لتوصيف حالة العناصر في المركبات، تم تقديم مفهوم حالة الأكسدة. تشير حالة الأكسدة إلى الشحنة الشرطية للذرة في المركب، ويتم حسابها على أساس افتراض أن المركب يتكون من أيونات. يشار إلى حالة الأكسدة الرقم العربي، والتي توضع أمام رمز العنصر، مع علامة "+" أو "-"، المقابلة للتبرع أو اكتساب الإلكترونات. رقم الأكسدة هو ببساطة شكل مناسبلحساب نقل الإلكترون، لا ينبغي اعتباره أيضًا الشحنة الفعالة للذرة في الجزيء (على سبيل المثال، في جزيء LiF، الشحنات الفعالة لـ Li وF هي +0.89 و-0.89، على التوالي، في حين أن الأكسدة الحالات هي +1 و −1)، ولا كتكافؤ العنصر (على سبيل المثال، في المركبات CH 4، CH 3 OH، HCOOH، CO 2، يكون تكافؤ الكربون 4، وحالات الأكسدة هي على التوالي −4 ، −2، +2، +4).

قد تتطابق القيم العددية للتكافؤ وحالة الأكسدة وفقًا لـ قيمه مطلقهفقط عند تكوين مركبات ذات روابط أيونية. عند تحديد درجة الأكسدة، استخدم القواعد التالية:

1. ذرات العناصر التي تكون في حالة حرة أو على شكل جزيئات مواد بسيطة، لها حالة أكسدة تساوي الصفر، على سبيل المثال Fe، Cu، H 2، N 2، إلخ.

2. حالة أكسدة العنصر على شكل أيون أحادي الذرة في مركب له تركيب أيوني تساوي شحنة هذا الأيون، على سبيل المثال،

3. الهيدروجين في معظم المركبات لديه حالة أكسدة +1، باستثناء هيدريدات المعدن (NaH، LiH)، حيث تكون حالة أكسدة الهيدروجين -1.

حالة الأكسدة الأكثر شيوعًا للأكسجين في المركبات هي –2، باستثناء البيروكسيدات (Na 2 O 2، H 2 O 2 - حالة أكسدة الأكسجين هي −1) و F 2 O (حالة أكسدة الأكسجين هي + 2).

بالنسبة للعناصر ذات حالة الأكسدة المتغيرة يمكن حساب قيمتها من خلال معرفة صيغة المركب ومراعاة أن مجموع حالات الأكسدة لجميع الذرات في الجزيء هو صفر. وفي الأيون المعقد، يساوي هذا المجموع شحنة الأيون. على سبيل المثال، حالة أكسدة ذرة الكلور في جزيء HClO 4، محسوبة على أساس الشحنة الإجمالية للجزيء = 0، x هي حالة أكسدة ذرة الكلور)، هي +7. حالة أكسدة ذرة الكبريت في أيون SO هي +6.

تعتمد خصائص الأكسدة والاختزال للعنصر على درجة أكسدته. يتم التمييز بين ذرات نفس العنصر أدنى , أعلى و حالات الأكسدة المتوسطة.

بمعرفة حالة الأكسدة لعنصر ما في مركب، من الممكن التنبؤ بما إذا كان هذا المركب يظهر خصائص مؤكسدة أو مختزلة.

على سبيل المثال، خذ بعين الاعتبار الكبريت S ومركباته H 2 S وSO 2 وSO 3. يتم عرض العلاقة بين التركيب الإلكتروني لذرة الكبريت وخصائص الأكسدة والاختزال في هذه المركبات بشكل واضح في الجدول 7.1.

تعليمات

ونتيجة لذلك، يتم تشكيل مركب معقد - رباعي كلوروورات الهيدروجين. العامل المعقد فيه هو أيون الذهب، والربيطات هي أيونات الكلور، والكرة الخارجية هي أيون الهيدروجين. كيفية تحديد الدرجات أكسدةالعناصر الموجودة في هذا المجمع اتصال?

بادئ ذي بدء، حدد أي من العناصر التي يتكون منها الجزيء هو الأكثر كهربية، أي أنه سيجذب إجمالي كثافة الإلكترون إلى نفسه. هذا هو الكلور، لأنه موجود في الجزء العلوي الأيمن من الجدول الدوري، ويأتي في المرتبة الثانية بعد الفلور والأكسجين. ولذلك له درجة أكسدةسيكون لها علامة ناقص. ما هو حجم الدرجة أكسدةالكلور؟

يقع الكلور، مثل جميع الهالوجينات الأخرى، في المجموعة السابعة من الجدول الدوري، ويحتوي مستواه الإلكتروني الخارجي على 7 إلكترونات. ومن خلال سحب إلكترون آخر إلى هذا المستوى، فإنه سينتقل إلى وضع مستقر. إذن كذلك درجة أكسدةسيكون مساوياً لـ -1. ومنذ ذلك الحين في هذا المجمع اتصالأربعة أيونات كلور، فإن الشحنة الإجمالية ستكون -4.

لكن مجموع مقادير الدرجات أكسدةالعناصر التي يتكون منها الجزيء يجب أن تكون مساوية للصفر، لأن أي جزيء متعادل كهربائيا. وبالتالي، يجب موازنة -4 بالشحنة الموجبة +4، بسبب الهيدروجين والذهب.

سوف تحتاج

• كتاب مدرسي عن الكيمياء للصفوف 8-9 من قبل أي مؤلف، الجدول الدوري، جدول الكهربية للعناصر (مطبوع في الكتب المدرسية عن الكيمياء).

تعليمات

في البداية، من الضروري الإشارة إلى أن الدرجة هي مفهوم يتطلب اتصالات، أي عدم الخوض في البنية. إذا كان العنصر في حالة حرة، فهذه هي أبسط حالة - يتم تشكيل مادة بسيطة، مما يعني الدرجة أكسدةيساوي الصفر. على سبيل المثال، الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والفلور، وما إلى ذلك.

في المواد المعقدةكل شيء مختلف: يتم توزيع الإلكترونات بين الذرات بشكل غير متساو، وهذه هي الدرجة بالضبط أكسدةيساعد في تحديد عدد الإلكترونات المعطاة أو المستلمة. درجة أكسدةيمكن أن تكون إيجابية وسلبية. عندما تكون موجبة، يتم التخلص من الإلكترونات، وعندما تكون سالبة، يتم استقبال الإلكترونات. بعض عناصر شهادتك أكسدةمحفوظة في مركبات مختلفة، لكن الكثير منها لا يختلف في هذه الميزة. عليك أن تتذكر قاعدة مهمة - مجموع الدرجات أكسدةيساوي دائما الصفر. أبسط مثال، غاز ثاني أكسيد الكربون: مع العلم أن درجته أكسدةالأكسجين في الغالبية العظمى من الحالات هو -2 وباستخدام القاعدة المذكورة أعلاه، يمكنك حساب الدرجة أكسدةبالنسبة لـ C. في المجموع مع -2، يعطي الصفر +2 فقط، وهو ما يعني الدرجة أكسدةالكربون +2. دعونا نعقد المشكلة ونأخذ غاز ثاني أكسيد الكربون للحسابات: الدرجة أكسدةيبقى الأكسجين -2، ولكن في هذه الحالة هناك جزيئين. ولذلك، (-2) * 2 = (-4). رقم مجموعه -4 ويعطيه صفر، +4، أي أن له درجة في هذا الغاز أكسدة+4. مثال أكثر تعقيدًا: H2SO4 - الهيدروجين له درجة أكسدة+1، الأكسجين -2. يوجد في هذا المركب 2 ذرات هيدروجين و4 ذرات أكسجين، أي. سيكون +2 و -8 على التوالي. للحصول على إجمالي صفر، تحتاج إلى إضافة 6 إيجابيات. لذلك الدرجة أكسدةالكبريت +6.

عندما يكون من الصعب تحديد مكان الموجب وأين الناقص في المركب، تكون هناك حاجة إلى السالبية الكهربية (من السهل العثور عليها في كتاب مدرسي عام). المعادن غالبا ما يكون لها درجة إيجابية أكسدة، واللافلزات سلبية. لكن على سبيل المثال، PI3 - كلا العنصرين غير معدنيين. يوضح الجدول أن السالبية الكهربية لليود هي 2.6 و2.2. عند المقارنة يتبين أن 2.6 أكبر من 2.2، أي أن الإلكترونات تنجذب نحو اليود (اليود له درجة سلبية أكسدة). باتباع الأمثلة البسيطة المذكورة، يمكنك بسهولة تحديد الدرجة أكسدةأي عنصر في الاتصالات.

ملحوظة

ليست هناك حاجة للخلط بين المعادن وغير المعدنية، فسيكون من الأسهل العثور على حالة الأكسدة وعدم الخلط بينها.

درجة أكسدةتسمى الشحنة المشروطة للذرة في الجزيء. من المفترض أن جميع الروابط ذات طبيعة أيونية. بعبارة أخرى، أكسدةيميز قدرة العنصر على تكوين رابطة أيونية.

سوف تحتاج

• - جدول مندليف .

تعليمات

في المركب، مجموع قوى الذرات يساوي شحنة ذلك المركب. وهذا يعني أنه في مادة بسيطة مثل Na أو H2 تكون الدرجة أكسدةالعنصر هو صفر

درجة أكسدةالأكسجين في المركبات عادة -2. على سبيل المثال، في الماء H2O هناك ذرتان هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. في الواقع، -2+1+1 = 0 - على الجانب الأيسر من التعبير يوجد مجموع القوى أكسدةجميع الذرات الموجودة في المركب. في CaO الكالسيوم لديه درجة أكسدة+2، و -2. الاستثناءات لذلك هي مركبات OF2 وH2O2.
درجة يو أكسدةيساوي دائمًا -1.

عادة أقصى درجة إيجابية أكسدةيتطابق العنصر مع عدد مجموعته في الجدول الدوري للعناصر. الدرجة القصوى أكسدةيساوي العنصر ناقص ثمانية. ومن الأمثلة على ذلك الكلور في المجموعة السابعة. 7-8 = -1 - درجة أكسدة. الاستثناء من هذه القاعدة هو الفلور والأكسجين والحديد - وهو أعلى درجة أكسدةأدناه هو رقم مجموعتهم. عناصر المجموعة الفرعية النحاسية لها أعلى درجة أكسدةاكثر من 1.

مصادر:

• حالة أكسدة العناصر في عام 2018

درجةأكسدة عنصرهي الشحنة المشروطة لذرات العنصر الكيميائي في مركب ما، ويتم حسابها على افتراض أن المركبات تتكون من أيونات فقط. يمكن أن تكون لها قيم موجبة أو سالبة أو صفر. بالنسبة للمعادن، تكون حالات الأكسدة دائمًا إيجابية، وبالنسبة لغير المعادن، يمكن أن تكون إيجابية وسلبية. يعتمد ذلك على الذرة التي تتصل بها الذرة اللافلزية.

تعليمات

ملحوظة

يمكن أن تحتوي حالة الأكسدة على قيم كسرية، على سبيل المثال في خام الحديد المغناطيسي Fe2O3 يساوي +8/3.

مصادر:

• "دليل الكيمياء"، ج.ب. خومشينكو، 2005.

حالة الأكسدة هي إحدى سمات العناصر الموجودة غالبًا في كتب الكيمياء المدرسية. موجود عدد كبير منالمهام التي تهدف إلى تحديد هذه الدرجة، والعديد منها يسبب صعوبات لأطفال المدارس والطلاب. ولكن باتباع خوارزمية معينة، يمكن تجنب هذه الصعوبات.

سوف تحتاج

• - النظام الدوري للعناصر الكيميائية (جدول بقلم D.I. Mendeleev).

تعليمات

تذكر شيئا واحدا قاعدة عامة: أي عنصر في مادة بسيطة يساوي صفراً (المواد البسيطة: Na، Mg، Al، - أي المواد المكونة من عنصر واحد). للتعرف على مادة ما، قم أولاً بتدوينها دون فقدان المؤشرات - الأرقام الموجودة في الجزء السفلي الأيمن بجوار رمز العنصر. ومن الأمثلة على ذلك الكبريت - H2SO4.

بعد ذلك، افتح الجدول D.I. Mendeleev والعثور على درجة العنصر الموجود في أقصى اليسار في مادتك - في هذه الحالة هذا المثال. بواسطة القاعدة الموجودةوتكون حالة تأكسدها موجبة دائمًا، ويتم كتابتها بعلامة "+"، لأنها تحتل أقصى اليسار في صيغة المادة. لتحديد القيمة العددية لحالة الأكسدة، انتبه إلى موضع العنصر بالنسبة للمجموعات. الهيدروجين موجود في المجموعة الأولى، وبالتالي فإن حالة تأكسده هي +1، ولكن بما أن هناك ذرتي هيدروجين في الكبريت (يوضح لنا الفهرس ذلك)، اكتب +2 فوق رمزه.

بعد ذلك، حدد حالة الأكسدة للعنصر الموجود في أقصى اليمين في الإدخال - الأكسجين في هذه الحالة. سيكون رقمه الشرطي (أو رقم الأكسدة) سالبًا دائمًا، لأنه يحتل الموضع الصحيح في سجل المادة. هذه القاعدة صالحة في جميع الحالات. يتم إيجاد القيمة العددية للعنصر الصحيح بطرح الرقم 8 من رقم مجموعته، وفي هذه الحالة تكون حالة أكسدة الأكسجين -2 (6-8=-2)، مع الأخذ في الاعتبار المؤشر -8.

للعثور على الشحنة المشروطة لذرة العنصر الثالث، استخدم القاعدة - يجب أن يكون مجموع حالات الأكسدة لجميع العناصر مساويًا للصفر. وهذا يعني أن الشحنة المشروطة لذرة الأكسجين في المادة ستكون مساوية +6: (+2)+(+6)+(-8)=0. بعد ذلك اكتب +6 فوق رمز الكبريت.

مصادر:

• كحالات أكسدة العناصر الكيميائية

الفوسفور هو عنصر كيميائي يحمل الرقم التسلسلي الخامس عشر في الجدول الدوري. وهي تقع في مجموعتها V. مادة غير معدنية كلاسيكية اكتشفها الكيميائي براند في عام 1669. هناك ثلاثة تعديلات رئيسية للفوسفور: الأحمر (جزء من الخليط لمباريات الإضاءة) والأبيض والأسود. في جدا الضغوط العالية(حوالي 8.3 * 10 ^ 10 باسكال) يتحول الفسفور الأسود إلى حالة تآصلية أخرى ("الفوسفور المعدني") ويبدأ في توصيل التيار. الفوسفور في مواد مختلفة?

تعليمات

تذكر، درجة. هذه هي القيمة المقابلة لشحنة الأيون في الجزيء، بشرط أن يتم إزاحة أزواج الإلكترونات التي تنفذ الرابطة نحو عنصر أكثر سالبية كهربية (يقع على اليمين وأعلى في الجدول الدوري).

تحتاج أيضًا إلى معرفة الشرط الرئيسي: يجب أن يكون مجموع الشحنات الكهربائية لجميع الأيونات التي يتكون منها الجزيء، مع مراعاة المعاملات، مساويًا دائمًا للصفر.

لا تتطابق حالة الأكسدة دائمًا من الناحية الكمية مع التكافؤ. أفضل مثال– الكربون، والذي في المواد العضوية دائمًا قيمته 4، ويمكن أن تكون حالة الأكسدة مساوية لـ -4، و0، و+2، و+4.

ما هي حالة الأكسدة في جزيء الفوسفين PH3، على سبيل المثال؟ مع أخذ كل الأمور بعين الاعتبار، من السهل جدًا الإجابة على هذا السؤال. نظرًا لأن الهيدروجين هو العنصر الأول في الجدول الدوري، فإنه بحكم التعريف لا يمكن وضعه هناك "على اليمين وأعلى" من . لذلك فإن الفوسفور هو الذي يجذب إلكترونات الهيدروجين.

كل ذرة هيدروجين، بعد أن فقدت إلكترونًا، ستتحول إلى أيون أكسدة موجب الشحنة +1. وبالتالي فإن إجمالي الشحنة الموجبة هو +3. وهذا يعني، مع الأخذ في الاعتبار القاعدة التي تنص على أن الشحنة الإجمالية للجزيء هي صفر، فإن حالة أكسدة الفسفور في جزيء الفوسفين هي -3.

حسنًا، ما هي حالة أكسدة الفوسفور في الأكسيد P2O5؟ خذ الجدول الدوري. يقع الأكسجين في المجموعة السادسة، على يمين الفوسفور، وأعلى أيضًا، لذلك فهو بالتأكيد أكثر سالبية كهربية. أي أن حالة أكسدة الأكسجين في هذا المركب ستكون لها علامة ناقص، والفوسفور سيكون له علامة زائد. ما هي هذه الدرجات التي تجعل الجزيء ككل متعادلًا؟ يمكنك أن ترى بسهولة أن المضاعف المشترك الأصغر بين الرقمين 2 و5 هو 10. وبالتالي، فإن حالة أكسدة الأكسجين هي -2، والفوسفور هي +5.

في الكيمياء، يشير مصطلحا "الأكسدة" و"الاختزال" إلى التفاعلات التي تفقد فيها ذرة أو مجموعة من الذرات الإلكترونات أو تكتسبها، على التوالي. حالة الأكسدة هي تلك المخصصة لذرة واحدة أو أكثر القيمة العدديةالذي يصف عدد الإلكترونات المعاد توزيعها ويوضح كيفية توزيع هذه الإلكترونات بين الذرات أثناء التفاعل. يمكن أن يكون تحديد هذه القيمة إجراءً بسيطًا أو معقدًا للغاية، اعتمادًا على الذرات والجزيئات المكونة لها. علاوة على ذلك، قد تحتوي ذرات بعض العناصر على عدة حالات أكسدة. لحسن الحظ، هناك قواعد بسيطة لا لبس فيها لتحديد حالة الأكسدة، لاستخدامها بثقة، يكفي معرفة أساسيات الكيمياء والجبر.

خطوات

الجزء 1

تحديد ما إذا كانت المادة المعنية عنصرية.حالة أكسدة الذرات خارج المركب الكيميائي هي صفر. تنطبق هذه القاعدة على المواد المتكونة من ذرات حرة فردية، وعلى المواد التي تتكون من جزيئين أو متعددي الذرات من عنصر واحد.

• على سبيل المثال، Al(s) وCl2 لهما حالة أكسدة تساوي 0 لأن كلاهما في حالة عنصرية غير مرتبطة كيميائيًا.
• يرجى ملاحظة أن الشكل المتآصل للكبريت S8، أو octasulfur، على الرغم من بنيته غير النمطية، يتميز أيضًا بحالة أكسدة صفرية.

1. تحديد ما إذا كانت المادة المعنية تتكون من أيونات.حالة أكسدة الأيونات تساوي شحنتها. وينطبق هذا على الأيونات الحرة وتلك التي تشكل جزءًا من المركبات الكيميائية.

   • على سبيل المثال، حالة أكسدة Cl - ion هي -1.
   • حالة أكسدة أيون Cl في المركب الكيميائي NaCl هي أيضًا -1. وبما أن أيون Na، حسب التعريف، لديه شحنة +1، فإننا نستنتج أن Cl أيون لديه شحنة -1، وبالتالي فإن حالة الأكسدة الخاصة به هي -1.

2. يرجى ملاحظة أن أيونات المعادن يمكن أن تحتوي على عدة حالات أكسدة.ذرات كثيرة العناصر المعدنيةيمكن أن تتأين بكميات مختلفة. على سبيل المثال، شحنة أيونات معدن مثل الحديد (Fe) هي +2 أو +3. يمكن تحديد شحنة أيونات المعدن (وحالة الأكسدة الخاصة بها) من خلال شحنات أيونات العناصر الأخرى التي يكون المعدن جزءًا من مركب كيميائي؛ يُشار إلى هذه الشحنة في النص بالأرقام الرومانية: على سبيل المثال، الحديد (III) لديه حالة أكسدة تبلغ +3.

   • على سبيل المثال، فكر في مركب يحتوي على أيون الألومنيوم. الشحنة الكلية لمركب AlCl 3 هي صفر. وبما أننا نعلم أن شحنة أيونات Cl -1 هي -1، ويوجد 3 أيونات من هذا القبيل في المركب، لكي تكون المادة المعنية محايدة بشكل عام، يجب أن يكون لدى Al ion شحنة +3. وبالتالي، في هذه الحالة، تكون حالة أكسدة الألومنيوم +3.

3. حالة أكسدة الأكسجين هي -2 (مع بعض الاستثناءات).في جميع الحالات تقريبًا، تتمتع ذرات الأكسجين بحالة أكسدة تبلغ -2. هناك بعض الاستثناءات لهذه القاعدة:

   • إذا كان الأكسجين في حالته العنصرية (O2)، فإن حالة تأكسده تكون 0، كما هو الحال بالنسبة للمواد العنصرية الأخرى.
   • إذا تم تضمين الأكسجين بيروكسيد، حالة الأكسدة هي -1. البيروكسيدات هي مجموعة من المركبات التي تحتوي على رابطة بسيطة بين الأكسجين والأكسجين (أي أنيون البيروكسيد O 2 -2). على سبيل المثال، في تكوين جزيء H 2 O 2 (بيروكسيد الهيدروجين)، يكون للأكسجين حالة شحن وأكسدة تبلغ -1.
   • عند دمجه مع الفلور، يكون للأكسجين حالة أكسدة تبلغ +2، اقرأ قاعدة الفلور أدناه.

4. الهيدروجين لديه حالة أكسدة +1، مع بعض الاستثناءات.كما هو الحال مع الأكسجين، هناك استثناءات هنا أيضا. عادة، حالة أكسدة الهيدروجين هي +1 (ما لم يكن في الحالة العنصرية H2). ومع ذلك، في المركبات التي تسمى الهيدريدات، تكون حالة أكسدة الهيدروجين -1.

   • على سبيل المثال، في H2O تكون حالة أكسدة الهيدروجين +1 لأن ذرة الأكسجين تحتوي على شحنة -2 وهناك حاجة إلى شحنتين +1 لتحقيق الحياد الكلي. ومع ذلك، في تركيبة هيدريد الصوديوم، تكون حالة أكسدة الهيدروجين بالفعل -1، نظرًا لأن أيون Na يحمل شحنة قدرها +1، ومن أجل الحياد الكهربائي الإجمالي، يجب أن تكون شحنة ذرة الهيدروجين (وبالتالي حالة الأكسدة) تكون مساوية لـ -1.

5. الفلور دائماًلديه حالة الأكسدة -1.كما ذكرنا سابقًا، يمكن أن تختلف حالة أكسدة بعض العناصر (أيونات المعادن، وذرات الأكسجين في البيروكسيدات، وما إلى ذلك) اعتمادًا على عدد من العوامل. ومع ذلك، فإن حالة أكسدة الفلور تكون دائمًا -1. يتم تفسير ذلك من خلال حقيقة أن هذا العنصر لديه أعلى السالبية الكهربية - وبعبارة أخرى، فإن ذرات الفلور هي الأقل استعدادًا للتخلي عن إلكتروناتها الخاصة والأكثر نشاطًا في جذب الإلكترونات الأجنبية. وبالتالي فإن رسومهم تظل دون تغيير.

6. مجموع حالات الأكسدة في المركب يساوي شحنته.يجب أن تضيف حالات الأكسدة لجميع الذرات الموجودة في المركب الكيميائي إلى شحنة ذلك المركب. على سبيل المثال، إذا كان المركب متعادلًا، فإن مجموع حالات الأكسدة لجميع ذراته يجب أن يكون صفرًا؛ إذا كان المركب أيون متعدد الذرات بشحنة -1، فإن مجموع حالات الأكسدة يكون -1، وهكذا.

   • هذا طريقة جيدةالشيكات - إذا كان مجموع حالات الأكسدة لا يساوي الشحنة الإجمالية للمركب، فهذا يعني أنك ارتكبت خطأ في مكان ما.

   الجزء 2

   تحديد حالة الأكسدة دون استخدام قوانين الكيمياء

   1. ابحث عن الذرات التي ليس لها قواعد صارمة فيما يتعلق بأرقام الأكسدة.وفيما يتعلق ببعض العناصر فهو ليس ثابتا القواعد المعمول بهاالعثور على حالة الأكسدة. إذا كانت الذرة لا تندرج تحت أي من القواعد المذكورة أعلاه ولا تعرف شحنتها (على سبيل المثال، الذرة جزء من مركب ولم يتم تحديد شحنتها)، فيمكنك تحديد عدد الأكسدة لهذه الذرة عن طريق إزالة. أولاً، حدد شحنة جميع الذرات الأخرى للمركب، ثم من الشحنة الإجمالية المعروفة للمركب، احسب حالة الأكسدة لذرة معينة.

      • على سبيل المثال، في المركب Na 2 SO 4 شحنة ذرة الكبريت (S) غير معروفة - نحن نعلم فقط أنها ليست صفرًا، لأن الكبريت ليس في حالة عنصرية. يعد هذا المركب بمثابة مثال جيد لتوضيح الطريقة الجبرية لتحديد حالة الأكسدة.

   2. أوجد حالات الأكسدة للعناصر المتبقية في المركب.باستخدام القواعد الموضحة أعلاه، حدد حالات الأكسدة للذرات المتبقية في المركب. لا تنس الاستثناءات من القواعد في حالة ذرات O وH وما إلى ذلك.

      • بالنسبة لـ Na 2 SO 4، باستخدام قواعدنا، نجد أن الشحنة (وبالتالي حالة الأكسدة) لأيون الصوديوم هي +1، ولكل ذرة من ذرات الأكسجين تكون -2.

   3. أوجد رقم الأكسدة المجهول من شحنة المركب.الآن لديك كافة البيانات اللازمة لحساب حالة الأكسدة المطلوبة بسهولة. اكتب معادلة، على الجانب الأيسر منها سيكون مجموع الرقم الذي تم الحصول عليه في الخطوة السابقة من الحسابات وحالة الأكسدة غير المعروفة، وعلى الجانب الأيمن - الشحنة الإجمالية للمركب. بعبارة أخرى، (مجموع حالات الأكسدة المعروفة) + (حالة الأكسدة المطلوبة) = (شحنة المركب).

      • في حالتنا، يبدو محلول Na 2 SO 4 كما يلي:
        • (مجموع حالات الأكسدة المعروفة) + (حالة الأكسدة المطلوبة) = (شحنة المركب)
        • -6 + س = 0
        • س = 0 + 6
        • S = 6. في Na 2 SO 4 يحتوي الكبريت على حالة أكسدة 6 .
   • في المركبات، يجب أن يكون مجموع حالات الأكسدة مساويًا للشحنة. على سبيل المثال، إذا كان المركب أيونًا ثنائي الذرة، فإن مجموع حالات الأكسدة للذرات يجب أن يساوي إجمالي الشحنة الأيونية.
   • ومن المفيد جدًا أن تتمكن من استخدام الجدول الدوري ومعرفة أماكن تواجد العناصر المعدنية وغير المعدنية فيه.
   • حالة أكسدة الذرات في شكل عنصري تكون دائمًا صفرًا. حالة الأكسدة لأيون واحد تساوي شحنته. عناصر المجموعة 1A من الجدول الدوري، مثل الهيدروجين والليثيوم والصوديوم، في شكلها العنصري لها حالة أكسدة +1؛ معادن المجموعة 2A مثل المغنيسيوم والكالسيوم لها حالة أكسدة +2 في شكلها العنصري. الأكسجين والهيدروجين، اعتمادًا على نوع الرابطة الكيميائية، يمكن أن يكون لهما حالتان مختلفتان من الأكسدة.

يمكن أن تكون مهمة تحديد حالة الأكسدة إجراءً شكليًا بسيطًا أو لغزًا معقدًا. بادئ ذي بدء، سيعتمد ذلك على صيغة المركب الكيميائي، فضلا عن توافر المعرفة الأساسية في الكيمياء والرياضيات.

معرفة القواعد الأساسية والخوارزمية للإجراءات المنطقية المتسلسلة والتي عنها سنتحدثفي هذه المقالة، عند حل مشاكل هذا النوع، يمكن للجميع التعامل بسهولة مع هذه المهمة. وبعد التدريب والتعلم لتحديد حالات الأكسدة للمركبات الكيميائية المتنوعة، يمكنك بأمان تولي مهمة موازنة تفاعلات الأكسدة والاختزال المعقدة عن طريق إنشاء توازن إلكتروني.

مفهوم حالة الأكسدة

لمعرفة كيفية تحديد درجة الأكسدة، عليك أولا أن تفهم ماذا يعني هذا المفهوم؟

• يتم استخدام رقم الأكسدة عند الكتابة في تفاعلات الأكسدة والاختزال عندما يتم نقل الإلكترونات من ذرة إلى ذرة.
• تسجل حالة الأكسدة عدد الإلكترونات المنقولة، مما يشير إلى الشحنة المشروطة للذرة.
• غالبًا ما تكون حالة الأكسدة والتكافؤ متطابقتين.

وهذه التسمية مكتوبة أعلى العنصر الكيميائي في زاويته اليمنى، وهي عبارة عن عدد صحيح بعلامة "+" أو "-". القيمة الصفرية لحالة الأكسدة لا تحمل إشارة.

قواعد لتحديد درجة الأكسدة

دعونا نفكر في الشرائع الرئيسية لتحديد حالة الأكسدة:

• المواد الأولية البسيطة، أي تلك التي تتكون من نوع واحد من الذرة، سيكون لها دائمًا حالة أكسدة صفرية. على سبيل المثال، Na0، H02، P04
• هناك عدد من الذرات التي لها دائمًا حالة أكسدة واحدة ثابتة. ومن الأفضل أن تتذكر القيم الواردة في الجدول.

• كما ترون، الاستثناء الوحيد يحدث مع الهيدروجين المتحد مع المعادن، حيث يكتسب حالة أكسدة "-1" وهي ليست مميزة له.
• يأخذ الأكسجين أيضًا حالة الأكسدة "+2" في مركب كيميائيمع الفلور و"-1" في تركيبات البيروكسيدات أو الأكاسيد الفائقة أو الأوزونيدات، حيث ترتبط ذرات الأكسجين ببعضها البعض.

• أيونات المعادن لها عدة حالات أكسدة (والموجبة فقط)، لذلك يتم تحديدها من خلال العناصر المجاورة في المركب. على سبيل المثال، في FeCl3، الكلور لديه حالة أكسدة "-1"، ويحتوي على 3 ذرات، لذلك نضرب -1 في 3، ونحصل على "-3". لكي يكون مجموع حالات الأكسدة للمركب "0"، يجب أن تكون حالة الأكسدة للحديد "+3". في الصيغة FeCl2، سيتغير الحديد وفقًا لذلك درجته إلى "+2".
• من خلال الجمع الرياضي لحالات الأكسدة لجميع الذرات في الصيغة (مع مراعاة العلامات)، يجب دائمًا الحصول على قيمة صفر. على سبيل المثال، في حامض الهيدروكلوريك H+1Cl-1 (+1 و -1 = 0)، وفي حامض الكبريتيك H2+1S+4O3-2 (+1 * 2 = +2 للهيدروجين، +4 للكبريت و -2 * 3 = – 6 للهيدروجين الأكسجين؛ +6 و -6 يضيفان ما يصل إلى 0).
• ستكون حالة أكسدة الأيون أحادي الذرة مساوية لشحنته. على سبيل المثال: Na+، Ca+2.
• ترتبط أعلى حالة أكسدة، كقاعدة عامة، برقم المجموعة في النظام الدوري لـ D.I. Mendeleev.

خوارزمية لتحديد درجة الأكسدة

ترتيب العثور على حالة الأكسدة ليس معقدا، ولكنه يتطلب الاهتمام وإجراءات معينة.

المهمة: ترتيب حالات الأكسدة في المركب KMnO4

• العنصر الأول، البوتاسيوم، لديه حالة أكسدة ثابتة "+1".
  للتحقق، يمكنك إلقاء نظرة على الجدول الدوري، حيث يوجد البوتاسيوم في المجموعة 1 من العناصر.
• ومن بين العنصرين المتبقيين، يميل الأكسجين إلى أن يكون له حالة أكسدة تبلغ -2.
• نحصل على الصيغة التالية: K+1MnxO4-2. يبقى تحديد حالة أكسدة المنغنيز.
  لذا، x هي حالة أكسدة المنغنيز غير المعروفة لنا. من المهم الآن الانتباه إلى عدد الذرات الموجودة في المركب.
  عدد ذرات البوتاسيوم 1، والمنجنيز 1، والأكسجين 4.
  مع الأخذ في الاعتبار الحياد الكهربائي للجزيء، عندما تكون الشحنة الكلية (الإجمالية) صفرًا،

1*(+1) + 1*(س) + 4(-2) = 0،
+1+1x+(-8) = 0,
-7+1س = 0،
(عند النقل نقوم بتغيير العلامة)
1س = +7، س = +7

وبذلك تكون حالة أكسدة المنجنيز في المركب "+7".

المهمة: ترتيب حالات الأكسدة في مركب Fe2O3.

• الأكسجين، كما هو معروف، لديه حالة أكسدة "-2" ويعمل كعامل مؤكسد. وبأخذ عدد الذرات في الاعتبار (3) تكون القيمة الإجمالية للأكسجين "-6" (-2*3= -6)، أي. ضرب عدد الأكسدة بعدد الذرات.
• لموازنة الصيغة وإيصالها إلى الصفر، سيكون لذرتي حديد حالة أكسدة "+3" (2*+3=+6).
• المجموع هو صفر (-6 و +6 = 0).

المهمة: ترتيب حالات الأكسدة في مركب Al(NO3)3.

• هناك ذرة ألومنيوم واحدة فقط ولها حالة أكسدة ثابتة "+3".
• يوجد في الجزيء 9 ذرات أكسجين (3*3)، وحالة أكسدة الأكسجين كما هو معروف هي "-2"، مما يعني أنه بضرب هذه القيم نحصل على "-18".
• ويبقى مساواة القيم السالبة والموجبة وبالتالي تحديد درجة أكسدة النيتروجين. -18 و +3، + 15 مفقودة، ونظرًا لوجود 3 ذرات نيتروجين، فمن السهل تحديد حالة الأكسدة: اقسم 15 على 3 واحصل على 5.
• حالة أكسدة النيتروجين هي "+5"، وستكون الصيغة كما يلي: Al+3(N+5O-23)3
• إذا كان من الصعب تحديد القيمة المطلوبة بهذه الطريقة، فيمكنك إنشاء المعادلات وحلها:

1*(+3) + 3س + 9*(-2) = 0.
+3+3س-18=0
3س=15
س = 5

لذلك، فإن حالة الأكسدة هي مفهوم مهم إلى حد ما في الكيمياء، يرمز إلى حالة الذرات في الجزيء.
دون معرفة بعض الأحكام أو الأساسيات التي تسمح لك بتحديد درجة الأكسدة بشكل صحيح، فمن المستحيل التعامل مع هذه المهمة. لذلك، هناك استنتاج واحد فقط: التعرف جيدًا على قواعد العثور على حالة الأكسدة ودراستها، والتي تم تقديمها بوضوح وإيجاز في المقالة، والمضي قدمًا بجرأة على طول المسار الصعب للتعقيدات الكيميائية.

طاولة. حالات أكسدة العناصر الكيميائية.

طاولة. حالات أكسدة العناصر الكيميائية.

تقييم المادة: