Një metal që shfaq një gjendje oksidimi prej 1 në përbërje. Shkalla më e ulët e oksidimit. Transferimi i elektroneve në reaksionet kimike

Kur studioni lidhjet kimike polare jonike dhe kovalente, u njohët me substanca komplekse që përbëhen nga dy elementë kimikë. Substancat e tilla quhen binare (nga latinishtja bi - dy) ose dy elemente.

Le të kujtojmë përbërjet tipike binare që përmendëm si shembull për të shqyrtuar mekanizmat për formimin e lidhjeve kimike polare jonike dhe kovalente: NaCl - klorur natriumi dhe HCl - klorur hidrogjeni.

Në rastin e parë, lidhja është jonike: atomi i natriumit transferoi elektronin e tij të jashtëm në atomin e klorit dhe u shndërrua në një jon me ngarkesë +1, dhe atomi i klorit pranoi një elektron dhe u shndërrua në një jon me një ngarkesë prej - 1. Skematikisht, procesi i shndërrimit të atomeve në jone mund të përshkruhet si më poshtë:

Në molekulën e klorurit të hidrogjenit HC1, formohet një lidhje kimike për shkak të çiftimit të elektroneve të jashtme të paçiftuara dhe formimit të një çifti elektronik të përbashkët të atomeve të hidrogjenit dhe klorit:

Është më e saktë të përfaqësohet formimi i një lidhje kovalente në një molekulë klorur hidrogjeni si një mbivendosje e një reje s me një elektron të një atomi hidrogjeni me një re p-një elektronike të një atomi klori:

Gjatë ndërveprimit kimik, çifti elektronik i përbashkët zhvendoset drejt atomit të klorit më elektronegativ: dmth, elektroni nuk do të transferohet plotësisht nga atomi i hidrogjenit në atomin e klorit, por pjesërisht, duke shkaktuar kështu një ngarkesë të pjesshme të atomeve 5 (shih § 12 ): . Nëse imagjinojmë se në molekulën e HCl, si dhe në klorurin e natriumit NaCl, elektroni kaloi plotësisht nga atomi i hidrogjenit në atomin e klorit, atëherë ata do të merrnin ngarkesa +1 dhe -1: . Ngarkesa të tilla të kushtëzuara quhen gjendje oksidimi. Gjatë përcaktimit të këtij koncepti, me kusht supozohet se në përbërjet polare kovalente, elektronet lidhëse janë transferuar plotësisht në një atom më elektronegativ, dhe për këtë arsye komponimet përbëhen vetëm nga jone të ngarkuar pozitivisht dhe negativisht.

Gjendja e oksidimit mund të ketë një vlerë negative, pozitive ose zero, e cila zakonisht vendoset mbi simbolin e elementit në krye, për shembull:

Ato atome që kanë marrë elektrone nga atome të tjera ose në të cilat janë zhvendosur çiftet e zakonshme të elektroneve, d.m.th., atomet e elementeve më elektronegativë, kanë një gjendje oksidimi negativ. Fluori ka gjithmonë një gjendje oksidimi prej -1 në të gjitha përbërjet. Oksigjeni, elementi i dytë më elektronegativ pas fluorit, pothuajse gjithmonë ka një gjendje oksidimi prej -2, me përjashtim të komponimeve me fluor, për shembull:

Ato atome që i dhurojnë elektronet e tyre atomeve të tjera ose nga të cilat nxirren çifte elektronike të përbashkëta, d.m.th., atome të elementëve më pak elektronegativë, kanë një gjendje oksidimi pozitiv. Metalet në përbërje kanë gjithmonë një gjendje pozitive oksidimi. Për metalet e nëngrupeve kryesore: grupi I (grupi IA) në të gjitha komponimet, gjendja e oksidimit është +1, grupi II (grupi IIA) është +2, grupi III (grupi IIIA) - +3, për shembull:

por në përbërjet me metale, hidrogjeni ka një gjendje oksidimi prej -1:

Vlera zero e gjendjes së oksidimit ka atome në molekulat e substancave të thjeshta dhe atome në gjendje të lirë, për shembull:

Afër konceptit të "gjendjes së oksidimit" është koncepti i "valencës", të cilin e keni takuar kur shqyrtoni një lidhje kimike kovalente. Megjithatë, ato nuk janë të njëjta.

Koncepti i "valencës" është i zbatueshëm për substancat që kanë një strukturë molekulare. Shumica dërrmuese e substancave organike me të cilat do të njiheni në klasën 10 kanë një strukturë të tillë. Në shkollën bazë studioni kiminë inorganike, lënda e së cilës janë substanca të strukturës molekulare dhe jomolekulare, për shembull, jonike. Prandaj, preferohet të përdoret koncepti i "gjendjes së oksidimit".

Cili është ndryshimi midis gjendjes së valencës dhe oksidimit?

Shpesh valenca dhe gjendja e oksidimit janë numerikisht të njëjta, por valenca nuk ka një shenjë ngarkese dhe gjendja e oksidimit ka. Për shembull, hidrogjeni monovalent ka gjendjet e mëposhtme të oksidimit në substanca të ndryshme:

Duket se fluori monovalent - elementi më elektronegativ - duhet të ketë një koincidencë të plotë të vlerave të gjendjes së oksidimit dhe valencës. Në fund të fundit, atomi i tij është i aftë të formojë vetëm një lidhje të vetme kovalente, pasi i mungon një elektron deri në përfundimin e shtresës së jashtme elektronike. Megjithatë, edhe këtu ka një ndryshim:

Valenca dhe gjendja e oksidimit ndryshojnë edhe më shumë nëse nuk përkojnë numerikisht. Për shembull:

Në komponimet, gjendja totale e oksidimit është gjithmonë zero. Duke e ditur këtë dhe gjendjen e oksidimit të njërit prej elementeve, mund të gjeni gjendjen e oksidimit të një elementi tjetër me formulën, për shembull, një përbërje binar. Pra, le të gjejmë gjendjen e oksidimit të klorit në përbërjen C1 2 O 7.

Të shënojmë shkallën e oksidimit të oksigjenit: . Prandaj, shtatë atome oksigjeni do të kenë një ngarkesë totale negative prej (-2) × 7 = -14. Atëherë ngarkesa totale e dy atomeve të klorit do të jetë +14, dhe një atom klori: (+14) : 2 = +7. Prandaj, gjendja e oksidimit të klorit është.

Në mënyrë të ngjashme, duke ditur gjendjet e oksidimit të elementeve, mund të formulohet formula e një përbërjeje, për shembull, karabit alumini (një përbërës i aluminit dhe karbonit).

Është e lehtë të shihet se keni punuar në mënyrë të ngjashme me konceptin e "valencës" kur keni nxjerrë formulën e një përbërjeje kovalente ose keni përcaktuar valencën e një elementi me formulën e përbërjes së tij.

Emrat e përbërjeve binare formohen nga dy fjalë - emrat e elementeve kimike përbërëse të tyre. Fjala e parë tregon pjesën elektronegative të përbërjes - jometal, emri i saj latin me prapashtesën -id është gjithmonë në rasën emërore. Fjala e dytë tregon pjesën elektropozitive - një metal ose një element më pak elektronegativ, emri i tij është gjithmonë në rastin gjinor:

Për shembull: NaCl - klorur natriumi, MgS - sulfur magnezi, KH - hidridi i kaliumit, CaO - oksid kalciumi. Nëse elementi elektropozitiv shfaq shkallë të ndryshme oksidimi, atëherë kjo pasqyrohet në emër, duke treguar shkallën e oksidimit me një numër romak, i cili vendoset në fund të emrit, për shembull: - oksid hekuri (II) (lexo " oksid hekuri dy"), - oksid hekuri (III) (lexo "oksidi i hekurit tre").

Nëse përbërja përbëhet nga dy elementë jo metalikë, atëherë emrit të më elektronegativit prej tyre i shtohet prapashtesa -id, përbërësi i dytë vendoset pas kësaj në rasën gjinore. Për shembull: - fluori i oksigjenit (II), - oksidi i squfurit (IV) dhe - oksidi i squfurit (VI).

Në disa raste, numri i atomeve të elementeve tregohet duke përdorur emrat e numrave në greqisht - mono, di, tre, tetra, penta, hexa, etj. Për shembull: - monoksidi i karbonit, ose monoksidi i karbonit (II), - karboni dioksid, ose oksid karboni (IV), - tetraklorur plumbi, ose klorur plumbi (IV).

Në mënyrë që kimistët nga vende të ndryshme të kuptonin njëri-tjetrin, ishte e nevojshme të krijohej një terminologji dhe nomenklaturë e unifikuar e substancave. Parimet e nomenklaturës kimike u zhvilluan për herë të parë nga kimistët francezë A. Lavoisier, A. Fourcroix, L. Giton de Mervaux dhe C. Berthollet në 1785. Aktualisht, Unioni Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar (IUPAC) koordinon aktivitetet e shkencëtarëve nga vende të ndryshme dhe nxjerr rekomandime për nomenklaturën e substancave dhe terminologjinë e përdorur në kimi.

Fjalë kyçe dhe fraza

1. Komponime binare ose me dy elemente.
2. Shkalla e oksidimit.
3. Nomenklatura kimike.
4. Përcaktimi i gjendjeve të oksidimit të elementeve me formulë.
5. Hartimi i formulave të përbërjeve binare sipas gjendjeve të oksidimit të elementeve.

Punoni me kompjuter

1. Referojuni aplikacionit elektronik. Studioni materialin e mësimit dhe plotësoni detyrat e sugjeruara.
2. Kërkoni në internet për adresa emaili që mund të shërbejnë si burime shtesë që zbulojnë përmbajtjen e fjalëve kyçe dhe frazave të paragrafit. Ofroni mësuesit ndihmën tuaj në përgatitjen e një mësimi të ri - bëni një raport mbi fjalët dhe frazat kyçe të paragrafit tjetër.

Pyetje dhe detyra

1. Shkruani formulat e oksideve të azotit (II), (V), (I), (III), (IV).
2. Jepni emrat e përbërjeve binare formulat e të cilave janë: a) С1 2 0 7 , С1 2 O, С1O 2 ; b) FeCl2, FeCl3; c) MnS, MnO2, MnF4, MnO, MnCl4; r) Cu2O, Mg2Si, SiCl4, Na3N, FeS.
3. Gjeni në libra referues dhe fjalorë të gjitha llojet e emrave të substancave me formula: a) CO 2 dhe CO; b) SO 2 dhe SO 3. Shpjegoni etimologjinë e tyre. Jepni dy emra të këtyre substancave sipas nomenklaturës ndërkombëtare në përputhje me rregullat e përcaktuara në paragrafin.
4. Çfarë emri tjetër mund t'i jepet amoniakut H 3 N?
5. Gjeni vëllimin që kanë në n. y. 17 g sulfur hidrogjeni.
6. Sa molekula përmban ky vëllim?
7. Llogaritni masën prej 33,6 m3 të metanit CH 2 në n. y. dhe përcaktoni numrin e molekulave të tij që përmban ky vëllim.
8. Përcaktoni gjendjen e oksidimit të karbonit dhe shkruani formulat strukturore të substancave të mëposhtme, duke ditur se karboni në përbërjet organike është gjithmonë katërvalent: metan CH 4, tetraklorur karboni CC1 4, etan C 2 H 4, acetilen C 2 H 2.

Përgatitja kimike për ZNO dhe DPA
Botim gjithëpërfshirës

PJESA DHE

KIMIA E PËRGJITHSHME

LIDHJA KIMIKE DHE STRUKTURA E SUBSTANCËS

Gjendja e oksidimit

Gjendja e oksidimit është ngarkesa e kushtëzuar e një atomi në një molekulë ose kristal që u ngrit në të kur të gjitha lidhjet polare të krijuara prej tij ishin të një natyre jonike.

Ndryshe nga valenca, gjendjet e oksidimit mund të jenë pozitive, negative ose zero. Në përbërjet e thjeshta jonike, gjendja e oksidimit përkon me ngarkesat e joneve. Për shembull, në klorur natriumi NaCl (Na + Cl - ) Natriumi ka një gjendje oksidimi +1, dhe klori -1, në oksid kalciumi CaO (Ca +2 O -2) Kalciumi shfaq një gjendje oksidimi +2, dhe Oxysen - -2. Ky rregull vlen për të gjitha oksidet bazë: gjendja e oksidimit të një elementi metalik është e barabartë me ngarkesën e jonit metalik (natrium +1, barium +2, alumin +3), dhe gjendja e oksidimit të oksigjenit është -2. Shkalla e oksidimit tregohet me numra arabë, të cilët vendosen sipër simbolit të elementit, si valenca, dhe së pari tregojnë shenjën e ngarkesës dhe më pas vlerën e saj numerike:

Nëse moduli i gjendjes së oksidimit është i barabartë me një, atëherë numri "1" mund të hiqet dhe mund të shkruhet vetëm shenja: Na + Cl - .

Gjendja e oksidimit dhe valenca janë koncepte të lidhura. Në shumë komponime, vlera absolute e gjendjes së oksidimit të elementeve përkon me valencën e tyre. Megjithatë, ka shumë raste kur valenca ndryshon nga gjendja e oksidimit.

Në substancat e thjeshta - jometale, ekziston një lidhje kovalente jopolare, një çift elektronik i përbashkët zhvendoset në një nga atomet, prandaj shkalla e oksidimit të elementeve në substanca të thjeshta është gjithmonë zero. Por atomet janë të lidhur me njëri-tjetrin, domethënë ata shfaqin një valencë të caktuar, si për shembull, në oksigjen, valenca e oksigjenit është II, dhe në azot, valenca e azotit është III:

Në një molekulë të peroksidit të hidrogjenit, valenca e oksigjenit është gjithashtu II, dhe hidrogjeni është I:

Përkufizimi i gradave të mundshme oksidimi i elementit

Gjendjet e oksidimit, të cilat elemente mund të shfaqin në përbërje të ndryshme, në shumicën e rasteve mund të përcaktohen nga struktura e nivelit të jashtëm elektronik ose nga vendi i elementit në sistemin periodik.

Atomet e elementeve metalikë mund të dhurojnë vetëm elektrone, kështu që në përbërje ato shfaqin gjendje pozitive oksidimi. Vlera e tij absolute në shumë raste (me përjashtim të d -elemente) është e barabartë me numrin e elektroneve në nivelin e jashtëm, domethënë numrin e grupit në sistemin periodik. atomet d -elementet gjithashtu mund të dhurojnë elektrone nga niveli i përparmë, përkatësisht nga të paplotësuarit d -orbitalet. Prandaj, për d -elemente, është shumë më e vështirë të përcaktohen të gjitha gjendjet e mundshme të oksidimit sesa për s- dhe p-elementet. Është e sigurt të thuhet se shumica d -elementet shfaqin një gjendje oksidimi +2 për shkak të elektroneve të nivelit të jashtëm elektronik, dhe gjendja maksimale e oksidimit në shumicën e rasteve është e barabartë me numrin e grupit.

Atomet e elementeve jometalike mund të shfaqin gjendje oksidimi si pozitive ashtu edhe negative, në varësi të cilit atom të cilit element formojnë një lidhje. Nëse elementi është më elektronegativ, atëherë ai shfaq një gjendje oksidimi negativ, dhe nëse më pak elektronegativ - pozitiv.

Vlera absolute e gjendjes së oksidimit të elementeve jometalike mund të përcaktohet nga struktura e shtresës së jashtme elektronike. Një atom është në gjendje të pranojë aq shumë elektrone saqë tetë elektrone janë të vendosura në nivelin e tij të jashtëm: elementët jo metalikë të grupit VII marrin një elektron dhe tregojnë një gjendje oksidimi prej -1, grupi VI - dy elektrone dhe tregojnë një gjendje oksidimi prej - 2, etj.

Elementet jometalike janë në gjendje të lëshojnë një numër të ndryshëm elektronesh: maksimumi aq sa ndodhen në nivelin e jashtëm të energjisë. Me fjalë të tjera, gjendja maksimale e oksidimit të elementeve jometalike është e barabartë me numrin e grupit. Për shkak të rrotullimit të elektroneve në nivelin e jashtëm të atomeve, numri i elektroneve të paçiftuara që një atom mund të dhurojë në reaksionet kimike ndryshon, kështu që elementët jo metalikë janë në gjendje të shfaqin gjendje të ndryshme oksidimi të ndërmjetme.

Gjendjet e mundshme të oksidimit s - dhe p-elemente

Grupi PS
Gjendja më e lartë e oksidimit
Gjendja e ndërmjetme e oksidimit
Gjendja e ulët e oksidimit

Përcaktimi i gjendjeve të oksidimit në përbërje

Çdo molekulë elektrikisht neutrale, kështu që shuma e gjendjeve të oksidimit të atomeve të të gjithë elementëve duhet të jetë zero. Le të përcaktojmë shkallën e oksidimit të squfurit (I V) oksid SO 2 taufosfor (V) sulfid P 2 S 5.

Oksidi i squfurit (dhe V) SO 2 i formuar nga atomet e dy elementeve. Nga këto, Oksigjeni ka elektronegativitetin më të madh, kështu që atomet e oksigjenit do të kenë një gjendje oksidimi negativ. Për oksigjenin është -2. Në këtë rast squfuri ka një gjendje oksidimi pozitiv. Në përbërje të ndryshme, Squfuri mund të tregojë gjendje të ndryshme oksidimi, kështu që në këtë rast duhet llogaritur. Në një molekulë SO2 dy atome oksigjeni me gjendje oksidimi -2, pra ngarkesa totale e atomeve të oksigjenit është -4. Në mënyrë që molekula të jetë elektrikisht neutrale, atomi i squfurit duhet të neutralizojë plotësisht ngarkesën e të dy atomeve të oksigjenit, kështu që gjendja e oksidimit të squfurit është +4:

Në molekulën e fosforit V) sulfid P 2 S 5 elementi më elektronegativ është squfuri, domethënë ai shfaq një gjendje oksidimi negativ dhe fosfori pozitiv. Për Squfurin, gjendja negative e oksidimit është vetëm 2. Së bashku, pesë atome të squfurit mbajnë një ngarkesë negative prej -10. Prandaj, dy atome të fosforit duhet ta neutralizojnë këtë ngarkesë me një ngarkesë totale prej +10. Meqenëse ka dy atome fosfori në molekulë, secili duhet të ketë një gjendje oksidimi prej +5:

Është më e vështirë të llogaritet shkalla e oksidimit në përbërjet jobinare - kripërat, bazat dhe acidet. Por për këtë, duhet të përdoret gjithashtu parimi i neutralitetit elektrik, dhe gjithashtu mbani mend se në shumicën e komponimeve gjendja e oksidimit të oksigjenit është -2, Hidrogjen +1.

Konsideroni këtë duke përdorur shembullin e sulfatit të kaliumit K2SO4. Gjendja e oksidimit të kaliumit në komponimet mund të jetë vetëm +1, dhe oksigjeni -2:

Nga parimi i elektroneutralitetit, ne llogarisim gjendjen e oksidimit të squfurit:

2(+1) + 1(x) + 4(-2) = 0, pra x = +6.

Gjatë përcaktimit të gjendjeve të oksidimit të elementeve në përbërje, duhet të ndiqen rregullat e mëposhtme:

1. Gjendja e oksidimit të një elementi në një substancë të thjeshtë është zero.

2. Fluori është elementi kimik më elektronegativ, kështu që gjendja e oksidimit të Fluorit në të gjitha përbërjet është -1.

3. Oksigjeni është elementi më elektronegativ pas Fluorit, prandaj gjendja e oksidimit të Oksigjenit në të gjitha përbërjet përveç fluorideve është negative: në të shumtën e rasteve është -2, kurse te peroksidet -1.

4. Gjendja e oksidimit të Hidrogjenit në shumicën e përbërjeve është +1, kurse në përbërjet me elementë metalikë (hidridet) - -1.

5. Gjendja e oksidimit të metaleve në përbërje është gjithmonë pozitive.

6. Një element më elektronegativ ka gjithmonë një gjendje oksidimi negativ.

7. Shuma e gjendjeve të oksidimit të të gjitha atomeve në një molekulë është zero.

Një element kimik në një përbërje, i llogaritur nga supozimi se të gjitha lidhjet janë jonike.

Gjendjet e oksidimit mund të kenë vlerë pozitive, negative ose zero, prandaj shuma algjebrike e gjendjeve të oksidimit të elementeve në një molekulë, duke marrë parasysh numrin e atomeve të tyre, është 0, dhe në një jon - ngarkesa e jonit.

1. Gjendjet e oksidimit të metaleve në përbërje janë gjithmonë pozitive.

2. Gjendja më e lartë e oksidimit korrespondon me numrin e grupit të sistemit periodik ku ndodhet ky element (përjashtim është: Au+3(grupi I), Cu+2(II), nga grupi VIII, gjendja e oksidimit +8 mund të jetë vetëm në osmium Os dhe rutenium Ru.

3. Gjendjet e oksidimit të jometaleve varen se me cilin atom lidhet:

• nëse me një atom metali, atëherë gjendja e oksidimit është negative;
• nëse me një atom jometal, atëherë gjendja e oksidimit mund të jetë pozitive dhe negative. Varet nga elektronegativiteti i atomeve të elementeve.

4. Gjendja më e lartë negative e oksidimit të jometaleve mund të përcaktohet duke zbritur nga 8 numrin e grupit në të cilin ndodhet ky element, d.m.th. gjendja më e lartë pozitive e oksidimit është e barabartë me numrin e elektroneve në shtresën e jashtme, që korrespondon me numrin e grupit.

5. Gjendjet e oksidimit të substancave të thjeshta janë 0, pavarësisht nëse është metal apo jometal.

Elemente me gjendje konstante oksidimi.

Elementi	Gjendja karakteristike e oksidimit	Përjashtimet
		Hidridet e metaleve: LIH-1
		gjendja e oksidimit quhet ngarkesa e kushtëzuar e grimcës me supozimin se lidhja është thyer plotësisht (ka karakter jonik). H- Cl = H + + Cl - , Lidhja në acid klorhidrik është kovalente polare. Çifti elektronik është më i njëanshëm drejt atomit Cl - , sepse është më shumë element i tërë elektronegativ. Si të përcaktohet shkalla e oksidimit? Elektronegativitetiështë aftësia e atomeve për të tërhequr elektrone nga elementë të tjerë. Gjendja e oksidimit tregohet mbi elementin: Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - etj. Mund të jetë negative dhe pozitive. Gjendja e oksidimit të një lënde të thjeshtë (e palidhur, gjendje e lirë) është zero. Gjendja e oksidimit të oksigjenit në shumicën e komponimeve është -2 (përjashtim bëjnë peroksidet H 2 O 2, ku është -1 dhe komponimet me fluorin - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Gjendja e oksidimit një jon i thjeshtë monoatomik është i barabartë me ngarkesën e tij: Na + , Ca +2 . Hidrogjeni në përbërjet e tij ka një gjendje oksidimi +1 (përjashtim bëjnë hidridet - Na + H - dhe lloji i lidhjeve C +4 H 4 -1 ). Në lidhjet metal-jo-metal, atomi që ka elektronegativitetin më të lartë ka një gjendje oksidimi negativ (të dhënat e elektronegativitetit janë dhënë në shkallën Pauling): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (NR 3 ) - etj. Rregullat për përcaktimin e shkallës së oksidimit në përbërjet kimike. Le të marrim një lidhje KMnO 4 , është e nevojshme të përcaktohet gjendja e oksidimit të atomit të manganit. Arsyetimi: Kaliumi është një metal alkali në grupin I të tabelës periodike, dhe për këtë arsye ka vetëm një gjendje oksidimi pozitiv prej +1. Oksigjeni dihet se ka një gjendje oksidimi prej -2 në shumicën e përbërjeve të tij. Kjo substancë nuk është një peroksid, që do të thotë se nuk bën përjashtim. Bën një ekuacion: K+MnXO 4 -2 Le te jete X- e panjohur për ne shkalla e oksidimit të manganit. Numri i atomeve të kaliumit është 1, mangani - 1, oksigjeni - 4. Është vërtetuar se molekula në tërësi është elektrikisht neutrale, kështu që ngarkesa totale e saj duhet të jetë e barabartë me zero. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Prandaj, gjendja e oksidimit të manganit në permanganat kaliumi = +7. Le të marrim një shembull tjetër të një oksidi Fe2O3. Është e nevojshme të përcaktohet gjendja e oksidimit të atomit të hekurit. Arsyetimi: Hekuri është një metal, oksigjeni është një jometal, që do të thotë se është oksigjeni që do të jetë një agjent oksidues dhe do të ketë një ngarkesë negative. Ne e dimë se oksigjeni ka një gjendje oksidimi prej -2. Ne marrim parasysh numrin e atomeve: hekur - 2 atome, oksigjen - 3. Ne bëjmë një ekuacion ku X- gjendja e oksidimit të atomit të hekurit: 2*(X) + 3*(-2) = 0, Përfundim: gjendja e oksidimit të hekurit në këtë oksid është +3. Shembuj. Përcaktoni gjendjen e oksidimit të të gjithë atomeve në molekulë. 1. K2Cr2O7. Gjendja e oksidimit K+1, oksigjen O -2. Indekset e dhëna: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Sepse shuma algjebrike e gjendjeve të oksidimit të elementeve në një molekulë, duke marrë parasysh numrin e atomeve të tyre, është 0, atëherë numri i gjendjeve pozitive të oksidimit është i barabartë me numrin e atyre negative. Gjendjet e oksidimit K+O=(-14)+(+2)=(-12). Nga kjo rezulton se numri i fuqive pozitive të atomit të kromit është 12, por ka 2 atome në molekulë, që do të thotë se ka (+12):2=(+6) për atom. Përgjigje: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3-. Në këtë rast, shuma e gjendjeve të oksidimit nuk do të jetë më e barabartë me zero, por me ngarkesën e jonit, d.m.th. - 3. Le të bëjmë një ekuacion: x+4×(- 2)= - 3 . Përgjigje: (Si +5 O 4 -2) 3-.

Në shumë tekste shkollore dhe manuale, ata mësojnë se si të shkruajnë formula për vlerat, madje edhe për përbërjet me lidhje jonike. Për të thjeshtuar procedurën e përpilimit të formulave, kjo, për mendimin tonë, është e pranueshme. Por ju duhet të kuptoni se kjo nuk është plotësisht e saktë për arsyet e mësipërme.

Një koncept më universal është koncepti i shkallës së oksidimit. Nga vlerat e gjendjeve të oksidimit të atomeve, si dhe nga vlerat e valencës, mund të përpilohen formula kimike dhe mund të regjistrohen njësitë e formulës.

Gjendja e oksidimitështë ngarkesa e kushtëzuar e një atomi në një grimcë (molekulë, jon, radikal), e llogaritur në përafrimin që të gjitha lidhjet në grimcë janë jonike.

Para se të përcaktohen gjendjet e oksidimit, është e nevojshme të krahasohet elektronegativiteti i atomeve të lidhjes. Një atom me një elektronegativitet më të lartë ka një gjendje oksidimi negativ, ndërsa një atom me një elektronegativitet më të ulët ka një gjendje pozitive.

Për të krahasuar në mënyrë objektive vlerat e elektronegativitetit të atomeve gjatë llogaritjes së gjendjeve të oksidimit, në vitin 2013 IUPAC rekomandoi përdorimin e shkallës Allen.

* Kështu, për shembull, në shkallën Allen, elektronegativiteti i azotit është 3.066, dhe klori është 2.869.

Le të ilustrojmë përkufizimin e mësipërm me shembuj. Le të bëjmë një formulë strukturore të një molekule uji.

Lidhjet kovalente polare O-H tregohen me blu.

Imagjinoni që të dyja lidhjet nuk janë kovalente, por jonike. Nëse do të ishin jonik, atëherë një elektron do të kalonte nga çdo atom hidrogjeni në atomin më elektronegativ të oksigjenit. Ne i shënojmë këto kalime me shigjeta blu.

*Në atëpër shembull, shigjeta shërben për të ilustruar transferimin e plotë të elektroneve dhe jo për të ilustruar efektin induktiv.

Është e lehtë të shihet se numri i shigjetave tregon numrin e elektroneve të transferuara, dhe drejtimin e tyre - drejtimin e transferimit të elektroneve.

Dy shigjeta i drejtohen atomit të oksigjenit, që do të thotë se në atomin e oksigjenit kalojnë dy elektrone: 0 + (-2) = -2. Një atom oksigjeni ka një ngarkesë prej -2. Kjo është shkalla e oksidimit të oksigjenit në një molekulë uji.

Një elektron largohet nga çdo atom hidrogjeni: 0 - (-1) = +1. Kjo do të thotë se atomet e hidrogjenit kanë një gjendje oksidimi +1.

Shuma e gjendjeve të oksidimit është gjithmonë e barabartë me ngarkesën totale të grimcës.

Për shembull, shuma e gjendjeve të oksidimit në një molekulë uji është: +1(2) + (-2) = 0. Një molekulë është një grimcë elektrikisht neutrale.

Nëse llogaritim gjendjet e oksidimit në një jon, atëherë shuma e gjendjeve të oksidimit, përkatësisht, është e barabartë me ngarkesën e tij.

Vlera e gjendjes së oksidimit zakonisht tregohet në këndin e sipërm të djathtë të simbolit të elementit. Për më tepër, shenja shkruhet para numrit. Nëse shenja është pas numrit, atëherë kjo është ngarkesa e jonit.

Për shembull, S-2 është një atom squfuri në gjendje oksidimi -2, S 2- është një anion squfuri me ngarkesë -2.

S +6 O -2 4 2- - vlerat e gjendjeve të oksidimit të atomeve në anionin sulfat (ngarkesa e jonit është e theksuar me jeshile).

Tani merrni parasysh rastin kur përbërja ka lidhje të përziera: Na 2 SO 4 . Lidhja midis anionit sulfat dhe kationeve të natriumit është jonike, lidhjet midis atomit të squfurit dhe atomeve të oksigjenit në jonin sulfat janë kovalente polare. Ne shkruajmë formulën grafike për sulfat natriumi, dhe shigjetat tregojnë drejtimin e tranzicionit të elektroneve.

*Formula strukturore pasqyron rendin e lidhjeve kovalente në një grimcë (molekulë, jon, radikal). Formulat strukturore përdoren vetëm për grimcat me lidhje kovalente. Për grimcat me lidhje jonike, koncepti i një formule strukturore është i pakuptimtë. Nëse në grimcë ka lidhje jonike, atëherë përdoret formula grafike.

Shohim se gjashtë elektrone largohen nga atomi qendror i squfurit, që do të thotë se gjendja e oksidimit të squfurit është 0 - (-6) = +6.

Atomet terminale të oksigjenit marrin dy elektrone secili, që do të thotë se gjendjet e tyre të oksidimit janë 0 + (-2) = -2

Atomet e oksigjenit të urës pranojnë nga dy elektrone secili, gjendja e tyre e oksidimit është -2.

Është gjithashtu e mundur të përcaktohet shkalla e oksidimit me formulën strukturore-grafike, ku vizat tregojnë lidhjet kovalente, dhe jonet tregojnë ngarkesën.

Në këtë formulë, atomet lidhëse të oksigjenit kanë tashmë njësi ngarkesa negative dhe një elektron shtesë u vjen atyre nga atomi i squfurit -1 + (-1) = -2, që do të thotë se gjendjet e tyre të oksidimit janë -2.

Gjendja e oksidimit të joneve të natriumit është e barabartë me ngarkesën e tyre, d.m.th. +1.

Le të përcaktojmë gjendjet e oksidimit të elementeve në superoksid kaliumi (superoksid). Për ta bërë këtë, ne do të hartojmë një formulë grafike për superoksidin e kaliumit, do të tregojmë rishpërndarjen e elektroneve me një shigjetë. Lidhja O-O është kovalente jopolare, kështu që rishpërndarja e elektroneve nuk tregohet në të.

* Anioni superoksid është një jon radikal. Ngarkesa formale e një atomi të oksigjenit është -1, dhe tjetra, me një elektron të paçiftuar, është 0.

Shohim që gjendja e oksidimit të kaliumit është +1. Gjendja e oksidimit të atomit të oksigjenit e shkruar në formulën përballë kaliumit është -1. Gjendja e oksidimit të atomit të dytë të oksigjenit është 0.

Në të njëjtën mënyrë, është e mundur të përcaktohet shkalla e oksidimit me formulën strukturore-grafike.

Rrathët tregojnë ngarkesat formale të jonit të kaliumit dhe një prej atomeve të oksigjenit. Në këtë rast, vlerat e ngarkesave formale përkojnë me vlerat e gjendjeve të oksidimit.

Meqenëse të dy atomet e oksigjenit në anionin e superoksidit kanë gjendje të ndryshme oksidimi, ne mund të llogarisim gjendja mesatare aritmetike e oksidimit oksigjen.

Do të jetë e barabartë me / 2 \u003d - 1/2 \u003d -0,5.

Vlerat e gjendjeve mesatare aritmetike të oksidimit zakonisht tregohen në formula bruto ose njësi formule për të treguar se shuma e gjendjeve të oksidimit është e barabartë me ngarkesën totale të sistemit.

Për rastin me superoksid: +1 + 2(-0.5) = 0

Është e lehtë të përcaktohen gjendjet e oksidimit duke përdorur formulat e pikave elektronike, në të cilat çiftet e vetme të elektroneve dhe elektronet e lidhjeve kovalente tregohen me pika.

Oksigjeni është një element i grupit VIA, prandaj ka 6 elektrone valente në atomin e tij. Imagjinoni që lidhjet në molekulën e ujit janë jonike, në të cilin rast atomi i oksigjenit do të merrte një tetë elektronesh.

Gjendja e oksidimit të oksigjenit është përkatësisht e barabartë me: 6 - 8 \u003d -2.

Dhe atomet e hidrogjenit: 1 - 0 = +1

Aftësia për të përcaktuar shkallën e oksidimit duke përdorur formula grafike është e paçmueshme për të kuptuar thelbin e këtij koncepti, pasi kjo aftësi do të kërkohet në kursin e kimisë organike. Nëse kemi të bëjmë me substanca inorganike, atëherë është e nevojshme që të mund të përcaktohet shkalla e oksidimit me formula molekulare dhe njësitë e formulës.

Për ta bërë këtë, para së gjithash, duhet të kuptoni se gjendjet e oksidimit janë konstante dhe të ndryshueshme. Elementet që shfaqin një gjendje konstante oksidimi duhet të memorizohen.

Çdo element kimik karakterizohet nga gjendje oksidimi më të larta dhe më të ulëta.

Gjendja më e ulët e oksidimitështë ngarkesa që një atom fiton si rezultat i marrjes së numrit maksimal të elektroneve në shtresën e jashtme elektronike.

Në funksion të kësaj, gjendja më e ulët e oksidimit është negative, me përjashtim të metaleve, atomet e të cilëve nuk marrin kurrë elektrone për shkak të vlerave të ulëta të elektronegativitetit. Metalet kanë gjendjen më të ulët të oksidimit prej 0.

Shumica e jometaleve të nëngrupeve kryesore përpiqen të mbushin shtresën e tyre të jashtme elektronike me deri në tetë elektrone, pas së cilës atomi fiton një konfigurim të qëndrueshëm ( rregull oktet). Prandaj, për të përcaktuar gjendjen më të ulët të oksidimit, është e nevojshme të kuptohet se sa elektrone valence i mungojnë një atomi në një oktet.

Për shembull, azoti është një element i grupit VA, që do të thotë se ka pesë elektrone valente në atomin e azotit. Atomi i azotit është tre elektrone më pak se një oktet. Pra, gjendja më e ulët e oksidimit të azotit është: 0 + (-3) = -3

Për të karakterizuar gjendjen e elementeve në përbërje, është paraqitur koncepti i shkallës së oksidimit.

PËRKUFIZIM

Numri i elektroneve të zhvendosur nga një atom i një elementi të caktuar ose në një atom të një elementi të caktuar në një përbërje quhet gjendja e oksidimit.

Një gjendje oksidimi pozitiv tregon numrin e elektroneve që zhvendosen nga një atom i caktuar, dhe një gjendje negative oksidimi tregon numrin e elektroneve që zhvendosen drejt një atomi të caktuar.

Nga ky përkufizim del se në përbërjet me lidhje jopolare, gjendja e oksidimit të elementeve është zero. Molekulat e përbëra nga atome identike (N 2 , H 2 , Cl 2 ) mund të shërbejnë si shembuj të komponimeve të tilla.

Gjendja e oksidimit të metaleve në gjendjen elementare është zero, pasi shpërndarja e densitetit të elektroneve në to është e njëtrajtshme.

Në përbërjet e thjeshta jonike, gjendja e oksidimit të elementeve të tyre përbërëse është e barabartë me ngarkesën elektrike, pasi gjatë formimit të këtyre përbërjeve ndodh një transferim pothuajse i plotë i elektroneve nga një atom në tjetrin: Na +1 I -1, Mg +2. Cl -1 2, Al +3 F - 1 3, Zr +4 Br -1 4 .

Gjatë përcaktimit të shkallës së oksidimit të elementeve në përbërjet me lidhje kovalente polare, krahasohen vlerat e elektronegativitetit të tyre. Meqenëse, gjatë formimit të një lidhjeje kimike, elektronet zhvendosen në atome të elementëve më elektronegativë, këta të fundit kanë një gjendje oksidimi negativ në përbërje.

Gjendja më e lartë e oksidimit

Për elementët që shfaqin gjendje të ndryshme oksidimi në përbërjet e tyre, ekzistojnë koncepte të gjendjeve të oksidimit më të lartë (maksimumi pozitiv) dhe më i ulët (minimumi negativ). Gjendja më e lartë e oksidimit të një elementi kimik zakonisht përkon numerikisht me numrin e grupit në sistemin periodik të D. I. Mendeleev. Përjashtimet janë fluori (gjendja e oksidimit është -1, dhe elementi ndodhet në grupin VIIA), oksigjeni (gjendja e oksidimit është +2, dhe elementi ndodhet në grupin VIA), heliumi, neoni, argoni (gjendja e oksidimit është 0, dhe elementët janë të vendosur në grupin VIII), si dhe elementët e nëngrupeve të kobaltit dhe nikelit (gjendja e oksidimit është +2, dhe elementët janë të vendosur në grupin VIII), për të cilët shprehet gjendja më e lartë e oksidimit. nga një numër vlera e të cilit është më e ulët se numri i grupit të cilit i përkasin. Elementet e nëngrupit të bakrit, përkundrazi, kanë një gjendje oksidimi më të lartë prej më shumë se një, megjithëse i përkasin grupit I (gjendja maksimale pozitive e oksidimit të bakrit dhe argjendit është +2, ari +3).

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Përgjigju Ne do të përcaktojmë në mënyrë alternative shkallën e oksidimit të squfurit në secilën nga skemat e propozuara të transformimit dhe më pas do të zgjedhim përgjigjen e saktë.

• Në sulfurin e hidrogjenit, gjendja e oksidimit të squfurit është (-2), dhe në një substancë të thjeshtë - squfur - 0:

Ndryshimi i gjendjes së oksidimit të squfurit: -2 → 0, d.m.th. përgjigja e gjashtë.

• Në një substancë të thjeshtë - squfur - gjendja e oksidimit të squfurit është 0, dhe në SO 3 - (+6):

Ndryshimi i gjendjes së oksidimit të squfurit: 0 → +6, d.m.th. përgjigja e katërt.

• Në acidin squfur, gjendja e oksidimit të squfurit është (+4), dhe në një substancë të thjeshtë - squfur - 0:

1×2 +x+ 3×(-2) =0;

Ndryshimi i gjendjes së oksidimit të squfurit: +4 → 0, d.m.th. përgjigja e tretë.

SHEMBULL 2

Detyrë	Valenca III dhe gjendja e oksidimit (-3) azoti shfaqet në përbërje: a) N 2 H 4; b) NH3; c) NH4Cl; d) N 2 O 5
Zgjidhje	Për t'i dhënë një përgjigje të saktë pyetjes së parashtruar, ne do të përcaktojmë në mënyrë alternative valencën dhe gjendjen e oksidimit të azotit në përbërjet e propozuara. a) valenca e hidrogjenit është gjithmonë e barabartë me I. Numri i përgjithshëm i njësive të valencës së hidrogjenit është 4 (1 × 4 = 4). Ne e ndajmë vlerën e marrë me numrin e atomeve të azotit në molekulë: 4/2 \u003d 2, prandaj, valenca e azotit është II. Kjo përgjigje është e pasaktë. b) valenca e hidrogjenit është gjithmonë e barabartë me I. Numri i përgjithshëm i njësive të valencës së hidrogjenit është 3 (1 × 3 = 3). Ne e ndajmë vlerën e marrë me numrin e atomeve të azotit në molekulë: 3/1 \u003d 2, prandaj, valenca e azotit është III. Gjendja e oksidimit të azotit në amoniak është (-3): Kjo është përgjigja e saktë.
Përgjigju	Opsioni (b)