OKSIDACIJSKI BROJ: POJAM, KAKO GA IZVUĆI I PRIMJERI - KEMIJA

Broj oksidacije, koji se nazivaju i oksidacijskom stanju, je onaj koji opisuje dobitak ili gubitak elektrona u atoma, pod pretpostavkom da je spoj koji je dio ima samo ionski karakter. Stoga, kad se govori o oksidacijskom broju, pretpostavlja se da se svi atomi nalaze kao ioni koji elektrostatički djeluju.

Iako je stvarna slika složenija od posjedovanja iona posvuda, oksidacijski broj zaista je koristan za tumačenje reakcija redukcije oksida (redoks). Promjena ovih brojeva otkriva koje su vrste oksidirale ili izgubile elektrone ili je li elektroni smanjeni ili dobijeni.

Oksidni sloj koji prekriva ukrase i statue željeza sastavljen je od dijela O2-aniona, gdje kisik ima oksidacijski broj -2. Izvor: Dracénois

Ionski naboj mononatomskog iona odgovara njegovom oksidacijskom broju. Na primjer, oksidni anion, O ^2-, jedan od najzastupljenijih koji se nalazi u bezbrojnim mineralima, ima oksidacijski broj -2. To se tumači na sljedeći način: ima dva dodatna elektrona u usporedbi s atomom kisika u osnovnom stanju O.

Oksidacijski brojevi lako se izračunavaju iz molekularne formule i često su korisniji i relevantniji kada je riječ o neorganskim spojevima prepunim ionima. U međuvremenu, u organskoj kemiji nema istu važnost, jer su gotovo sve njezine veze u osnovi kovalentne.

Kako dobiti oksidacijski broj?

električnu

Zbroj ionskih naboja u spoju mora biti jednak nuli da bi bio neutralan. Samo ioni mogu imati pozitivne ili negativne naboje.

Stoga se pretpostavlja da zbroj oksidacijskih brojeva također mora biti jednak nuli. Imajući to u vidu i izvodeći neke aritmetičke proračune, možemo izvući ili odrediti oksidacijski broj atoma u bilo kojem spoju.

Valencias

Valens nije pouzdan u određivanju oksidacijskog broja atoma, iako postoji nekoliko izuzetaka. Na primjer, svi elementi grupe 1, alkalni metali, imaju valensu 1, te stoga nepromjenjivi oksidacijski broj +1. Isto se događa s zemnoalkalnim metalima, onima iz skupine 2, s oksidacijskim brojem +2.

Imajte na umu da pozitivnim oksidacijskim brojevima uvijek prethodi simbol '+': +1, +2, +3, itd. I na isti način negativi: -1, -2, -3, itd.

Opća pravila

Postoje neka opća pravila koja moraju biti uzeta u obzir pri određivanju oksidacijskog broja:

-Oksidacijski broj kisika i sumpora je -2: O ^2- i S ^2-

-Čisti elementi imaju oksidacijski broj 0: Fe ⁰, P ₄ ⁰, S ₈ ⁰

-Na atom vodika, ovisno o kome je vezan, ima oksidacijski broj +1 (H ⁺) ili -1 (H ^-)

-Halogeni, sve dok nisu vezani s kisikom ili fluorom, imaju oksidacijski broj -1: F ^-, Cl ^-, Br ^- i I ^-

-Za višeatomski ion, kao što je OH ^-, zbroj oksidacijskih brojeva ne smije biti jednak nuli, već naboju iona, koji bi za OH ^- (O ^2- H ⁺) bio -1 ^-

-Metalici u uobičajenim uvjetima imaju pozitivne oksidacijske brojeve

Aritmetičke operacije

Pretpostavimo da imamo spoj PbCO ₃. Ako identificiramo karbonatni anion, CO ₃ ^2-, izračunavanje svih oksidacijskih brojeva bit će jednostavno. Počinjemo s istim karbonatom, znajući da je oksidacijski broj kisika -2:

(C ^x O ₃ ^2-) ^2-

Zbroj oksidacijskih brojeva mora biti jednak -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Stoga je oksidacijski broj ugljika +4:

(C ⁴⁺ O ₃ ^2-) ^2-

PbCO ₃ bi sada izgledao:

Pb ^z C ⁴⁺ O ₃ ^2-

Opet, dodamo oksidacijske brojeve tako da budu jednaki nuli:

z + 4 - 6 = 0

z = +2

Prema tome, olovo ima oksidacijski broj +2, pa se pretpostavlja da postoji kao Pb ²⁺ kation. Zapravo, nije bilo ni potrebno napraviti ovaj proračun, jer znajući da karbonat ima naboj -2, olovo, njegov protivion mora nužno imati naboj +2 da bi postojala elektroneutralnost.

Primjeri

U nastavku će biti navedeni neki primjeri oksidacijskih brojeva za različite elemente u različitim spojevima.

Kisik

Svi metalni oksidi imaju kisik kao O ²: CaO, FeO, Cr ₂ O ₃, Beo, Al ₂ O ₃, PbO ₂, itd Međutim, u peroksida aniona, O ₂ ², a svaki atom kisika ima oksidacijski broj 1. Isto tako, u superoksid anion, O ₂ ^-, gdje se svaki atom kisika ima oksidacijski broj -1/2.

S druge strane, kad se kisik veže na fluor, on dobiva pozitivne oksidacijske brojeve. Na primjer, u difluorid kisika, ₂, kisik ima pozitivan oksidacijski broj. Koji? Znajući da je fluor -1, imamo:

O ^x F ₂ ^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Tako, kisik je oksidacijski broj +2 (O ²⁺) u OF ₂ (O ²⁺ F ₂ ^-).

Dušik

Glavni oksidacije broj dušika su -3 (N ³ H ₃ ^{+ 1}), +3 (N ³⁺ F ₃ ^-) i +5 (N ₂ ⁵⁺ O ₅ ²).

Klor

Jedan od glavnih brojeva oksidacije za klor je -1. Ali sve se mijenja kada se kombinira s kisikom, dušikom ili fluorom, više elektronegativnim elementima. Kada se to dogodi, stječe pozitivne brojeve oksidacije, kao što su: (N +1 ^3- Cl ₃ ⁺, Cl ⁺ F ^-, Cl ₂ ⁺ O ^2-), +2, +3 (Cio ₂ ^-), +4, +5 (ClO ₂ ⁺), +6 i +7 (Cl ₂ ⁷⁺ 0 ₇ ^2-).

Kalij

Kalij u svim svojim spojevima ima oksidacijski broj +1 (K ⁺); Osim ako nije vrlo poseban uvjet, gdje može dobiti oksidacijski broj -1 (K ^-).

Sumpor

Slučaj sumpora sličan je slučaju klora: on ima oksidacijski broj -2, sve dok se ne kombinira s kisikom, fluorom, dušikom ili istim klorom. Na primjer, ostali vaši oksidacijski brojevi su: -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 i +6 (S ⁶⁺ O ₃ ^2-).

ugljen

Glavni oksidacijska stanja ugljika su 4 (C ⁴ H ₄ ⁺) i +4 (C ⁴⁺ O ₂ ²). Tu počinjemo sa neuspjehom ovog koncepta. Ni u metan, CH ₄, niti u ugljični dioksid, CO ₂, imamo ugljik kao C ^4- ili C ⁴⁺ iona, odnosno, već tvore kovalentne veze.

Ostali oksidacijski brojevi ugljika, poput -3, -2, -1 i 0, nalaze se u molekularnim formulama nekih organskih spojeva. Međutim, i opet, nije baš valjano pretpostaviti ionske naboje na atomu ugljika.

utakmica

I na kraju, glavni oksidacijski brojevi fosfora su -3 (Ca ₃ ²⁺ P ₂ ^3-), +3 (H ₃ ⁺ P ³⁺ O ₃ ^2-) i +5 (P ₂ ⁵⁺ O ₅ ^2-).

Reference

Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
Clark J. (2018). Oksidacijska stanja (oksidacijski brojevi). Oporavak od: chemguide.co.uk
Wikipedia. (2020). Oksidacijsko stanje. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
Dr. Kristy M. Bailey. (SF). Dodjeljivanje oksidacijskih brojeva. Oporavak od: okc.edu

OKSIDACIJSKI BROJ: POJAM, KAKO GA IZVUĆI I PRIMJERI - KEMIJA - 2025