Mi az oxidációs állapot? Alapvető kémia: Oxidációs állapot

A kémiai folyamatokban a főszerepet az atomok és molekulák játsszák, amelyek tulajdonságai határozzák meg a kémiai reakciók kimenetelét. Az atomok egyik fontos jellemzője az oxidációs szám, amely leegyszerűsíti a részecskében történő elektrontranszfer elszámolásának módszerét. Hogyan határozható meg egy részecske oxidációs állapota vagy formai töltése és milyen szabályokat kell ehhez tudni?

Bármilyen kémiai reakciót különböző anyagok atomjainak kölcsönhatása okoz. A reakció folyamata és eredménye a legkisebb részecskék jellemzőitől függ.

Az oxidáció (oxidáció) kifejezés a kémiában olyan reakciót jelent, amelynek során az atomok egy csoportja elektronokat veszít, vagy felveszik, a reakciót „redukciónak” nevezzük.

Az oxidációs állapot kvantitatívan mért mennyiség, amely a reakció során az újraeloszló elektronokat jellemzi. Azok. Az oxidációs folyamat során az atomban lévő elektronok mennyisége csökken vagy nő, újra eloszlanak más kölcsönhatásban lévő részecskék között, és az oxidáció mértéke pontosan mutatja, hogyan szerveződnek újra. Ez a fogalom szorosan összefügg a részecskék elektronegativitásával – a szabad ionok vonzására és taszítására való képességével.

Az oxidáció mértékének meghatározása az adott anyag jellemzőitől, tulajdonságaitól függ, így a számítási eljárás nem nevezhető egyértelműen könnyűnek vagy bonyolultnak, de eredményei segítenek a redoxreakciók folyamatainak feltételes rögzítésében. Meg kell érteni, hogy a kapott számítási eredmény az elektronok átvitelének az eredménye, és nincs fizikai jelentése, és nem az atommag valódi töltése.

Fontos tudni! A szervetlen kémia gyakran a vegyérték kifejezést használja az elemek oxidációs állapota helyett, ez nem tévedés, de figyelembe kell venni, hogy a második fogalom univerzálisabb.

Az elektronok mozgásának számítási fogalmai és szabályai képezik a vegyi anyagok osztályozásának (nómenklatúra), tulajdonságaik leírásának és kommunikációs képletek összeállításának alapját. De leggyakrabban ezt a fogalmat használják a redox reakciók leírására és kezelésére.

Az oxidáció mértékének meghatározására vonatkozó szabályok

Hogyan lehet megtudni az oxidációs állapotot? A redoxreakciókkal végzett munka során fontos tudni, hogy egy részecske formális töltése mindig egyenlő lesz az elektron számértékben kifejezett értékével. Ez a tulajdonság annak a feltevésnek köszönhető, hogy a kötést alkotó elektronpárok mindig teljesen eltolódnak a negatívabb részecskék felé. Meg kell érteni, hogy ionos kötésekről beszélünk, és egy reakció esetén az elektronok egyenlő arányban oszlanak meg az azonos részecskék között.

Az oxidációs számnak lehetnek pozitív és negatív értékei is. A helyzet az, hogy a reakció során az atomnak semlegessé kell válnia, és ehhez vagy hozzáadni kell bizonyos számú elektront az ionhoz, ha az pozitív, vagy el kell venni, ha negatív. Ennek a fogalomnak a jelölésére képlet írásakor általában egy arab számot írnak a megfelelő jellel az elem megjelölése fölé. Például, vagy stb.

Tudnia kell, hogy a fémek formális töltése mindig pozitív lesz, és a legtöbb esetben a periódusos rendszer segítségével határozhatja meg. A mutatók helyes meghatározásához számos jellemzőt kell figyelembe venni.

Oxidációs fok:

Ezekre a jellemzőkre emlékezve meglehetősen egyszerű lesz meghatározni az elemek oxidációs számát, függetlenül az atomi szintek összetettségétől és számától.

Hasznos videó: az oxidációs állapot meghatározása

Mengyelejev periódusos táblázata szinte minden szükséges információt tartalmaz a kémiai elemekkel való munkához. Például az iskolások csak a kémiai reakciók leírására használják. Tehát az oxidációs szám maximális pozitív és negatív értékének meghatározásához ellenőriznie kell a kémiai elem jelölését a táblázatban:

1. A maximális pozitív annak a csoportnak a száma, amelyben az elem található.
2. A maximális negatív oxidációs állapot a maximális pozitív határ és a 8 közötti különbség.

Így elég egyszerűen kideríteni egy adott elem formai töltésének szélső határait. Ezt a műveletet a periódusos rendszeren alapuló számításokkal lehet végrehajtani.

Fontos tudni! Egy elem egyidejűleg többféle oxidációs sebességgel rendelkezhet.

Az oxidáció szintjének meghatározására két fő módszer létezik, amelyekre az alábbiakban példákat mutatunk be. Közülük az első egy olyan módszer, amely a kémia törvényeinek ismeretét és alkalmazási képességét igényli. Hogyan rendezhetjük el az oxidációs állapotokat ezzel a módszerrel?

Az oxidációs állapot meghatározásának szabálya

Ehhez szüksége van:

1. Határozza meg, hogy egy adott anyag elemi-e, és kívül esik-e a kötésen. Ha igen, akkor az oxidációs száma 0 lesz, függetlenül az anyag összetételétől (egyedi atomok vagy többszintű atomi vegyületek).
2. Határozza meg, hogy a kérdéses anyag ionokból áll-e. Ha igen, akkor az oxidáció mértéke megegyezik a töltésükkel.
3. Ha a kérdéses anyag fém, akkor nézze meg a képletben szereplő más anyagok mutatóit, és számítsa ki a fémleolvasásokat aritmetikai műveletekkel.
4. Ha a teljes vegyületnek egy töltete van (lényegében ez a reprezentált elemek összes részecskéjének összege), akkor elég meghatározni az egyszerű anyagok mutatóit, majd kivonni őket az összesből, és megkapni a fémadatokat.
5. Ha a kapcsolat semleges, akkor a teljes összegnek nullának kell lennie.

Példaként vegyük fontolóra a kombinációt olyan alumíniumionnal, amelynek nettó töltése nulla. A kémia szabályai megerősítik azt a tényt, hogy a Cl-ion oxidációs száma -1, és ebben az esetben három ilyen van a vegyületben. Ez azt jelenti, hogy az Al-ionnak +3-nak kell lennie ahhoz, hogy az egész vegyület semleges legyen.

Ez a módszer nagyon jó, hiszen az oxidációs szintek összeadásával mindig ellenőrizhető az oldat helyessége.

A második módszer a kémiai törvények ismerete nélkül is használható:

1. Keressen adatokat azokról a részecskékről, amelyekre nincsenek szigorú szabályok, és elektronjaik pontos száma nem ismert (ezt kizárással lehet megtenni).
2. Keresse meg az összes többi részecske mutatóját, majd kivonással keresse meg a kívánt részecskét az összesből.

Tekintsük a második módszert a Na2SO4 anyag példáján, amelyben az S kénatom nincs meghatározva, csak azt tudjuk, hogy nem nulla.

Az összes oxidációs állapot meghatározásához:

1. Találja meg az ismert elemeket, szem előtt tartva a hagyományos szabályokat és kivételeket.
2. Na-ion = +1, és mindegyik oxigén = -2.
3. Szorozza meg az egyes anyagok részecskéinek számát az elektronjaikkal, hogy megkapja az összes atom oxidációs állapotát egy kivételével.
4. A Na2SO4 2 nátriumot és 4 oxigént tartalmaz, ha megszorozzuk, kiderül: 2 X +1 = 2 az összes nátriumrészecske oxidációs száma és 4 X -2 = -8 - oxigén.
5. Adjuk hozzá a kapott eredményeket 2+(-8) =-6 - ez a vegyület teljes töltése kénrészecske nélkül.
6. A kémiai jelölést egyenletként ábrázolja: ismert adatok összege + ismeretlen szám = teljes töltés.
7. A Na2SO4 jelentése a következő: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Így a második módszer használatához elegendő ismerni az aritmetika egyszerű törvényeit.

Ennek a fogalomnak a meghatározásakor hagyományosan azt feltételezzük, hogy a kötő (valencia) elektronok több elektronegatív atom felé mozognak (lásd Elektronegativitás), ezért a vegyületek pozitív és negatív töltésű ionokból állnak. Az oxidációs számnak lehet nulla, negatív és pozitív értéke, amelyeket általában a felül található elemszimbólum felett helyeznek el.

A szabad állapotú elemek atomjaihoz nulla oxidációs állapot tartozik, például: Cu, H2, N2, P4, S6. Azok az atomok, amelyek felé az összekötő elektronfelhő (elektronpár) eltolódik, negatív oxidációs állapotúak. A fluor minden vegyületében egyenlő -1. Azok az atomok, amelyek vegyértékelektronokat adnak át más atomoknak, pozitív oxidációs állapotúak. Például az alkáli- és alkáliföldfémeknél ez +1 és +2. Az olyan egyszerű ionokban, mint a Cl−, S2−, K+, Cu2+, Al3+, egyenlő az ion töltésével. A legtöbb vegyületben a hidrogénatomok oxidációs állapota +1, de a fém-hidridekben (hidrogénnel alkotott vegyületeik) - NaH, CaH 2 és mások - -1. Az oxigént –2-es oxidációs állapot jellemzi, de például fluor OF2-vel kombinálva +2, peroxidvegyületekben (BaO2 stb.) –1 lesz. Egyes esetekben ez az érték törtként is kifejezhető: a vas-oxidban (II, III) Fe 3 O 4 ez +8/3.

Egy vegyületben az atomok oxidációs állapotának algebrai összege nulla, komplex ionban pedig az ion töltése. Ezzel a szabálysal kiszámítjuk például a foszfor oxidációs állapotát a H 3 PO 4 ortofoszforsavban. Ha x-szel jelöljük, és a hidrogén (+1) és oxigén (-2) oxidációs állapotát megszorozzuk a vegyületben lévő atomjainak számával, a következő egyenletet kapjuk: (+1) 3+x+(-2) 4=0 , ahonnan x=+5 . Hasonlóképpen kiszámítjuk a króm oxidációs állapotát a Cr 2 O 7 2− ionban: 2x+(−2) 7=−2; x=+6. A MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, Mn 3 O 4, K 2 MnO 4, KMnO 4 vegyületekben a mangán oxidációs állapota +2, +3, +4, +8/3, +6, +7, ill.

A legmagasabb oxidációs állapot a legnagyobb pozitív értéke. A legtöbb elem esetében megegyezik a periódusos rendszerben szereplő csoportszámmal, és az elem fontos mennyiségi jellemzője vegyületeiben. Egy elem oxidációs állapotának vegyületeiben előforduló legalacsonyabb értékét általában legalacsonyabb oxidációs állapotnak nevezik; az összes többi köztes. Tehát a kén esetében a legmagasabb oxidációs állapot +6, a legalacsonyabb -2, a közbenső termék pedig +4.

Az elemek oxidációs állapotának periódusos rendszercsoportonkénti változása tükrözi kémiai tulajdonságaik változásának periodikusságát az atomszám növekedésével.

Az elemek oxidációs állapotának fogalmát az anyagok osztályozásánál, tulajdonságaik leírásánál, a vegyületek képleteinek és nemzetközi elnevezéseinek összeállításánál használják. De különösen széles körben használják a redox reakciók tanulmányozásában. A szervetlen kémiában gyakran használják az „oxidációs állapot” fogalmát a „valencia” fogalma helyett (lásd.

A vegyületekben lévő elemek állapotának jellemzésére bevezettük az oxidációs állapot fogalmát.

MEGHATÁROZÁS

Egy vegyületben egy adott elem atomjáról vagy egy adott elem atomjára kiszorított elektronok számát ún. oxidációs állapot.

A pozitív oxidációs állapot az adott atomról kiszorított elektronok számát, a negatív oxidációs állapot pedig az adott atom felé elmozduló elektronok számát jelzi.

Ebből a definícióból az következik, hogy a nem poláris kötésekkel rendelkező vegyületekben az elemek oxidációs állapota nulla. Ilyen vegyületek például az azonos atomokból (N 2, H 2, Cl 2) álló molekulák.

A fémek oxidációs állapota elemi állapotban nulla, mivel az elektronsűrűség eloszlása ​​bennük egyenletes.

Az egyszerű ionos vegyületekben a bennük lévő elemek oxidációs állapota megegyezik az elektromos töltéssel, mivel ezeknek a vegyületeknek a képződése során az elektronok szinte teljes átmenete történik egyik atomról a másikra: Na +1 I -1, Mg +2 Cl-1 2, Al +3 F-1 3, Zr +4 Br-1 4.

A poláris kovalens kötésekkel rendelkező vegyületek elemeinek oxidációs állapotának meghatározásakor összehasonlítják elektronegativitási értékeiket. Mivel a kémiai kötés kialakulása során az elektronok az elektronegatívabb elemek atomjaira szorulnak, az utóbbiak a vegyületekben negatív oxidációs állapotúak.

Legmagasabb oxidációs állapot

Azon elemek esetében, amelyek vegyületeikben eltérő oxidációs állapotot mutatnak, létezik a legmagasabb (maximum pozitív) és a legalacsonyabb (minimum negatív) oxidációs állapot fogalma. Egy kémiai elem legmagasabb oxidációs állapota számszerűen általában egybeesik a Mengyelejev-féle periódusos rendszerben szereplő csoportszámmal. Ez alól kivétel a fluor (oxidációs állapota -1, és az elem a VIIA csoportban található), az oxigén (oxidációs állapota +2, és az elem a VIA csoportban található), hélium, neon, argon (oxidációs állapota 0, ill. az elemek a VIII csoportban találhatók), valamint a kobalt és nikkel alcsoport elemei (oxidációs állapota +2, az elemek pedig a VIII. csoportban találhatók), amelyeknél a legmagasabb oxidációs állapotot egy számmal fejezzük ki, amelynek értéke: alacsonyabb, mint annak a csoportnak a száma, amelyhez tartoznak. Ezzel szemben a réz alcsoport elemeinek oxidációs foka egynél nagyobb, bár az I. csoportba tartoznak (a réz és az ezüst maximális pozitív oxidációs állapota +2, arany +3).

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

Válasz Felváltva meghatározzuk a kénoxidáció mértékét az egyes javasolt átalakítási sémákban, majd kiválasztjuk a helyes választ.

• A kénhidrogénben a kén oxidációs állapota (-2), és egy egyszerű anyagban - kén - 0:

A kén oxidációs állapotának változása: -2 → 0, i.e. hatodik válasz.

• Egy egyszerű anyagban - kénben - a kén oxidációs állapota 0, SO 3 -ban pedig (+6):

A kén oxidációs állapotának változása: 0 → +6, i.e. negyedik válaszlehetőség.

• Kénsavban a kén oxidációs állapota (+4), egyszerű anyagban - kénben - 0:

1×2 +x+ 3×(-2) =0;

A kén oxidációs állapotának változása: +4 → 0, i.e. harmadik válaszlehetőség.

2. PÉLDA

Gyakorlat	A nitrogén III vegyértéket és (-3) oxidációs állapotot mutat a következő vegyületekben: a) N 2 H 4; b) NH3; c) NH4CI; d) N 2 O 5
Megoldás	A feltett kérdésre adott helyes válasz érdekében felváltva meghatározzuk a nitrogén vegyértékét és oxidációs állapotát a javasolt vegyületekben. a) a hidrogén vegyértéke mindig egyenlő I-vel. A hidrogén vegyértékegységeinek száma összesen 4 (1 × 4 = 4). A kapott értéket osszuk el a molekulában lévő nitrogénatomok számával: 4/2 = 2, ezért a nitrogén vegyértéke II. Ez a válaszlehetőség helytelen. b) a hidrogén vegyértéke mindig egyenlő I-vel. A hidrogén vegyértékegységeinek száma összesen 3 (1 × 3 = 3). A kapott értéket osszuk el a molekulában lévő nitrogénatomok számával: 3/1 = 2, ezért a nitrogén vegyértéke III. A nitrogén oxidációs foka az ammóniában (-3): Ez a helyes válasz.
Válasz	(b) lehetőség

Az egységes államvizsga-kódoló témakörei: Elektronegativitás. A kémiai elemek oxidációs állapota és vegyértéke.

Amikor az atomok kölcsönhatásba lépnek és kialakulnak, a köztük lévő elektronok a legtöbb esetben egyenetlenül oszlanak el, mivel az atomok tulajdonságai eltérőek. Több elektronegatív az atom erősebben vonzza magához az elektronsűrűséget. Az elektronsűrűséget magához vonzott atom részleges negatív töltést kap δ — , „partnere” részleges pozitív töltés δ+ . Ha a kötést alkotó atomok elektronegativitásának különbsége nem haladja meg az 1,7-et, akkor a kötést nevezzük kovalens poláris . Ha a kémiai kötést alkotó elektronegativitások különbsége meghaladja az 1,7-et, akkor ilyen kötést nevezünk ión .

Oxidációs állapot egy elem atomjának segédfeltételes töltése egy vegyületben, abból a feltételezésből számítva, hogy minden vegyület ionokból áll (minden poláris kötés ionos).

Mit jelent a "feltételes töltés"? Egyszerűen megegyezünk abban, hogy egy kicsit leegyszerűsítjük a helyzetet: minden poláris kötést teljesen ionosnak fogunk tekinteni, és azt feltételezzük, hogy az elektron teljesen elhagyja vagy jön az egyik atomból a másikba, még akkor is, ha valójában nem ez a helyzet. . És egy feltételesen elektron egy kevésbé elektronegatív atomról egy elektronegatívabbra távozik.

Például, a H-Cl kötésben úgy gondoljuk, hogy a hidrogén feltételesen „feladott” egy elektront, és a töltése +1 lett, a klór pedig „elfogadott” egy elektront, a töltése pedig -1 lett. Valójában ezeken az atomokon nincs ilyen teljes töltés.

Bizonyára van egy kérdésed: miért kell kitalálni valamit, ami nem létezik? Ez nem a vegyészek alattomos terve, minden egyszerű: ez a modell nagyon kényelmes. Összeállításkor hasznosak az elemek oxidációs állapotára vonatkozó ötletek osztályozások kémiai anyagok, tulajdonságaik leírása, vegyületképletek összeállítása és nómenklatúra. Az oxidációs állapotokat különösen gyakran alkalmazzák a munka során redox reakciók.

Vannak oxidációs állapotok magasabb, alsóbbrendűÉs közbülső.

Magasabb az oxidációs állapot egyenlő a csoportszámmal plusz előjellel.

Legalacsonyabb a csoportszám mínusz 8.

ÉS közbülső Az oxidációs szám szinte bármilyen egész szám, amely a legalacsonyabb oxidációs állapottól a legmagasabbig terjed.

Például, a nitrogénre jellemzőek: a legmagasabb oxidációs állapot +5, a legalacsonyabb 5 - 8 = -3, és a közbenső oxidációs állapotok -3 és +5 között. Például a hidrazin N 2 H 4-ben a nitrogén oxidációs állapota közbenső, -2.

Leggyakrabban az atomok oxidációs állapotát összetett anyagokban először jellel, majd számmal jelzik, pl. +1, +2, -2 stb. Ha egy ion töltéséről beszélünk (feltételezve, hogy az ion valóban létezik egy vegyületben), akkor először a számot, majd az előjelet adja meg. Például: Ca 2+ , CO 3 2- .

Az oxidációs állapotok meghatározásához használja a következőket szabályokat :

1. Az atomok oxidációs állapota egyszerű anyagok egyenlő nullával;
2. BAN BEN semleges molekulák az oxidációs állapotok algebrai összege nulla, ionoknál ez az összeg egyenlő az ion töltésével;
3. Oxidációs állapot alkálifémek (a fő alcsoport I. csoportjának elemei) vegyületekben +1, oxidációs állapot alkáliföldfémek (a fő alcsoport II. csoportjának elemei) a vegyületekben +2; oxidációs állapot alumínium kapcsolatokban egyenlő +3;
4. Oxidációs állapot hidrogén fémekkel alkotott vegyületekben (- NaH, CaH 2 stb.) egyenlő -1 ; nemfémekkel alkotott vegyületekben () +1 ;
5. Oxidációs állapot oxigén egyenlő -2 . Kivétel smink peroxidok– –O-O- csoportot tartalmazó vegyületek, ahol az oxigén oxidációs állapota egyenlő -1 és néhány más vegyület ( szuperoxidok, ózonidok, oxigénfluoridok OF 2 satöbbi.);
6. Oxidációs állapot fluorid minden összetett anyagban egyenlő -1 .

A fent felsorolt ​​helyzetek, amikor figyelembe vesszük az oxidációs állapotot állandó . Minden más kémiai elem oxidációs állapotú — változó, és a vegyületben lévő atomok sorrendjétől és típusától függ.

Példák:

Gyakorlat: határozza meg a kálium-dikromát molekulában lévő elemek oxidációs fokát: K 2 Cr 2 O 7 .

Megoldás: A kálium oxidációs foka +1, a króm oxidációs állapota: x, oxigén oxidációs állapota -2. A molekulában lévő összes atom összes oxidációs állapotának összege 0. A következő egyenletet kapjuk: +1*2+2*x-2*7=0. Ezt megoldva megkapjuk a króm +6 oxidációs állapotát.

A bináris vegyületekben az elektronegatívabb elem negatív, a kevésbé elektronegatív elem pozitív oxidációs állapotú.

vegye figyelembe, hogy Az oxidációs állapot fogalma nagyon önkényes! Az oxidációs szám nem jelzi az atom valós töltését, és nincs valódi fizikai jelentése. Ez egy egyszerűsített modell, amely akkor működik hatékonyan, ha például egy kémiai reakció egyenletében ki kell egyenlíteni az együtthatókat, vagy algoritmizálni kell az anyagok osztályozását.

Az oxidációs szám nem vegyérték! Az oxidációs állapot és a vegyérték sok esetben nem esik egybe. Például a hidrogén vegyértéke a H2 egyszerű anyagban egyenlő I-vel, és az oxidációs állapot az 1. szabály szerint egyenlő 0-val.

Ezek azok az alapvető szabályok, amelyek a legtöbb esetben segítenek meghatározni az atomok oxidációs állapotát a vegyületekben.

Bizonyos helyzetekben nehézségekbe ütközhet egy atom oxidációs állapotának meghatározása. Nézzünk meg néhány ilyen helyzetet, és nézzük meg a megoldási módokat:

1. A kettős (sószerű) oxidokban egy atom foka általában két oxidációs állapot. Például a vaskő Fe 3 O 4-ben a vasnak két oxidációs állapota van: +2 és +3. Melyiket kell jeleznem? Mindkét. Leegyszerűsítve ezt a vegyületet sóként képzelhetjük el: Fe(FeO 2) 2. Ebben az esetben a savas maradék +3 oxidációs állapotú atomot képez. Vagy a kettős oxidot a következőképpen ábrázolhatjuk: FeO*Fe 2 O 3.
2. A peroxovegyületekben a kovalens nempoláris kötésekkel összekapcsolt oxigénatomok oxidációs állapota általában megváltozik. Például a hidrogén-peroxidban H 2 O 2 és az alkálifém-peroxidokban az oxigén oxidációs foka -1, mert az egyik kötés kovalens nempoláris (H-O-O-H). Egy másik példa a peroxomono-kénsav (Caro sav) A H 2 SO 5 (lásd az ábrát) két oxigénatomot tartalmaz -1 oxidációs állapotú, a többi atomot -2 oxidációs állapotú, így érthetőbb lesz a következő bejegyzés: H 2 SO 3 (O2). A króm-peroxovegyületek is ismertek – például a króm(VI)-peroxid CrO(O 2) 2 vagy CrO 5, és még sokan mások.
3. Egy másik példa a kétértelmű oxidációs állapotú vegyületekre a szuperoxidok (NaO 2) és a sószerű ózonidok, a KO 3. Ebben az esetben célszerűbb a -1 töltésű O 2 és -1 töltésű O 3 molekulaionról beszélni. Az ilyen részecskék szerkezetét néhány modell írja le, amelyeket az orosz tantervben tanítanak a kémiai egyetemek első éveiben: MO LCAO, a vegyértéksémák egymásra helyezésének módszere stb.
4. Szerves vegyületekben az oxidációs állapot fogalmát nem túl kényelmes használni, mert A szénatomok között nagyszámú kovalens nempoláris kötés létezik. Ha azonban megrajzoljuk egy molekula szerkezeti képletét, akkor az egyes atomok oxidációs állapotát az is meghatározhatja, hogy az adott atom milyen típusú és hány atomhoz kapcsolódik. Például a szénhidrogénekben a primer szénatomok oxidációs foka -3, a szekunder atomoké -2, a tercier atomoké -1 és a kvaterner atomoké -0.

Gyakoroljuk az atomok oxidációs állapotának meghatározását szerves vegyületekben. Ehhez meg kell rajzolni az atom teljes szerkezeti képletét, és ki kell választani a legközelebbi környezettel rendelkező szénatomot - azokat az atomokat, amelyekhez közvetlenül kapcsolódik.

• A számítások egyszerűsítése érdekében használhatja az oldhatósági táblázatot - ez mutatja a leggyakoribb ionok töltéseit. A legtöbb orosz kémia vizsgán (USE, GIA, DVI) megengedett az oldhatósági táblázatok használata. Ez egy kész csalólap, amely sok esetben jelentősen időt takaríthat meg.
• Az összetett anyagokban lévő elemek oxidációs állapotának számításakor először az általunk biztosan ismert elemek (állandó oxidációs állapotú elemek) oxidációs állapotát jelöljük, a változó oxidációs állapotú elemek oxidációs állapotát pedig x-szel jelöljük. Az összes részecske töltésének összege egy molekulában nulla, vagy egyenlő egy ion ion töltésével. Ezekből az adatokból könnyű egyenletet létrehozni és megoldani.

Cél: Folytassa a vegyérték tanulmányozását. Adja meg az oxidációs állapot fogalmát! Tekintsük az oxidációs állapotok típusait: pozitív, negatív, nulla érték. Tanuld meg helyesen meghatározni egy vegyületben lévő atom oxidációs állapotát. Tanítson meg technikákat a tanult fogalmak összehasonlítására és általánosítására; fejleszteni kell az oxidáció mértékének kémiai képletek segítségével történő meghatározását; az önálló munkavégzés készségeinek továbbfejlesztése; elősegíti a logikus gondolkodás fejlődését. A tolerancia (más emberek véleményének tolerancia és tisztelete) és a kölcsönös segítségnyújtás érzésének fejlesztése; esztétikai nevelést végezni (táblák, jegyzetfüzetek tervezésével, prezentációk használatakor).

Az órák alatt

én. Idő szervezése

A tanulók ellenőrzése az órán.

II. Felkészülés a leckére.

A leckéhez szüksége lesz: D.I. Mengyelejev periódusos táblázata, tankönyv, munkafüzetek, tollak, ceruzák.

III. Házi feladat ellenőrzése.

Egy frontális felmérés, néhányan a táblánál dolgoznak kártyákkal, egy teszt, és ennek a szakasznak a lezárása egy intellektuális játék lesz.

1. Munka kártyákkal.

1 kártya

Határozza meg a szén és az oxigén tömeghányadát (%) a szén-dioxidban! (CO 2 ) .

2 kártya

Határozza meg a kötés típusát a H 2 S molekulában. Írja fel a molekula szerkezeti és elektronképleteit!

2. Frontális felmérés

1. Mi az a kémiai kötés?
2. Milyen típusú kémiai kötéseket ismer?
3. Melyik kötést nevezzük kovalens kötésnek?
4. Milyen kovalens kötéseket különböztetünk meg?
5. Mi a valencia?
6. Hogyan határozzuk meg a vegyértéket?
7. Mely elemek (fémek és nemfémek) változó vegyértékkel rendelkeznek?

3. Tesztelés

1. Mely molekulákban létezik nempoláris kovalens kötés?

2 . Melyik molekula hoz létre hármas kötést, ha kovalensen nem poláris kötés jön létre?

3 . Mit nevezünk pozitív töltésű ionoknak?

A) kationok

B) molekulák

B) anionok

D) kristályok

4. Melyik sorban helyezkednek el egy ionos vegyület anyagai?

A) CH4, NH3, Mg

B) CI 2, MgO, NaCI

B) MgF 2, NaCI, CaCI 2

D) H2S, HCI, H2O

5 . A vegyértéket a következők határozzák meg:

A) csoportszám szerint

B) a párosítatlan elektronok számával

B) a kémiai kötés típusa szerint

D) periódusszám szerint.

4. „Tic-tac-toe” szellemi játék »

Keressen kovalens poláris kötésekkel rendelkező anyagokat!

IV. Új anyagok tanulása

Az oxidációs állapot a molekulában lévő atomok állapotának fontos jellemzője. A vegyértéket az atomban lévő párosítatlan elektronok száma, a magányos elektronpárokkal rendelkező pályák száma határozza meg, csak az atom gerjesztésének folyamatában. Egy elem legmagasabb vegyértéke általában megegyezik a csoportszámmal. Az oxidáció mértéke a különböző kémiai kötésekkel rendelkező vegyületekben eltérően alakul ki.

Hogyan alakul ki az oxidációs állapot a különböző kémiai kötésekkel rendelkező molekuláknál?

1) Az ionos kötésekkel rendelkező vegyületekben az elemek oxidációs foka megegyezik az ionok töltéseivel.

2) A kovalens nempoláris kötéssel rendelkező vegyületekben (egyszerű anyagok molekuláiban) az elemek oxidációs foka 0.

N 2 0 , Cén 2 0 , F 2 0 , S 0 , A.I. 0

3) A kovalens poláris kötéssel rendelkező molekuláknál az oxidációs állapotot az ionos kémiai kötéssel rendelkező molekulákhoz hasonlóan határozzuk meg.

Az elem oxidációs állapota - ez az atomjának feltételes töltése egy molekulában, ha feltételezzük, hogy a molekula ionokból áll.

Az atom oxidációs állapotának, a vegyértékétől eltérően, van előjele. Lehet pozitív, negatív és nulla.

A vegyértéket római számok jelzik az elem szimbóluma felett:

II	én	IV
Fe	Cu	S,

és az oxidációs állapotot arab számok jelzik, a töltést az elem szimbólumok felett ( Mg +2 , Ca +2 ,Negy +1,C.I.ˉ¹).

A pozitív oxidációs állapot egyenlő az ezeknek az atomoknak adott elektronok számával. Egy atom fel tudja adni az összes vegyértékelektront (a főcsoportoknál ezek a külső szintű elektronok), amelyek megfelelnek annak a csoportnak, amelyben az elem található, miközben a legmagasabb oxidációs állapotot mutatják (az ОF 2 kivételével). Például: a II. csoport fő alcsoportjának legmagasabb oxidációs állapota +2 ( Zn +2) A fémek és a nem fémek egyaránt pozitív fokozatot mutatnak, kivéve az F, He, Ne. Például: C+4,Na+1 , Al+3

A negatív oxidációs állapot egyenlő az adott atom által elfogadott elektronok számával, csak a nemfémek mutatják. A nemfém atomok annyi elektront adnak hozzá, amennyi hiányzik a külső szint teljesítéséhez, így negatív fokot mutatnak.

A IV-VII csoportok fő alcsoportjainak elemei esetében a minimális oxidációs állapot számszerűen egyenlő

Például:

A legmagasabb és legalacsonyabb oxidációs állapot közötti oxidációs állapot értékét köztesnek nevezzük:

Magasabb	Közbülső	Legalacsonyabb
	C +3, C +2, C 0, C -2

A kovalens nempoláris kötéssel rendelkező vegyületekben (egyszerű anyagok molekuláiban) az elemek oxidációs állapota 0: N 2 0 , VAL VELén 2 0 , F 2 0 , S 0 , A.I. 0

Egy vegyületben lévő atom oxidációs állapotának meghatározásához számos rendelkezést kell figyelembe venni:

1. Oxidációs állapotFminden kapcsolatnál egyenlő „-1”-gyel.Na +1 F -1 , H +1 F -1

2. Az oxigén oxidációs állapota a legtöbb vegyületben (-2) kivétel: OF 2 , ahol az oxidációs állapot O +2F -1

3. A legtöbb vegyületben a hidrogén oxidációs foka +1, kivéve az aktív fémeket tartalmazó vegyületeket, ahol az oxidációs állapot (-1): Na +1 H -1

4. A fő alcsoportok fémeinek oxidációs fokaén, II, IIIösszes vegyületben +1,+2,+3.

Az állandó oxidációs állapotú elemek a következők:

A) alkálifémek (Li, Na, K, Pb, Si, Fr) - oxidációs állapot +1

B) a csoport II fő alcsoportjának elemei, kivéve (Hg): Be, Mg, Ca, Sr, Ra, Zn, Cd - oxidációs állapot +2

B) a III. csoport eleme: Al - oxidációs állapot +3

Algoritmus képletek összeállításához vegyületekben:

1 út

1 . Az első helyre az alacsonyabb elektronegativitású elemet írják, a második helyre pedig a nagyobb elektronegativitással.

2 . Az első helyre írt elem pozitív töltésű „+”, a második helyre írt elem negatív töltésű „-”.

3 . Adja meg az egyes elemek oxidációs állapotát.

4 . Keresse meg az oxidációs állapotok közös többszörösét!

5. Ossza el a legkisebb közös többszöröst az oxidációs állapotok értékével, és rendelje hozzá a kapott indexeket a jobb alsó sarokban a megfelelő elem szimbóluma után.

6. Ha az oxidációs állapot páros - páratlan, akkor a jobb alsó sarokban lévő szimbólum mellett jelennek meg - egy kereszt - keresztben a "+" és "-" jelek nélkül:

7. Ha az oxidációs állapotnak páros értéke van, akkor először csökkenteni kell az oxidációs állapot legalacsonyabb értékére, és keresztet kell tenni a „+” és „-” jelek nélkül: C +4 O -2

2. módszer

1 . Jelöljük N oxidációs állapotát X-szel, jelöljük O oxidációs állapotát: N 2 xO 3 -2

2 . Határozzuk meg ehhez a negatív töltések összegét, szorozzuk meg az oxigén oxidációs állapotát az oxigénindexszel: 3· (-2)= -6;

3 Ahhoz, hogy egy molekula elektromosan semleges legyen, meg kell határozni a pozitív töltések összegét: X2 = 2X

4 .Készítsen algebrai egyenletet:

N 2 + 3 O 3 –2

V. Konszolidáció

1) A téma megerősítése a „Snake” nevű játékkal.

A játék szabályai: a tanár kártyákat oszt. Minden kártya egy kérdést és egy másik kérdésre adott választ tartalmaz.

A tanár elindítja a játékot. A kérdés felolvasásakor az a diák, akinél a kérdésemre a válasz szerepel a kártyán, felemeli a kezét, és megmondja a választ. Ha a válasz helyes, akkor elolvassa a kérdését, és a kérdésre válaszoló tanuló felemeli a kezét, és válaszol stb. Kialakul a helyes válaszok kígyója.

1. Hogyan és hol van feltüntetve egy kémiai elem atomjának oxidációs állapota?
   Válasz: Arab szám a „+” és „-” töltésű elem szimbóluma felett.
2. Milyen típusú oxidációs állapotokat különböztetünk meg a kémiai elemek atomjaiban?
   Válasz: közepes
3. Milyen fokozatot mutat be a fém?
   Válasz: pozitív, negatív, nulla.
4. Milyen fokúak a nem poláris kovalens kötésekkel rendelkező egyszerű anyagok vagy molekulák?
   Válasz: pozitív
5. Milyen töltéssel rendelkeznek a kationok és anionok?
   Válasz: nulla.
6. Mi a neve az oxidációs állapotnak, amely a pozitív és a negatív oxidációs állapot között áll?
   Válasz: pozitív negatív

2) Írjon képleteket az alábbi elemekből álló anyagokhoz!

1. N és H
2. R és O
3. Zn és Cl

3) Keresse meg és húzza át azokat az anyagokat, amelyeknek nincs változó oxidációs állapota!

Na, Cr, Fe, K, N, Hg, S, Al, C

VI. Óra összefoglalója.

Értékelés megjegyzésekkel

VII. Házi feladat

§23, 67-72. o., a 23. § utáni feladatot végezze el - 72. oldal 1-4.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete