Conceptul numărului de oxidare, cum să îl scoateți și exemple

numărul de oxidare, Numită și starea de oxidare, este una care descrie câștigul sau pierderea electronilor dintr-un atom, presupunând că compusul din care face parte are un caracter pur ionic. Prin urmare, atunci când vorbim despre numărul de oxidare, se presupune că toți atomii se găsesc ca ioni care interacționează electrostatic.

Deși imaginea reală este mai complicată decât a avea ioni peste tot, numărul de oxidare este cu adevărat util pentru interpretarea reacțiilor de reducere a oxidului (redox). Modificarea acestor numere relevă ce specii au fost oxidați sau au pierdut electroni sau dacă electronii au fost reduși sau câștigați..

Sarcina ionică a unui ion monatomic se potrivește cu numărul său de oxidare. De exemplu, anionul oxid, O^Două-, una dintre cele mai abundente deoarece se găsește în nenumărate minerale, are un număr de oxidare de -2. Acest lucru este interpretat după cum urmează: are doi electroni suplimentari în comparație cu atomul de oxigen O din starea de bază.

Numerele de oxidare sunt calculate cu ușurință dintr-o formulă moleculară și sunt adesea mai utile și mai relevante atunci când vine vorba de compuși anorganici plini de ioni. Între timp, în chimia organică nu are aceeași importanță, deoarece aproape toate legăturile sale sunt în esență covalente..

Indice articol

• 1 Cum se obține numărul de oxidare?
  • 1.1 Electroneutralitate
  • 1.2 Valențe
  • 1.3 Reguli generale
  • 1.4 Operații aritmetice
• 2 Exemple
  • 2.1 Oxigen
  • 2.2 Azot
  • 2.3 Clor
  • 2.4 Potasiu
  • 2.5 Sulf
  • 2.6 Carbon
  • 2.7 Fosfor
• 3 Referințe

Cum se obține numărul de oxidare?

Electroneutralitate

Suma sarcinilor ionice dintr-un compus trebuie să fie egală cu zero pentru ca acesta să fie neutru. Doar ionii pot avea sarcini pozitive sau negative.

Prin urmare, se presupune că suma numerelor de oxidare trebuie să fie, de asemenea, egală cu zero. Ținând cont de acest lucru și efectuând unele calcule aritmetice, putem extrage sau determina numărul de oxidare al unui atom din orice compus.

Valencias

Valențele nu sunt fiabile în determinarea numărului de oxidare al unui atom, deși există mai multe excepții. De exemplu, toate elementele grupei 1, metalele alcaline, au o valență de 1 și, prin urmare, un număr de oxidare invariabil de +1. La fel se întâmplă și cu metalele alcalino-pământoase, cele din grupa 2, cu un număr de oxidare de +2.

Rețineți că numerele de oxidare pozitivă sunt întotdeauna precedate de simbolul „+”: +1, +2, +3 etc. Și în același mod negativele: -1, -2, -3 etc..

Reguli generale

Există câteva reguli generale care trebuie luate în considerare la determinarea numărului de oxidare:

-Numărul de oxidare pentru oxigen și sulf este -2: O^Două- și S^Două-

-Elementele pure au un număr de oxidare de 0: Fe⁰, P₄⁰, S₈⁰

-Atomul de hidrogen, în funcție de cine este legat, are un număr de oxidare de +1 (H⁺) sau -1 (H^-)

-Halogenii, atâta timp cât nu sunt legați de oxigen sau fluor, au un număr de oxidare de -1: F^-, Cl^-, Fr^- și eu^-

-Pentru un ion poliatomic, cum ar fi OH^-, suma numerelor de oxidare nu trebuie să fie egală cu zero, ci cu sarcina ionului, care ar fi -1 pentru OH^- (SAU^Două-H⁺)^-

-Metalele în condiții obișnuite au numere de oxidare pozitive

Operatii aritmetice

Să presupunem că avem compusul PbCO₃. Dacă identificăm anionul carbonat, CO₃^Două-, calcularea tuturor numerelor de oxidare va fi simplă. Începem cu același carbonat, știind că numărul de oxidare al oxigenului este -2:

(C^XSAU₃^Două-)^Două-

Suma numerelor de oxidare trebuie să fie egală cu -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Prin urmare, numărul de oxidare al carbonului este +4:

(C⁴⁺SAU₃^Două-)^Două-

PbCO₃ acum ar arăta ca:

Pb^zC⁴⁺SAU₃^Două-

Din nou, adăugăm numerele de oxidare la zero:

z + 4 - 6 = 0

z = +2

Prin urmare, plumbul are un număr de oxidare de +2, deci se presupune că există ca un cation Pb.^Două+. De fapt, nici măcar nu a fost necesar să se facă acest calcul, deoarece știind că carbonatul are o sarcină de -2, plumb, contraionul său trebuie să aibă neapărat o sarcină de +2 pentru a exista electroneutralitate.

Exemple

Iată câteva exemple de numere de oxidare pentru diferite elemente din compuși diferiți..

Oxigen

Toți oxizii metalici au oxigen ca O^Două-: CaO, FeO, Cr_DouăSAU₃, BeO, Al_DouăSAU₃, PbO_Două, etc. Cu toate acestea, în anionul peroxid, O_Două^Două-, Fiecare atom de oxigen are un număr de oxidare de -1. La fel, în anionul superoxid, O_Două^-, fiecare atom de oxigen are un număr de oxidare de -1/2.

Pe de altă parte, când oxigenul se leagă de fluor, acesta capătă numere de oxidare pozitive. De exemplu, în difluorură de oxigen, OF_Două, oxigenul are un număr de oxidare pozitiv. Care? Știind că fluorul este -1 avem:

SAU^XF_Două^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Astfel, oxigenul are un număr de oxidare de +2 (O^Două+) în OF_Două (SAU^Două+F_Două^-).

Azot

Principalele numere de oxidare ale azotului sunt -3 (N^3-H₃⁺¹), +3 (N³⁺F₃^-) și +5 (N_Două⁵⁺SAU₅^Două-).

Clor

Unul dintre principalele numere de oxidare pentru clor este -1. Dar totul se schimbă atunci când este combinat cu oxigen, azot sau fluor, elemente mai electronegative. Când se întâmplă acest lucru, dobândește numere de oxidare pozitive, cum ar fi: +1 (N^3-Cl₃⁺, Cl⁺F^-, Cl_Două⁺SAU^Două-), +2, +3 (ClO_Două^-), +4, +5 (ClO_Două⁺), +6 și +7 (Cl_Două⁷⁺SAU₇^Două-).

Potasiu

Potasiul în toți compușii săi are un număr de oxidare de +1 (K⁺); cu excepția cazului în care este o condiție foarte specială, în care poate dobândi un număr de oxidare de -1 (K^-).

Sulf

Cazul sulfului este similar cu cel al clorului: are un număr de oxidare de -2, atâta timp cât nu se combină cu oxigen, fluor, azot sau același clor. De exemplu, celelalte numere de oxidare sunt: ​​-1, +1 (S_Două⁺¹Cl_Două^-), +2 (S^Două+Cl_Două^-), +3 (S_DouăSAU₄^Două-), +4 (S⁴⁺SAU_Două^Două-), +5 și +6 (S⁶⁺SAU₃^Două-).

Carbon

Principalele stări de oxidare ale carbonului sunt -4 (C^4-H₄⁺) și +4 (C⁴⁺SAU_Două^Două-). Aici începem să vedem eșecul acestui concept. Nu în metan, CH₄, și nici în dioxid de carbon, CO_Două, avem carbon ca ioni C^4- sau C⁴⁺, respectiv, dar formând legături covalente.

Alte numere de oxidare pentru carbon, cum ar fi -3, -2, -1 și 0, se găsesc în formulele moleculare ale unor compuși organici. Cu toate acestea, și din nou, nu este foarte valabil să presupunem sarcini ionice asupra atomului de carbon.

Meci

Și, în cele din urmă, principalele numere de oxidare ale fosforului sunt -3 (Ca₃^Două+P_Două^3-), +3 (H₃⁺P³⁺SAU₃^Două-) și +5 (P_Două⁵⁺SAU₅^Două-).

Referințe

1. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ed. A VIII-a). CENGAGE Învățare.
3. Clark J. (2018). State de oxidare (numere de oxidare). Recuperat de pe: chemguide.co.uk
4. Wikipedia. (2020). Starea de oxidare. Recuperat de pe: en.wikipedia.org
5. Dr. Kristy M. Bailey. (s.f.). Atribuirea numerelor de oxidare. Recuperat de pe: occc.edu