Maksimal musbat oksidlanish darajasini qanday aniqlash mumkin. Oksidlanish darajasini qanday aniqlash mumkin

Zarrachalarning oksidlanish-qaytarilish qobiliyatini tavsiflash uchun oksidlanish darajasi kabi tushuncha muhim ahamiyatga ega. OKSIDALANISH DAVLAT - molekula yoki iondagi atomning boshqa atomlar bilan barcha aloqalari uzilganda va umumiy elektron juftlari ko'proq elektron manfiy elementlar bilan qolsa, ega bo'lishi mumkin bo'lgan zaryaddir.

Ionlarning haqiqiy zaryadlaridan farqli o'laroq, oksidlanish darajasi faqat molekuladagi atomning shartli zaryadini ko'rsatadi. Bu salbiy, ijobiy yoki nol bo'lishi mumkin. Masalan, atomlarning oksidlanish darajasi oddiy moddalar"0" ga teng (,
,,). Kimyoviy birikmalarda atomlar doimiy oksidlanish darajasiga yoki o'zgaruvchanlikka ega bo'lishi mumkin. Kimyoviy birikmalarda davriy tizim guruhlarining I, II va III asosiy kichik guruhlari metallari uchun oksidlanish darajasi odatda doimiy va mos ravishda Me +1, Me +2 va Me +3 ga teng (Li +, Ca +2). , Al +3). Ftor atomi har doim -1 ga ega. Metallar bilan birikmalarda xlor har doim -1 ga ega. Ko'pgina birikmalarda kislorodning oksidlanish darajasi -2 (oksidlanish darajasi -1 bo'lgan peroksidlardan tashqari) va vodorod +1 (oksidlanish darajasi -1 bo'lgan metall gidridlardan tashqari).

Neytral molekuladagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig'indisi nolga, ionda esa ion zaryadiga teng. Bu munosabat kompleks birikmalardagi atomlarning oksidlanish darajalarini hisoblash imkonini beradi.

H 2 SO 4 sulfat kislota molekulasida vodorod atomining oksidlanish darajasi +1, kislorod atomi esa -2 ga teng. Ikkita vodorod atomi va to'rtta kislorod atomi bo'lgani uchun bizda ikkita "+" va sakkizta "-" mavjud. Neytrallik uchun oltita "+" etishmayapti. Aynan shu raqam oltingugurtning oksidlanish darajasi -
. Kaliy dixromati K 2 Cr 2 O 7 molekulasi ikkita kaliy atomi, ikkita xrom atomi va etti kislorod atomidan iborat. Kaliy oksidlanish darajasi +1, kislorod -2. Shunday qilib, bizda ikkita "+" va o'n to'rtta "-" bor. Qolgan o'n ikkita "+" ikkita xrom atomiga to'g'ri keladi, ularning har biri oksidlanish darajasi +6 (
).

Odatda oksidlovchi va qaytaruvchi moddalar

Qaytarilish va oksidlanish jarayonlarining ta'rifidan kelib chiqadiki, printsipial jihatdan, eng past oksidlanish darajasida bo'lmagan va shuning uchun ularning oksidlanish darajasini pasaytirishi mumkin bo'lgan atomlarni o'z ichiga olgan oddiy va murakkab moddalar oksidlovchi moddalar sifatida harakat qilishi mumkin. Xuddi shunday, eng yuqori oksidlanish darajasida bo'lmagan va shuning uchun ularning oksidlanish darajasini oshirishi mumkin bo'lgan atomlarni o'z ichiga olgan oddiy va murakkab moddalar qaytaruvchi moddalar sifatida harakat qilishi mumkin.

Eng kuchli oksidlovchi moddalar:

1) katta elektronegativlikka ega bo'lgan atomlar tomonidan hosil bo'lgan oddiy moddalar, ya'ni. davriy tizimning oltinchi va ettinchi guruhlari asosiy kichik guruhlarida joylashgan tipik metall bo'lmaganlar: F, O, Cl, S (mos ravishda F 2, O 2, Cl 2, S);

2) yuqori va oraliqdagi elementlarni o'z ichiga olgan moddalar

musbat oksidlanish holatlari, shu jumladan ionlar shaklida oddiy, elementar (Fe 3+) va kislorod o'z ichiga olgan oksoanionlar (permanganat ioni - MnO 4 -);

3) peroksid birikmalari.

Oksidlovchi sifatida amaliyotda ishlatiladigan alohida moddalarga kislorod va ozon, xlor, brom, permanganatlar, dixromatlar, xlorning oksid kislotalari va ularning tuzlari kiradi (masalan,
,
,
), nitrat kislota (
), konsentrlangan sulfat kislota (
), marganets dioksidi (
), vodorod periks va metall perikslar (
,
).

Eng kuchli kamaytiruvchi vositalar:

1) atomlari past elektronegativlikka ega bo'lgan oddiy moddalar ("faol metallar");

2) past oksidlanish darajasidagi metall kationlari (Fe 2+);

3) oddiy elementar anionlar, masalan, sulfid ioni S 2- ;

4) elementning eng past ijobiy oksidlanish darajalariga mos keladigan kislorodli anionlar (oksoanionlar) (nitrit).
, sulfit
).

Amalda qaytaruvchi moddalar sifatida ishlatiladigan o'ziga xos moddalarga, masalan, ishqoriy va ishqoriy tuproq metallari, sulfidlar, sulfitlar, galogen vodorodlar (HFdan tashqari), organik moddalar - spirtlar, aldegidlar, formaldegid, glyukoza, oksalat kislotasi, shuningdek, vodorod, uglerod. , monoksit uglerod (
) va alyuminiy yuqori haroratlarda.

Aslida, agar moddada oraliq oksidlanish holatidagi element bo'lsa, u holda bu moddalar oksidlovchi va qaytaruvchi xususiyatlarni namoyon qilishi mumkin. Hamma narsaga bog'liq

Reaksiyadagi "sherik": etarlicha kuchli oksidlovchi bilan u qaytaruvchi vosita sifatida, etarlicha kuchli qaytaruvchi bilan esa oksidlovchi sifatida reaksiyaga kirishishi mumkin. Masalan, nitrit ioni NO 2 - in kislotali muhit I - ioniga nisbatan oksidlovchi vosita sifatida ishlaydi:

2
+ 2+ 4HCl→ + 2
+ 4KCl + 2H 2 O

va MnO 4 permanganat ioniga nisbatan qaytaruvchi vosita sifatida -

5
+ 2
+ 3H 2 SO 4 → 2
+ 5
+ K 2 SO 4 + 3H 2 O

Oksidlanish darajasi molekuladagi atomning shartli zaryadidir, u elektronlarni to'liq qabul qilish natijasida atomni oladi, u barcha bog'lanishlar tabiatda ionli degan farazdan hisoblanadi. Oksidlanish darajasini qanday aniqlash mumkin?

Oksidlanish darajasini aniqlash

Zaryadlangan zarralar, ionlar mavjud bo'lib, ularning musbat zaryadi bitta atomdan olingan elektronlar soniga teng. Ionning manfiy zaryadi bitta atom tomonidan qabul qilingan elektronlar soniga teng kimyoviy element. Masalan, Ca2+ kabi elementning kirishi elementlarning atomlari bir, ikki yoki uchta elementni yo'qotganligini anglatadi. Ion birikmalari va molekula birikmalarining tarkibini topish uchun elementlarning oksidlanish darajasini aniqlashni bilishimiz kerak. Oksidlanish darajasi manfiy, musbat va nolga teng. Agar atomlar sonini hisobga olsak, molekuladagi algebraik oksidlanish darajasi nolga teng.

Elementning oksidlanish darajasini aniqlash uchun siz ma'lum bilimlarga amal qilishingiz kerak. Masalan, metall birikmalarida oksidlanish darajasi ijobiydir. Va eng yuqori oksidlanish darajasi element joylashgan davriy tizimning guruh raqamiga to'g'ri keladi. Metalllarda oksidlanish darajasi ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Bu metallning qaysi atom bilan bog'langanligiga bog'liq bo'ladi. Misol uchun, agar u metall atomiga ulangan bo'lsa, u holda daraja salbiy bo'ladi, lekin metall bo'lmagan bilan bog'langan bo'lsa, u holda daraja ijobiy bo'ladi.

Metallning salbiy eng yuqori oksidlanish holatini sakkizinchi raqamdan kerakli element joylashgan guruh sonini ayirish yo'li bilan aniqlash mumkin. Qoida tariqasida, u joylashgan elektronlar soniga teng tashqi qatlam. Bu elektronlarning soni ham guruh raqamiga mos keladi.

Oksidlanish holatini qanday hisoblash mumkin

Aksariyat hollarda ma'lum bir element atomining oksidlanish darajasi u hosil qiladigan bog'lar soniga mos kelmaydi, ya'ni bu elementning valentligiga teng emas. Buni organik birikmalar misolida yaqqol ko'rish mumkin.

Sizga shuni eslatib o'tamanki, uglerodning valentligi organik birikmalar 4 ga teng (ya'ni 4 ta bog' hosil qiladi), lekin uglerodning oksidlanish darajasi, masalan, metanolda CH 3 OH -2, CO 2 +4, CH4 da -4, chumoli kislotasida HCOOH +2. Valentlik kovalent kimyoviy bog'lanishlar soni bilan o'lchanadi, shu jumladan donor-akseptor mexanizmi tomonidan hosil qilingan.

Molekulalardagi atomlarning oksidlanish darajasini aniqlashda elektron manfiy atom, bitta elektron jufti o'z yo'nalishi bo'yicha siljiganida, -1 zaryad oladi, lekin ikkita elektron juft bo'lsa, u holda -2 zaryad bo'ladi. Oksidlanish darajasiga bir xil atomlar orasidagi bog'lanish ta'sir qilmaydi. Misol uchun:

• C-C atomlarining bog'lanishi ularning nol oksidlanish darajasiga teng.
• C-H aloqasi - bu erda eng elektronegativ atom sifatida uglerod -1 zaryadiga to'g'ri keladi.
• Ulanish C-O to'lovi uglerod kamroq elektronegativ bo'lgani uchun +1 ga teng bo'ladi.

Oksidlanish darajasini aniqlashga misollar

1. CH 3Cl uch kabi molekulada C-H aloqalari C). Shunday qilib, bu birikmadagi uglerod atomining oksidlanish darajasi quyidagilarga teng bo'ladi: -3 + 1 = -2.
2. Cˉ³H3-C¹O-H atsetaldegid molekulasidagi uglerod atomlarining oksidlanish darajasi topilsin. Ushbu birikmada uchta C-H aloqasi C atomiga umumiy zaryad beradi, bu (Cº+3e→Cˉ³)-3. C=O qo'sh bog'lanish (bu erda kislorod uglerod atomidan elektronlarni oladi, chunki kislorod ko'proq elektronegativ bo'ladi) C atomiga zaryad beradi, u +2 ga (Cº-2e→C²) teng, aloqa esa C-H zaryadi-1, shuning uchun C atomining umumiy zaryadi: (2-1=1)+1.
3. Endi etanol molekulasidagi oksidlanish darajasini topamiz: Cˉ³H-Cˉ¹H2-OH. Bu erda uchta C-H aloqasi C atomiga umumiy zaryad beradi, bu (Cº+3e→Cˉ³)-3. Ikkita C-H aloqasi C atomiga zaryad beradi, bu -2 ga teng bo'ladi, C→O aloqasi esa +1 zaryad beradi, bu C atomining umumiy zaryadini bildiradi: (-2+1= -1)-1.

Endi siz elementning oksidlanish darajasini qanday aniqlashni bilasiz. Agar sizda hech bo'lmaganda bo'lsa asosiy bilim kimyoda, keyin siz uchun topshiriq berilgan muammo bo'lmaydi.

Oksidlanish darajasi. Element atomining oksidlanish darajasini aniqlash kimyoviy formula ulanishlar. Elementlar atomlarining ma'lum oksidlanish darajalariga ko'ra birikma formulasini tuzish

Elementning oksidlanish darajasi moddadagi atomning ionlardan iborat degan faraz bilan hisoblangan shartli zaryadidir. Elementlarning oksidlanish darajasini aniqlash uchun ba'zi qoidalarni yodda tutish kerak:

1. Oksidlanish darajasi musbat, manfiy yoki bo'lishi mumkin nol. U element belgisi ustidagi ortiqcha yoki minus belgisi bilan arab raqami bilan belgilanadi.

2. Oksidlanish darajalarini aniqlashda ular moddaning elektron manfiyligidan kelib chiqadi: birikmadagi barcha atomlarning oksidlanish darajalari yig`indisi nolga teng.

3. Agar birikma bir element atomlari tomonidan (oddiy moddada) hosil bo'lsa, u holda bu atomlarning oksidlanish darajasi nolga teng.

4. Ba'zi kimyoviy elementlarning atomlariga odatda po'latga oksidlanish darajalari beriladi. Masalan, birikmalardagi ftorning oksidlanish darajasi doimo -1 ga teng; litiy, natriy, kaliy, rubidiy va seziy +1; magniy, kaltsiy, stronsiy, bariy va sink +2, alyuminiy +3.

5. Vodorodning oksidlanish darajasi ko'pchilik birikmalarda +1, faqat ba'zi metallar bilan birikmalarda -1 ga teng (KH, BaH2).

6. Aksariyat birikmalarda kislorodning oksidlanish darajasi -2 ga teng, faqat ayrim birikmalarda -1 (H2O2, Na2O2 yoki +2 (OF2)) oksidlanish darajasi beriladi.

7. Ko'pgina kimyoviy elementlarning atomlari mavjud daraja o'zgaruvchilari oksidlanish.

8. Metall atomining birikmalardagi oksidlanish darajasi musbat va son jihatdan uning valentligiga teng.

9. Elementning maksimal musbat oksidlanish darajasi odatda element joylashgan davriy tizimdagi guruh raqamiga teng.

10. Metalllarning minimal oksidlanish darajasi nolga teng. Ko'p hollarda metall bo'lmaganlar uchun quyida salbiy daraja oksidlanish guruh soni va sakkiz soni orasidagi farqga teng.

11. Atomning oksidlanish darajasi oddiy ionni (bir atomdan iborat) hosil qiladi, bu ionning zaryadiga teng.

Yuqoridagi qoidalardan foydalanib, H2SO4 tarkibidagi kimyoviy elementlarning oksidlanish darajalarini aniqlaymiz. Bu uchta kimyoviy element - vodorod H, oltingugurt S va kislorod O dan tashkil topgan murakkab moddadir. Biz ular uchun doimiy bo'lgan elementlarning oksidlanish darajalariga e'tibor qaratamiz. Bizning holatlarimizda bular vodorod H va kislorod O.

Oltingugurtning noma’lum oksidlanish darajasini aniqlaymiz. Bu birikmadagi oltingugurtning oksidlanish darajasi x bo'lsin.

Har bir element uchun uning indeksini oksidlanish darajasiga ko'paytirish orqali tenglamalar tuzamiz va olingan miqdorni nolga tenglashtiramiz: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0

2 + X - 8 = 0

x = +8 - 2 = +6

Shuning uchun oltingugurtning oksidlanish darajasi plyus olti ga teng.

Quyidagi misolda elementlar atomlarining oksidlanish darajalari ma’lum bo‘lgan birikmaning formulasini qanday yozish mumkinligini bilib olaylik. Temir (III) oksidning formulasini tuzamiz. "Oksid" so'zi temir belgisining o'ng tomonida kislorod belgisi yozilishi kerakligini anglatadi: FeO.

Kimyoviy elementlarning ramzlari ustidagi oksidlanish darajalariga e'tibor bering. Temirning oksidlanish darajasi qavs ichida (III) nomda ko'rsatilgan, shuning uchun u +3 ga teng, oksidlardagi kislorodning oksidlanish darajasi -2 ga teng.

3 va 2 raqamlari uchun eng kichik umumiy ko'paytmani topamiz, bu 6. 6 raqamini 3 ga bo'ling, biz 2 raqamini olamiz - bu temir uchun indeks. Biz 6 raqamini 2 ga bo'lamiz, biz 3 raqamini olamiz - bu kislorod uchun indeks.

Quyidagi misolda element atomlari va ion zaryadlarining oksidlanish darajalari ma'lum bo'lgan birikma formulasini qanday shakllantirishni bilib olaylik. Kalsiy ortofosfat formulasini tuzamiz. "Ortofosfat" so'zi Kaltsiy belgisining o'ng tomonida ortofosfat kislotaning kislota qoldig'i yozilishi kerakligini anglatadi: CaPO4.

Kaltsiyning oksidlanish holatiga (to'rtinchi qoida) va kislota qoldig'ining zaryadiga (eruvchanlik jadvaliga muvofiq) e'tibor bering.

Keling, 2 va 3 raqamlari uchun eng kichik umumiy ko'paytmani topamiz, bu 6. 6 raqamini 2 ga bo'ling, biz 3 raqamini olamiz - bu kaltsiy uchun indeks. Biz 6 raqamini 3 ga bo'lamiz, biz 2 raqamini olamiz - bu kislota qoldig'i uchun indeks.

Elektromanfiylik, kimyoviy elementlar atomlarining boshqa xossalari kabi, elementning tartib raqamining ko'payishi bilan davriy ravishda o'zgaradi:

Yuqoridagi grafik elementning tartib raqamiga qarab asosiy kichik guruhlar elementlarining elektron manfiyligining o'zgarishi davriyligini ko'rsatadi.

Davriy jadvalning kichik guruhi bo'ylab pastga siljishda kimyoviy elementlarning elektr manfiyligi pasayadi, davr bo'ylab o'ngga siljishda u ortadi.

Elektromanfiylik elementlarning metall emasligini aks ettiradi: elektronegativlik qiymati qanchalik yuqori bo'lsa, elementda metall bo'lmagan xususiyatlar shunchalik ko'p namoyon bo'ladi.

Oksidlanish holati

Murakkab tarkibidagi elementning oksidlanish darajasini qanday hisoblash mumkin?

1) Oddiy moddalardagi kimyoviy elementlarning oksidlanish darajasi doimo nolga teng.

2) Murakkab moddalarda doimiy oksidlanish holatini ko'rsatadigan elementlar mavjud:

3) birikmalarning aksariyatida doimiy oksidlanish holatini ko'rsatadigan kimyoviy elementlar mavjud. Bu elementlarga quyidagilar kiradi:

4) Molekuladagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig’indisi doimo nolga teng. Iondagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig'indisi ion zaryadiga teng.

5) Eng yuqori (maksimal) oksidlanish darajasi guruh raqamiga teng. Ushbu qoidaga kirmaydigan istisnolar I guruhning ikkilamchi kichik guruhining elementlari, VIII guruhning ikkinchi darajali kichik guruhining elementlari, shuningdek kislorod va ftordir.

Guruh raqami ularga mos kelmaydigan kimyoviy elementlar eng yuqori daraja oksidlanish (eslash kerak)

6) Metalllarning eng past oksidlanish darajasi har doim nolga teng, nometalllarning eng past oksidlanish darajasi quyidagi formula bilan hisoblanadi:

metall bo'lmaganning eng past oksidlanish darajasi = guruh raqami - 8

Yuqorida keltirilgan qoidalarga asoslanib, har qanday moddada kimyoviy elementning oksidlanish darajasini belgilash mumkin.

Turli birikmalardagi elementlarning oksidlanish darajalarini topish

1-misol

Sulfat kislotadagi barcha elementlarning oksidlanish darajalarini aniqlang.

Qaror:

Sulfat kislota formulasini yozamiz:

Barcha murakkab moddalardagi vodorodning oksidlanish darajasi +1 (metall gidridlardan tashqari).

Barcha murakkab moddalarda kislorodning oksidlanish darajasi -2 (peroksidlar va kislorod ftorid OF 2 dan tashqari). Keling, ma'lum oksidlanish darajalarini tartibga solamiz:

Oltingugurtning oksidlanish darajasini quyidagicha belgilaymiz x:

Sulfat kislota molekulasi, har qanday moddaning molekulasi kabi, odatda elektr neytraldir, chunki. molekuladagi barcha atomlarning oksidlanish darajalari yig'indisi nolga teng. Sxematik ravishda buni quyidagicha tasvirlash mumkin:

Bular. biz quyidagi tenglamani oldik:

Keling, buni hal qilaylik:

Shunday qilib, sulfat kislotada oltingugurtning oksidlanish darajasi +6 ga teng.

2-misol

Ammoniy bixromat tarkibidagi barcha elementlarning oksidlanish darajasini aniqlang.

Qaror:

Ammoniy bixromat formulasini yozamiz:

Oldingi holatda bo'lgani kabi, biz vodorod va kislorodning oksidlanish darajalarini tartibga solishimiz mumkin:

Biroq, bir vaqtning o'zida ikkita kimyoviy element - azot va xromning oksidlanish darajalari noma'lum ekanligini ko'ramiz. Shuning uchun biz oldingi misoldagi kabi oksidlanish darajalarini topa olmaymiz (ikki o'zgaruvchili bitta tenglama yagona yechimga ega emas).

Keling, ko'rsatilgan moddaning tuzlar sinfiga tegishli ekanligiga va shunga mos ravishda ion tuzilishga ega ekanligiga e'tibor qaratamiz. Shunda biz to'g'ri aytishimiz mumkinki, ammoniy bixromat tarkibiga NH 4+ kationlari kiradi (bu kationning zaryadini eruvchanlik jadvalida ko'rish mumkin). Demak, ammoniy dixromatning formula birligida ikkita musbat bir zaryadli NH 4+ kationlari mavjud bo‘lganligi sababli, modda umuman elektr neytral bo‘lgani uchun bixromat ionining zaryadi -2 ga teng. Bular. moddani NH 4 + kationlari va Cr 2 O 7 2- anionlari hosil qiladi.

Biz vodorod va kislorodning oksidlanish darajalarini bilamiz. Ion tarkibidagi barcha elementlar atomlarining oksidlanish darajalari yig‘indisi zaryadga teng ekanligini bilib, azot va xromning oksidlanish darajalarini quyidagicha belgilash. x va y shunga ko'ra biz yozishimiz mumkin:

Bular. ikkita mustaqil tenglamani olamiz:

Qaysi birini hal qilib, biz topamiz x va y:

Shunday qilib, ammoniy bixromatda azotning oksidlanish darajalari -3, vodorod +1, xrom +6 va kislorod -2 ga teng.

Organik moddalardagi elementlarning oksidlanish darajasini qanday aniqlash mumkin, o'qilishi mumkin.

Valentlik

Atomlarning valentligi Rim raqamlari bilan ko'rsatilgan: I, II, III va boshqalar.

Atomning valentlik imkoniyatlari miqdorga bog'liq:

1) juftlanmagan elektronlar

2) valentlik darajalari orbitallarida taqsimlanmagan elektron juftlari

3) valentlik darajasining bo'sh elektron orbitallari

Vodorod atomining valentlik imkoniyatlari

Vodorod atomining elektron grafik formulasini tasvirlaymiz:

Valentlik imkoniyatlariga uchta omil ta'sir qilishi mumkinligi aytildi - juftlanmagan elektronlar mavjudligi, tashqi sathda taqsimlanmagan elektron juftlarining mavjudligi va tashqi darajadagi bo'sh (bo'sh) orbitallarning mavjudligi. Biz tashqi (va faqat) energiya darajasida bitta juftlashtirilmagan elektronni ko'ramiz. Shunga asoslanib, vodorod aynan I ga teng valentlikka ega bo'lishi mumkin. Biroq, birinchi energiya darajasida faqat bitta pastki daraja mavjud - s, bular. tashqi sathdagi vodorod atomida na taqsimlanmagan elektron juftlar, na bo'sh orbitallar mavjud.

Shunday qilib, vodorod atomi namoyon qilishi mumkin bo'lgan yagona valentlik I.

Uglerod atomining valentlik imkoniyatlari

Uglerod atomining elektron tuzilishini ko'rib chiqing. Asosiy holatda uning tashqi sathining elektron konfiguratsiyasi quyidagicha:

Bular. Asosiy holatda qo'zg'atilmagan uglerod atomining tashqi energiya darajasi 2 ta juftlashtirilmagan elektronni o'z ichiga oladi. Bu holatda u II ga teng valentlikni namoyon qilishi mumkin. Biroq, uglerod atomi unga energiya berilganda juda osonlik bilan hayajonlangan holatga o'tadi va bu holda tashqi qatlamning elektron konfiguratsiyasi quyidagi shaklni oladi:

Uglerod atomini qo'zg'atish jarayonida ma'lum energiya sarflangan bo'lsa-da, sarf-xarajatlar to'rtta kovalent bog'lanish hosil bo'lishi bilan qoplanadi. Shu sababli, valentlik IV uglerod atomiga ko'proq xosdir. Masalan, uglerod karbonat angidrid, karbonat kislota va mutlaqo barcha organik moddalar molekulalarida IV valentlikka ega.

Valentlik imkoniyatlariga juftlanmagan elektronlar va yolg'iz elektron juftlardan tashqari valentlik darajasidagi bo'sh () orbitallarning mavjudligi ham ta'sir qiladi. To'ldirilgan darajadagi bunday orbitallarning mavjudligi atomning elektron juftlik qabul qiluvchi sifatida harakat qilishi mumkinligiga olib keladi, ya'ni. donor-akseptor mexanizmi orqali qo'shimcha kovalent bog'lanishlar hosil qiladi. Shunday qilib, masalan, kutilganidan farqli o'laroq, molekulada uglerod oksidi CO aloqasi ikki barobar emas, balki uch barobar, bu quyidagi rasmda aniq ko'rsatilgan:

Azot atomining valentlik imkoniyatlari

Azot atomining tashqi energiya darajasining elektron-grafik formulasini yozamiz:

Yuqoridagi rasmdan ko'rinib turibdiki, azot atomi normal holatda 3 ta juftlashtirilmagan elektronga ega va shuning uchun u III ga teng valentlikni namoyon qilishi mumkin deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri keladi. Darhaqiqat, ammiak molekulalarida (NH 3) uchga teng valentlik kuzatiladi. azot kislotasi(HNO 2), azot trixlorid (NCl 3) va boshqalar.

Kimyoviy element atomining valentligi nafaqat juftlanmagan elektronlar soniga, balki bo'linmagan elektron juftlarining mavjudligiga ham bog'liqligi yuqorida aytilgan edi. Bu kovalent bo'lishi bilan bog'liq kimyoviy bog'lanish faqat ikkita atom bir-birini bittadan elektron bilan ta'minlaganda emas, balki taqsimlanmagan juft elektronga ega bo'lgan bitta atom - donor () uni valentlik darajasining bo'sh () orbitali (akseptor) bilan boshqa atomga berganda ham hosil bo'lishi mumkin. ). Bular. azot atomi uchun IV valentlik donor-akseptor mexanizmi tomonidan hosil qilingan qo'shimcha kovalent bog'lanish tufayli ham mumkin. Masalan, ammoniy kationining hosil bo'lishida to'rtta kovalent bog'lanish kuzatiladi, ulardan biri donor-akseptor mexanizmi tomonidan hosil bo'ladi:

Kovalent bog'lanishlardan biri donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'lishiga qaramay, barcha N-H aloqalari ammoniy kationida mutlaqo bir xil va bir-biridan farq qilmaydi.

V ga teng valentlik, azot atomi ko'rsatishga qodir emas. Buning sababi shundaki, azot atomi uchun qo'zg'aluvchan holatga o'tish mumkin emas, bunda ikkita elektronning juftlashishi ulardan birining energiya darajasi bo'yicha eng yaqin bo'lgan erkin orbitalga o'tishi bilan sodir bo'ladi. Azot atomida yo'q d-pastki darajali va 3s-orbitalga o'tish energetik jihatdan shunchalik qimmatki, energiya xarajatlari yangi bog'lanishlar hosil bo'lishi bilan qoplanmaydi. Ko'pchilik, masalan, molekulalarda azotning valentligi qanday ekanligiga hayron bo'lishi mumkin azot kislotasi HNO 3 yoki azot oksidi N 2 O 5? G'alati, u erda valentlik ham IV ga ega, buni quyidagi struktura formulalaridan ko'rish mumkin:

Rasmdagi nuqta chiziq deb ataladigan narsani ko'rsatadi delokalizatsiya qilingan π -aloqa. Shu sababli, NO terminal obligatsiyalarini "bir yarim" deb atash mumkin. Xuddi shunday bir yarim bog'lanishlar ozon molekulasi O 3, benzol C 6 H 6 va boshqalarda ham uchraydi.

Fosforning valentlik imkoniyatlari

Fosfor atomining tashqi energiya darajasining elektron-grafik formulasini tasvirlaymiz:

Ko'rib turganimizdek, asosiy holatdagi fosfor atomi va azot atomining tashqi qatlamining tuzilishi bir xil va shuning uchun fosfor atomi uchun, shuningdek, azot atomi uchun mumkin bo'lgan valentliklarni kutish mantiqan to'g'ri keladi. amalda kuzatiladigan I, II, III va IV gacha.

Biroq, azotdan farqli o'laroq, fosfor atomi ham mavjud d-5 ta bo'sh orbital bilan pastki daraja.

Shu munosabat bilan u qo'zg'aluvchan holatga o'tishga qodir, elektronlarni bug'lash 3 s-orbitallar:

Shunday qilib, azot erisha olmaydigan fosfor atomi uchun V valentligi mumkin. Shunday qilib, masalan, fosfor atomi fosfor kislotasi, fosfor (V) galogenidlari, fosfor (V) oksidi va boshqalar kabi birikmalarning molekulalarida besh valentlikka ega.

Kislorod atomining valentlik imkoniyatlari

Kislorod atomining tashqi energiya darajasining elektron-grafik formulasi quyidagi shaklga ega:

Biz 2-darajada ikkita juftlashtirilmagan elektronni ko'ramiz va shuning uchun kislorod uchun II valentlik mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, kislorod atomining bu valentligi deyarli barcha birikmalarda kuzatiladi. Yuqorida, uglerod atomining valentlik imkoniyatlarini ko'rib chiqayotganda, biz uglerod oksidi molekulasining hosil bo'lishini muhokama qildik. CO molekulasidagi bog'lanish uch barobar, shuning uchun u erda kislorod uch valentli (kislorod elektron juft donor).

Kislorod atomi tashqi darajaga ega emasligi sababli d-kichik darajalar, elektronlarning depasatsiyasi s va p- orbitallar mumkin emas, shuning uchun kislorod atomining valentlik qobiliyati uning kichik guruhining boshqa elementlari, masalan, oltingugurt bilan solishtirganda cheklangan.

Oltingugurt atomining valentlik imkoniyatlari

Oltingugurt atomining qo'zg'atmagan holatidagi tashqi energiya darajasi:

Oltingugurt atomi, xuddi kislorod atomi kabi, normal holatda ikkita juftlashtirilmagan elektronga ega, shuning uchun oltingugurt uchun ikkita valentlik mumkin degan xulosaga kelishimiz mumkin. Darhaqiqat, oltingugurt II valentlikka ega, masalan, H 2 S vodorod sulfidi molekulasida.

Ko'rib turganimizdek, tashqi darajadagi oltingugurt atomi mavjud d bo'sh orbitallar bilan pastki daraja. Shu sababli, oltingugurt atomi qo'zg'aluvchan holatlarga o'tishi tufayli kisloroddan farqli o'laroq, o'zining valentlik qobiliyatini kengaytirishga qodir. Shunday qilib, yolg'iz elektron juftlikni ajratishda 3 p-oltingugurt atomi quyi daraja oladi elektron konfiguratsiya tashqi daraja quyidagicha:

Bu holatda oltingugurt atomida 4 ta juftlashtirilmagan elektron mavjud bo'lib, bu bizga oltingugurt atomlarining IV ga teng valentlikni ko'rsatishi mumkinligi haqida gapiradi. Darhaqiqat, oltingugurt SO 2, SF 4, SOCl 2 va boshqalar molekulalarida IV valentlikka ega.

3 da joylashgan ikkinchi yolg'iz elektron juftini ajratishda s- pastki daraja, tashqi energiya darajasi quyidagi konfiguratsiyaga ega bo'ladi:

Bunday holatda VI valentlikning namoyon bo'lishi allaqachon mumkin bo'ladi. VI-valentli oltingugurt bilan birikmalarga SO 3, H 2 SO 4, SO 2 Cl 2 va boshqalar misol boʻla oladi.

Xuddi shunday, biz boshqa kimyoviy elementlarning valentlik imkoniyatlarini ko'rib chiqishimiz mumkin.

Oksidlanish darajasini aniqlash vazifasi oddiy rasmiyatchilik va ham bo'lishi mumkin qiyin boshqotirma. Bu, birinchi navbatda, kimyoviy birikmaning formulasiga, shuningdek, kimyo va matematika bo'yicha elementar bilimlarning mavjudligiga bog'liq bo'ladi.

Ushbu turdagi muammolarni hal qilishda ushbu maqolada muhokama qilinadigan asosiy qoidalar va ketma-ket mantiqiy harakatlar algoritmini bilish, har bir kishi bu vazifani osongina engishi mumkin. Turli xil kimyoviy birikmalarning oksidlanish darajasini aniqlashni o'rgatgan va o'rganganingizdan so'ng, siz elektron balansni tuzish usuli bilan murakkab redoks reaktsiyalarini tenglashtirishni ishonchli qabul qilishingiz mumkin.

Oksidlanish darajasi haqida tushuncha

Oksidlanish darajasini qanday aniqlashni o'rganish uchun avval ushbu tushuncha nimani anglatishini aniqlashingiz kerak?

• Oksidlanish darajasi elektronlar atomdan atomga o'tkazilganda, oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida qayd etilganda qo'llaniladi.
• Oksidlanish darajasi atomning shartli zaryadini bildiruvchi uzatilgan elektronlar sonini belgilaydi.
• Oksidlanish darajasi va valentlik ko'pincha bir xil.

Ushbu belgi kimyoviy elementning tepasida, uning o'ng burchagida yozilgan va "+" yoki "-" belgisi bo'lgan butun sondir. Oksidlanish darajasining nol qiymati belgi ko'rsatmaydi.

Oksidlanish darajasini aniqlash qoidalari

Oksidlanish darajasini aniqlash uchun asosiy qonunlarni ko'rib chiqing:

• Oddiy elementar moddalar, ya'ni bir turdagi atomlardan tashkil topgan moddalar har doim nol oksidlanish darajasiga ega bo'ladi. Masalan, Na0, H02, P04
• Har doim bitta, doimiy, oksidlanish darajasiga ega bo'lgan bir qator atomlar mavjud. Jadvalda keltirilgan qiymatlarni eslab qolish yaxshiroqdir.

• Ko'rib turganingizdek, vodorod metallar bilan birgalikda istisno bo'lib, u o'ziga xos bo'lmagan "-1" oksidlanish holatini oladi.
• Kislorod, shuningdek, kislorod atomlari bir-biriga bog'langan peroksidlar, superoksidlar yoki ozonidlar tarkibida ftor bilan kimyoviy birikmada "+2" va "-1" oksidlanish darajasini oladi.

• Metall ionlari oksidlanish darajasining bir nechta qiymatlariga ega (va faqat ijobiy), shuning uchun u birikmadagi qo'shni elementlar tomonidan aniqlanadi. Misol uchun, FeCl3 da xlorning oksidlanish darajasi "-1" bo'lib, u 3 atomga ega, shuning uchun biz -1 ni 3 ga ko'paytiramiz, biz "-3" ni olamiz. Birikmaning oksidlanish darajalari yig'indisi "0" bo'lishi uchun temirning oksidlanish darajasi "+3" bo'lishi kerak. FeCl2 formulasida temir mos ravishda o'z darajasini "+2" ga o'zgartiradi.
• Formuladagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarini matematik yig'ish (belgilarni hisobga olgan holda) har doim nol qiymatini olish kerak. Masalan, in xlorid kislotasi H + 1Cl-1 (+1 va -1 = 0) va sulfat kislotada H2 + 1S + 4O3-2 (vodorod uchun +1 * 2 = +2, oltingugurt uchun +4 va -2 * 3 = -6 uchun). kislorod; +6 va -6 qo'shiladi 0).
• Monatomik ionning oksidlanish darajasi uning zaryadiga teng bo'ladi. Masalan: Na+, Ca+2.
• Oksidlanishning eng yuqori darajasi, qoida tariqasida, D.I.Mendeleyevning davriy tizimidagi guruh raqamiga mos keladi.

Oksidlanish darajasini aniqlash uchun harakatlar algoritmi

Oksidlanish darajasini topish tartibi murakkab emas, lekin diqqat va muayyan harakatlarni talab qiladi.

Topshiriq: KMnO4 birikmasida oksidlanish darajalarini joylashtiring

• Birinchi element kaliyning doimiy oksidlanish darajasi "+1".
  Tekshirish uchun siz kaliy elementlarning 1-guruhida joylashgan davriy tizimga qarashingiz mumkin.
• Qolgan ikkita elementdan kislorod "-2" oksidlanish darajasini olishga intiladi.
• Quyidagi formulani olamiz: K + 1MnxO4-2. Marganetsning oksidlanish darajasini aniqlash uchun qoladi.
  Demak, x marganetsning bizga noma'lum oksidlanish darajasidir. Endi birikmadagi atomlar soniga e'tibor berish muhimdir.
  Kaliy atomlari soni - 1, marganets - 1, kislorod - 4.
  Molekulaning elektr neytralligini hisobga olgan holda, umumiy (umumiy) zaryad nolga teng bo'lganda,

1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1x+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(o'tkazishda belgini o'zgartiring)
1x = +7, x = +7

Shunday qilib, birikmadagi marganetsning oksidlanish darajasi "+7" dir.

Vazifa: Fe2O3 birikmasida oksidlanish darajalarini tartibga soling.

• Ma'lumki, kislorod "-2" oksidlanish darajasiga ega va oksidlovchi vosita sifatida ishlaydi. Atomlar sonini (3) hisobga olgan holda, kislorodning umumiy qiymati "-6" (-2*3= -6), ya'ni. oksidlanish darajasini atomlar soniga ko'paytiring.
• Formulani muvozanatlash va uni nolga etkazish uchun 2 ta temir atomining oksidlanish darajasi "+3" (2*+3=+6) bo'ladi.
• Xulosa qilib aytganda, biz nolga erishamiz (-6 va +6 = 0).

Vazifa: Al(NO3)3 birikmasida oksidlanish darajalarini tartibga soling.

• Alyuminiy atomi bitta va doimiy oksidlanish darajasi "+3".
• Molekulada 9 (3 * 3) kislorod atomi mavjud, kislorodning oksidlanish darajasi, siz bilganingizdek, "-2" dir, ya'ni bu qiymatlarni ko'paytirish orqali biz "-18" ni olamiz.
• Bu salbiy va tenglashtirish uchun qoladi ijobiy qadriyatlar, shunday qilib azotning oksidlanish darajasini aniqlash. -18 va +3, + 15 yo'q.Va 3 ta azot atomi borligini hisobga olsak, uning oksidlanish darajasini aniqlash oson: 15 ni 3 ga bo'ling va 5 ni oling.
• Azotning oksidlanish darajasi "+5" va formulasi quyidagicha bo'ladi: Al + 3 (N + 5O-23) 3
• Agar kerakli qiymatni shu tarzda aniqlash qiyin bo'lsa, siz tenglamalarni tuzishingiz va echishingiz mumkin:

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

Demak, oksidlanish darajasi kimyoda molekuladagi atomlarning holatini ifodalovchi juda muhim tushunchadir.
Oksidlanish darajasini to'g'ri aniqlashga imkon beradigan ba'zi qoidalar yoki asoslarni bilmasdan, bu vazifani engish mumkin emas. Shuning uchun bitta xulosa bor: maqolada aniq va ravshan ko'rsatilgan oksidlanish darajasini topish qoidalari bilan yaxshilab tanishib chiqing va kimyoviy donolikning qiyin yo'lidan jasorat bilan harakat qiling.