- Làm thế nào để nhận được số oxi hóa?
- Electroneutrality
- Valencias
- Quy tắc chung
- Các phép tính toán học
- Ví dụ
- Ôxy
- Nitơ
- Clo
- Kali
- Lưu huỳnh
- Carbon
- Trận đấu
- Người giới thiệu
Số oxi hóa , còn được gọi là trạng thái oxi hóa, là một số mô tả sự tăng thêm hoặc mất đi của các electron trong một nguyên tử, giả sử rằng hợp chất mà nó là một phần có đặc tính hoàn toàn là ion. Do đó, khi nói về số oxi hóa, người ta giả thiết rằng tất cả các nguyên tử được tìm thấy là các ion tương tác tĩnh điện.
Mặc dù bức tranh thực tế phức tạp hơn việc có các ion ở khắp mọi nơi, nhưng số oxi hóa thực sự hữu ích để giải thích các phản ứng khử oxit (oxi hóa khử). Việc thay đổi những con số này cho thấy loài nào đã bị oxy hóa hoặc mất điện tử, hoặc nếu điện tử đã bị khử hoặc được tăng thêm.
Lớp oxit bao phủ các đồ trang trí và tượng bằng sắt được tạo thành một phần là các anion O2-, trong đó oxi có số oxi hóa -2. Nguồn: Dracénois
Điện tích ion của một ion đơn nguyên phù hợp với số oxi hóa của nó. Ví dụ, anion oxit, O 2- , một trong những anion phổ biến nhất được tìm thấy trong vô số khoáng chất, có số oxi hóa -2. Điều này được giải thích như sau: nó có thêm hai electron so với nguyên tử oxy ở trạng thái cơ bản O.
Số oxi hóa có thể dễ dàng tính được từ công thức phân tử và thường hữu ích và phù hợp hơn khi nói đến các hợp chất vô cơ đóng gói ion. Trong khi đó, trong hóa học hữu cơ, nó không có tầm quan trọng tương tự, vì hầu như tất cả các liên kết của nó về cơ bản là cộng hóa trị.
Làm thế nào để nhận được số oxi hóa?
Electroneutrality
Tổng các điện tích ion trong một hợp chất phải bằng 0 để nó trung hòa. Chỉ các ion mới có thể mang điện tích dương hoặc âm.
Do đó, giả thiết rằng tổng các số oxi hóa cũng phải bằng không. Hãy ghi nhớ điều này và thực hiện một số phép tính số học, chúng ta có thể trích xuất hoặc xác định số oxi hóa của một nguyên tử trong bất kỳ hợp chất nào.
Valencias
Các giá trị không đáng tin cậy trong việc xác định số oxi hóa của một nguyên tử, mặc dù có một số ngoại lệ. Ví dụ, tất cả các nguyên tố của nhóm 1, các kim loại kiềm, đều có hóa trị 1, và do đó số oxi hóa không thay đổi là +1. Điều này cũng xảy ra với các kim loại kiềm thổ, thuộc nhóm 2, có số oxi hóa +2.
Lưu ý rằng các số oxi hóa dương luôn đứng trước ký hiệu '+': +1, +2, +3, v.v. Và theo cách tương tự, các phủ định: -1, -2, -3, v.v.
Quy tắc chung
Có một số quy tắc chung cần phải lưu ý khi xác định số oxi hóa:
-Số oxi hóa của oxi và lưu huỳnh là -2: O 2- và S 2-
-Nguyên tố tinh khiết có số oxi hóa 0: Fe 0 , P 4 0 , S 8 0
-Nguyên tử hydro, tùy thuộc vào người mà nó được liên kết, có số oxi hóa +1 (H + ) hoặc -1 (H - )
- Các halogen, miễn là chúng không liên kết với oxi hoặc flo, có số oxi hóa -1: F - , Cl - , Br - và I -
-Đối với một ion đa nguyên tử, chẳng hạn như OH - , tổng các số oxi hóa không được bằng 0 mà là điện tích của ion, sẽ là -1 đối với OH - (O 2- H + ) -
- Các kim loại ở điều kiện thường có số oxi hóa dương
Các phép tính toán học
Giả sử chúng ta có hợp chất PbCO 3 . Nếu chúng ta xác định được anion cacbonat, CO 3 2- thì việc tính tất cả các số oxi hóa sẽ đơn giản. Chúng ta bắt đầu với cùng một muối cacbonat, biết rằng số oxi hóa của oxi là -2:
(C x O 3 2- ) 2-
Tổng các số oxi hóa phải bằng -2:
x + 3 (-2) = -2
x -6 = -2
x = +4
Do đó, số oxi hóa của cacbon là + 4:
(C 4+ O 3 2- ) 2-
PbCO 3 bây giờ sẽ giống như sau:
Pb z C 4+ O 3 2-
Một lần nữa, chúng tôi thêm các số oxi hóa để chúng bằng 0:
z + 4 - 6 = 0
z = +2
Do đó, chì có số oxi hóa +2 nên người ta cho rằng nó tồn tại dưới dạng cation Pb 2+ . Trên thực tế, thậm chí không cần thiết phải thực hiện phép tính này, bởi vì biết rằng cacbonat có điện tích -2, chì, phản của nó nhất thiết phải có điện tích +2 để có độ điện tử.
Ví dụ
Một số ví dụ về số oxi hóa của các nguyên tố khác nhau trong các hợp chất khác nhau sẽ được đề cập dưới đây.
Ôxy
Tất cả các oxit kim loại đều có oxi là O 2- : CaO, FeO, Cr 2 O 3 , BeO, Al 2 O 3 , PbO 2 , v.v. Tuy nhiên, trong anion peroxit, O 2 2- , mỗi nguyên tử oxi có số oxi hóa -1. Tương tự như vậy, trong anion superoxide, O 2 - , mỗi nguyên tử oxy có số oxy hóa -1/2.
Mặt khác, khi oxi liên kết với flo, nó sẽ thu được số oxi hóa dương. Ví dụ, trong oxy difluoride, OF 2 , oxy có số oxy hóa dương. Cái nào? Biết rằng flo là -1, ta có:
O x F 2 -1
x + 2 (-1) = 0
x -2 = 0
x = +2
Như vậy, oxi có số oxi hóa +2 (O 2+ ) trong OF 2 (O 2+ F 2 - ).
Nitơ
Các số oxi hóa chính của nitơ là -3 (N 3- H 3 +1 ), +3 (N 3+ F 3 - ) và +5 (N 2 5+ O 5 2- ).
Clo
Một trong những số oxi hóa chính của clo là -1. Nhưng mọi thứ thay đổi khi nó kết hợp với oxy, nitơ hoặc flo, những nguyên tố có độ âm điện cao hơn. Khi điều này xảy ra, nó thu được các số oxi hóa dương, chẳng hạn như: +1 (N 3- Cl 3 + , Cl + F - , Cl 2 + O 2- ), +2, +3 (ClO 2 - ), +4, +5 (ClO 2 + ), +6 và +7 (Cl 2 7+ O 7 2- ).
Kali
Kali trong tất cả các hợp chất của nó có số oxi hóa +1 (K + ); Trừ khi nó là một điều kiện rất đặc biệt, nơi nó có thể nhận được số oxi hóa -1 (K - ).
Lưu huỳnh
Trường hợp của lưu huỳnh tương tự như trường hợp của clo: nó có số oxi hóa là -2, miễn là nó không kết hợp với oxi, flo, nitơ hoặc cùng một clo. Ví dụ, các số oxi hóa khác của bạn là: -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 và +6 (S 6+ O 3 2- ).
Carbon
Các trạng thái oxi hóa chính của cacbon là -4 (C 4- H 4 + ) và +4 (C 4+ O 2 2- ). Đây là nơi chúng ta bắt đầu thấy sự thất bại của khái niệm này. Cả trong metan, CH 4 , và cả trong cacbon đioxit, CO 2 , chúng ta đều không có cacbon dưới dạng ion C 4- hoặc C 4+ , mà tạo thành liên kết cộng hóa trị.
Các số oxi hóa khác của cacbon, chẳng hạn như -3, -2, -1 và 0, được tìm thấy trong công thức phân tử của một số hợp chất hữu cơ. Tuy nhiên, và một lần nữa, việc giả định các điện tích ion trên nguyên tử cacbon là không hợp lệ.
Trận đấu
Và cuối cùng, các số oxi hóa chính của photpho là -3 (Ca 3 2+ P 2 3- ), +3 (H 3 + P 3+ O 3 2- ) và +5 (P 2 5+ O 5 2- ).
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ . (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
- Clark J. (2018). Oxidation States (Số oxy hóa). Được khôi phục từ: chemguide.co.uk
- Wikipedia. (Năm 2020). Trạng thái oxy hóa. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Tiến sĩ Kristy M. Bailey. (sf). Ấn định số oxy hóa. Phục hồi từ: Occc.edu