محتوا

• گام برداشتن
• قسمت 1 از 2: اختصاص شماره های اکسیداسیون بر اساس قوانین شیمیایی
• قسمت 2 از 2: اختصاص اعداد به اتمها بدون قوانین اعداد اکسیداسیون
• نکات
• ضروریات

در شیمی ، اصطلاحات "اکسیداسیون" و "کاهش" به معنای واکنشهایی است که در آنها یک اتم (یا گروهی از اتم ها) به ترتیب الکترون از دست می دهند یا به دست می آورند. اعداد اکسیداسیون اعدادی است که به اتم ها (یا گروه هایی از اتم ها) اختصاص داده می شود تا به شیمی دانان کمک کند تا تعداد الکترون های موجود برای جابجایی را کنترل کنند و آیا واکنش دهنده های داده شده در هنگام واکنش اکسید یا کاهش می یابند. روند اختصاص اكسیداسیون اعداد به اتمها بسته به بار اتمها و تركیب شیمیایی مولكولهایی كه آنها بخشی از آن هستند ، می تواند از بسیار ساده تا پیچیده تر باشد. برای پیچیدگی بیشتر اوضاع ، برخی از اتم ها می توانند چندین شماره اکسیداسیون داشته باشند. خوشبختانه ، تخصیص اعداد اکسیداسیون توسط قوانین کاملاً مشخص و قابل پیگیری انجام می شود ، اما درک اساسی از شیمی و جبر ، استفاده از این قوانین را بسیار آسان می کند.

گام برداشتن

قسمت 1 از 2: اختصاص شماره های اکسیداسیون بر اساس قوانین شیمیایی

1. تعیین کنید که آیا ماده مورد نظر اساسی است. اتمهای آزاد و غیرمستقیم همیشه دارای عدد اکسیداسیون 0. هستند. این برای هر دو اتم متشکل از یک اتم و اتمهایی که شکل اولیه آنها دو اتمی یا چند اتمی است صادق است.
   • به عنوان مثال ، آل_(ها) و Cl₂ هر دو عدد اکسیداسیون 0 دارند زیرا اتمهای مرکب نیستند.
   • توجه داشته باشید که گوگرد در شکل اولیه آن ، S.₈ (octasulphur) گرچه نامنظم است اما دارای تعداد اکسیداسیون 0 نیز می باشد.
2. تعیین کنید که ماده مورد نظر یون است یا خیر. یونها دارای تعداد اکسیداسیون برابر با بار خود هستند. این در مورد یون های غیرقابل اتصال و همچنین یونهایی که بخشی از یون ترکیبی هستند ، صادق است.
   • به عنوان مثال ، یون Cl دارای تعداد اکسیداسیون -1 است.
   • یون Cl هنوز هم دارد یک عدد اکسیداسیون -1 هنگامی که بخشی از ترکیب NaCl باشد. از آنجا که یون Na ، طبق تعریف ، بار 1+ دارد ، ما می دانیم که یون Cl دارای بار -1 است ، بنابراین تعداد اکسیداسیون هنوز 1 است.
3. در مورد یونهای فلزی ، خوب است به یاد داشته باشید که تعداد اکسیداسیون چندگانه امکان پذیر است. بسیاری از فلزات می توانند بیش از یک فرود داشته باشند. به عنوان مثال ، آهن فلزی (Fe) می تواند یونی با بار +2 یا +3 باشد. بار یونهای فلزی (و در نتیجه تعداد اکسیداسیون آنها) را می توان در رابطه با بار سایر اتمهایی که در آن ترکیب می شوند ، تعیین کرد ، یا وقتی به عنوان متن نوشته می شود ، با علامت گذاری در اعداد رومی (مانند جمله: "یون آهن (III) دارای بار +3 است.").
   • به عنوان مثال ، بیایید یک ترکیب حاوی یون آلومینیوم را از نزدیک بررسی کنیم. ترکیب AlCl₃ بار 0 دارد. از آنجا که می دانیم یونهای Cl دارای بار -1 هستند و 3 یون Cl در ترکیب وجود دارد ، یون Al باید بار + 3 داشته باشد ، به طوری که بار تمام یونهای جمع شده برابر است 0 بنابراین ، تعداد اکسیداسیون Al + 3 است.
4. تعداد اکسیداسیون -2 را به اکسیژن اختصاص دهید (به استثنای موارد). که در تقریبا در همه موارد ، اتمهای اکسیژن دارای تعداد اکسیداسیون -2 هستند. چند استثنا در این قانون وجود دارد:
   • وقتی اکسیژن در حالت ابتدایی باشد (O₂) ، سپس عدد اکسیداسیون برابر با 0 است ، که در مورد همه اتمهای ابتدایی وجود دارد.
   • هنگامی که اکسیژن بخشی از آن است پراکسید ، سپس شماره اکسیداسیون -1 است. پراکسیدها دسته ای از ترکیبات هستند که پیوند اکسیژن و اکسیژن (یا آنیون پراکسید O) دارند₂) به عنوان مثال ، در مولکول H₂ای₂ (پراکسید هیدروژن) ، اکسیژن دارای یک شماره اکسیداسیون (و یک بار) -1 است. همچنین ، هنگامی که اکسیژن بخشی از یک سوپراکسید است ، تعداد اکسیداسیون -0.5 است.
   • وقتی اکسیژن به فلورین متصل شود ، عدد اکسیداسیون 2+ است. برای اطلاعات بیشتر به قانون فلور زیر مراجعه کنید. من نه₂اف.₂) این 1+ است.
5. تعداد اکسیداسیون 1+ را به هیدروژن اختصاص دهید (به استثنا). همانند اکسیژن ، تعداد اکسیداسیون هیدروژن به موارد استثنایی بستگی دارد. به طور کلی ، هیدروژن دارای شماره اکسیداسیون 1+ است (به جز در شکل اولیه ، H.₂) اما در مورد یک ترکیب خاص به نام هیبریدها ، هیدروژن دارای تعداد اکسیداسیون -1 است.
   • مثلاً از H₂اوه ، ما می دانیم که هیدروژن دارای تعداد اکسیداسیون 1+ است زیرا اکسیژن دارای بار -2 است و برای ساختن ترکیبی با بار کل صفر به 2 بار 1 + نیاز داریم. اما با ماده سدیم هیدرید ، NaH ، هیدروژن دارای شماره اکسیداسیون -1 است زیرا یون Na دارای بار 1+ است و برای ایجاد کل بار ترکیب 0 ، هیدروژن دارای بار (و در نتیجه تعداد اکسیداسیون) است -1
6. فلورین همیشه تعداد اکسیداسیون -1. همانطور که در بالا نشان داده شد ، تعداد اکسیداسیون عناصر خاص به دلیل عوامل مختلف (یونهای فلزی ، اتمهای اکسیژن موجود در پراکسیدها و غیره) می تواند متفاوت باشد. از طرف دیگر ، فلوئور دارای تعداد اکسیداسیون -1 است و این هرگز تغییر نمی کند. به این دلیل که فلور منفی ترین عنصر الکترو منفی است ، یا به عبارت دیگر ، این عنصری است که حداقل تمایل دارد الکترون را رها کند و به احتمال زیاد الکترون را از اتم های دیگر می گیرد. بنابراین ، تعداد اکسیداسیون تغییر نخواهد کرد.
7. اعداد اکسیداسیون در یک ترکیب برابر با بار ترکیب است. تعداد اکسیداسیون تمام اتمهای یک ترکیب برابر با بار آن ترکیب است. به عنوان مثال ، اگر یک ترکیب فاقد بار باشد ، جمع کل اعداد اکسیداسیون صفر خواهد بود. اگر این ترکیب یک یون چند اتمی با بار -1 باشد ، اعداد اکسیداسیون اضافه شده باید 1 و غیره باشد.
   • این روش خوبی برای بررسی پاسخ شماست - اگر اعداد اکسیداسیون جمع شده یک ترکیب با بار آن ترکیب برابر نباشد ، پس می دانید که اشتباه کرده اید.

قسمت 2 از 2: اختصاص اعداد به اتمها بدون قوانین اعداد اکسیداسیون

1. اتم ها را بدون قوانین تعداد اکسیداسیون پیدا کنید. برخی از اتم ها از قوانین یافتن اعداد اکسیداسیون پیروی نمی کنند. اگر اتمی با قوانین بالا مطابقت ندارد و مطمئن نیستید که بار آن چقدر است (به عنوان مثال ، اگر بخشی از یک ترکیب بزرگتر باشد به طوری که بار منفرد مشخص نیست) ، می توانید تعداد اکسیداسیون آن اتم را توسط حذف. ابتدا تعیین می کنید که اکسیداسیون هر اتم موجود در ترکیب چیست. سپس مجموع مجهولات را در معادله ، بر اساس کل بار ترکیب حل می کنید.
   • به عنوان مثال ، در ترکیب Na₂بنابراین₄، بار گوگرد (S) ناشناخته است - به شکل اولیه آن نیست ، بنابراین 0 نیست ، اما این تمام چیزی است که ما می دانیم. این یک گزینه مناسب برای استفاده از این روش برای تعیین تعداد اکسیداسیون از نظر جبری است.
2. تعداد اکسیداسیون شناخته شده سایر عناصر موجود در ترکیب را تعیین کنید. با استفاده از قوانین تخصیص تعداد اکسیداسیون ، تعیین می کنیم که سایر اتم های موجود در ترکیب کدام شماره اکسیداسیون را دارند. از استثناهایی مانند O ، H و غیره آگاه باشید.
   • در Na₂بنابراین₄، بر اساس مجموعه قوانین خود ، می دانیم که یون Na دارای بار (و در نتیجه تعداد اکسیداسیون) 1+ است و اتمهای اکسیژن دارای تعداد اکسیداسیون -2 هستند.
3. تعداد هر اتم را در عدد اکسیداسیون ضرب کنید. حال که از تعداد اکسیداسیون همه اتم ها به جز موارد ناشناخته مطلع شدیم ، باید در نظر بگیریم که برخی از این اتم ها ممکن است بیش از یک بار اتفاق بیفتند. هر ضریب (نوشته شده در زیر کاراکتر بعد از نماد اتم در ترکیب) در عدد اکسیداسیون ضرب کنید.
   • در مورد Na₂بنابراین₄، ما می دانیم که 2 اتم Na و 4 اتم O وجود دارد. اکنون محاسبه زیر را انجام می دهیم ، 2 × +1 ، برای دریافت شماره اکسیداسیون Na ، 2 ، و 4 × -2 ، تعداد اکسیداسیون O ، -8 را ضرب می کنیم.
4. نتایج را جمع کنید. با افزودن نتایج حاصل از این ضرب ها ، تعداد اکسیداسیون ترکیب حاصل می شود ، بدون با در نظر گرفتن تعداد اکسیداسیون اتم ناشناخته.
   • در مثال ما با Na₂بنابراین₄، 2 به -8 اضافه می کنیم تا -6 بدست آید.
5. تعداد اکسیداسیون ناشناخته را بر اساس بار ترکیب محاسبه کنید. اکنون همه داده ها را برای یافتن شماره اکسیداسیون ناشناخته با استفاده از چند جبر ساده در اختیار دارید. ما از یک معادله و پاسخ مرحله قبل ، به علاوه شارژ ترکیب استفاده خواهیم کرد. به عبارت دیگر: (جمع اعداد اکسیداسیون ناشناخته) + (شماره اکسیداسیون ناشناخته ای که می خواهید بدانید) = (شارژ ترکیب).
   • در مثال Na₂بنابراین₄، ما این را به صورت زیر حل می کنیم:
     • (مجموع اعداد اکسیداسیون شناخته شده) + (شماره اکسیداسیون ناشناخته ای که می خواهید حل کنید) = (شارژ ترکیب)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. S دارای یک شماره اکسیداسیون یا 6 در Na₂بنابراین₄.

نکات

• اتم ها در شکل اصلی خود همیشه دارای یک عدد اکسیداسیون 0. هستند. یونی که از 1 اتم تشکیل شده است دارای یک شماره اکسیداسیون برابر با بار است. فلزات گروه 1A مانند هیدروژن ، لیتیوم و سدیم دارای شماره اکسیداسیون 1+ هستند. فلزات گروه 2A مانند منیزیم و کلسیم دارای تعداد اکسیداسیون 2+ هستند. هیدروژن و اکسیژن بسته به پیوندشان می توانند 2 عدد اکسیداسیون متفاوت داشته باشند.
• در یک ترکیب ، مجموع تمام اعداد اکسیداسیون باید برابر 0 باشد. اگر یونی با 2 اتم وجود داشته باشد ، پس مجموع اعداد اکسیداسیون باید برابر با بار یون باشد.
• بسیار مفید است که بدانید چگونه جدول تناوبی را بخوانید و کجا می توانید فلزات و غیر فلزات را پیدا کنید.

ضروریات

• جدول تناوبی عناصر
• اتصال به اینترنت
• یک کتاب شیمی
• کاغذ ، قلم یا مداد
• ماشین حساب