad S-2 je atóm síry v oxidačnom stave -2, S2- je anión síry s nábojom -2.
S +6 O -2 4 2- - hodnoty oxidačných stavov atómov v síranovom anióne (náboj iónu je zvýraznený zelenou farbou).
Teraz zvážte prípad, keď má zlúčenina zmiešané väzby: Na2S04. Väzba medzi síranovým aniónom a katiónmi sodíka je iónová, väzby medzi atómom síry a atómami kyslíka v síranovom ióne sú kovalentné polárne. Zapíšeme si grafický vzorec pre síran sodný a šípky označujú smer prechodu elektrónov.
*Štruktúrny vzorec odráža poradie kovalentných väzieb v častici (molekula, ión, radikál). Štrukturálne vzorce sa používajú iba pre častice s kovalentnými väzbami. Pre častice s iónovými väzbami je pojem štruktúrneho vzorca bezvýznamný. Ak sú v častici iónové väzby, použije sa grafický vzorec.
Vidíme, že šesť elektrónov opúšťa centrálny atóm síry, čo znamená, že oxidačný stav síry je 0 - (-6) = +6.
Každý z koncových atómov kyslíka má dva elektróny, čo znamená, že ich oxidačné stavy sú 0 + (-2) = -2
Mostíkové atómy kyslíka prijímajú každý dva elektróny, ich oxidačný stav je -2.
Stupeň oxidácie je možné určiť aj štruktúrno-grafickým vzorcom, kde pomlčky označujú kovalentné väzby a ióny označujú náboj.
V tomto vzorci majú premosťujúce atómy kyslíka už jednotkové záporné náboje a ďalší elektrón k nim prichádza z atómu síry -1 + (-1) = -2, čo znamená, že ich oxidačné stavy sú -2.
Oxidačný stav sodíkových iónov sa rovná ich náboju, t.j. +1.
Stanovme oxidačné stavy prvkov v superoxide draselnom (superoxide). Aby sme to dosiahli, zostavíme grafický vzorec pre superoxid draselný, šípkou ukážeme prerozdelenie elektrónov. O-O väzba je kovalentná nepolárna, takže prerozdelenie elektrónov v nej nie je naznačené.
* Superoxidový anión je radikálový ión. Formálny náboj jedného atómu kyslíka je -1 a druhého, s nespárovaným elektrónom, je 0.
Vidíme, že oxidačný stav draslíka je +1. Oxidačný stav atómu kyslíka zapísaného vo vzorci oproti draslíku je -1. Oxidačný stav druhého atómu kyslíka je 0.
Rovnakým spôsobom je možné určiť stupeň oxidácie štruktúrno-grafickým vzorcom.
Kruhy označujú formálne náboje iónu draslíka a jedného z atómov kyslíka. V tomto prípade sa hodnoty formálnych nábojov zhodujú s hodnotami oxidačných stavov.
Pretože oba atómy kyslíka v superoxidovom anióne majú rôzne oxidačné stavy, môžeme vypočítať aritmetický priemer oxidačného stavu kyslík.
Bude sa rovnať / 2 \u003d - 1/2 \u003d -0,5.
Hodnoty aritmetického priemeru oxidačných stavov sú zvyčajne uvedené v hrubých vzorcoch alebo jednotkách vzorca, aby sa ukázalo, že súčet oxidačných stavov sa rovná celkovému náboju systému.
V prípade superoxidu: +1 + 2 (-0,5) = 0
Je ľahké určiť oxidačné stavy pomocou vzorcov elektrónových bodov, v ktorých sú osamelé elektrónové páry a elektróny kovalentných väzieb označené bodkami.
Kyslík je prvkom skupiny VIA, preto sa v jeho atóme nachádza 6 valenčných elektrónov. Predstavte si, že väzby v molekule vody sú iónové, v takom prípade by atóm kyslíka dostal oktet elektrónov.
Oxidačný stav kyslíka sa rovná: 6 - 8 \u003d -2.
A atómy vodíka: 1 - 0 = +1
Schopnosť určiť stupeň oxidácie pomocou grafických vzorcov je neoceniteľná pre pochopenie podstaty tohto konceptu, pretože táto zručnosť bude potrebná v kurze organickej chémie. Ak máme do činenia s anorganickými látkami, potom je potrebné vedieť určiť stupeň oxidácie podľa molekulových vzorcov a vzorcových jednotiek.
Aby ste to dosiahli, musíte najprv pochopiť, že oxidačné stavy sú konštantné a premenlivé. Prvky, ktoré vykazujú konštantný oxidačný stav, sa musia zapamätať.
Akýkoľvek chemický prvok sa vyznačuje vyšším a nižším oxidačným stavom.
Najnižší oxidačný stav je náboj, ktorý atóm získa v dôsledku prijatia maximálneho počtu elektrónov na vonkajšiu vrstvu elektrónov.
Vzhľadom na to najnižší oxidačný stav je negatívny, s výnimkou kovov, ktorých atómy nikdy neberú elektróny kvôli nízkym hodnotám elektronegativity. Kovy majú najnižší oxidačný stav 0.
Väčšina nekovov z hlavných podskupín sa snaží naplniť svoju vonkajšiu elektrónovú vrstvu až ôsmimi elektrónmi, po ktorých atóm získa stabilnú konfiguráciu ( oktetové pravidlo). Preto, aby bolo možné určiť najnižší oxidačný stav, je potrebné pochopiť, koľko valenčných elektrónov chýba atómu do oktetu.
Napríklad dusík je prvkom skupiny VA, čo znamená, že v atóme dusíka je päť valenčných elektrónov. Atóm dusíka je o tri elektróny menej ako oktet. Takže najnižší oxidačný stav dusíka je: 0 + (-3) = -3