Konsep nombor pengoksidaan, bagaimana untuk mengeluarkannya dan contohnya

Dia nombor pengoksidaan, Juga dipanggil status pengoksidaan, ia adalah salah satu yang menggambarkan keuntungan atau kehilangan elektron dalam atom, dengan mengandaikan bahawa sebatian yang sebahagiannya mempunyai watak ionik semata -mata. Oleh itu, apabila bercakap mengenai nombor pengoksidaan, dianggap bahawa semua atom dijumpai sebagai ion elektrostatik.

Walaupun panorama sebenar lebih rumit daripada mempunyai ion di mana-mana, nombor pengoksidaan benar-benar berguna untuk mentafsirkan tindak balas pengurangan oksida (redoks). Perubahan nombor ini mendedahkan spesies mana yang telah mengoksidakan atau hilang elektron, atau jika elektron telah dikurangkan atau dimenangi.

Lapisan oksida yang meliputi perhiasan besi dan patung terdiri sebahagiannya dari O2-, di mana oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan -2. Sumber: Dracénois [cc by-s (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)]

Beban ionik ion monoatomik bertepatan dengan nombor pengoksidaannya. Contohnya, anion oksida, atau^2-, Salah satu yang paling banyak berada dalam mineral yang tidak terhitung jumlahnya, mempunyai bilangan pengoksidaan -2. Ini ditafsirkan seperti berikut: Ia mempunyai dua elektron tambahan berbanding dengan atom oksigen basal atau.

Nombor pengoksidaan dikira dengan mudah dari formula molekul, dan biasanya mempunyai penggunaan dan kaitan yang lebih besar apabila kita bercakap tentang sebatian bukan organik yang penuh sesak dengan ion. Sementara itu, dalam kimia organik, ia tidak mempunyai kepentingan yang sama, kerana hampir semua pautannya adalah kovalen pada dasarnya.

[TOC]

Cara mendapatkan nombor pengoksidaan?

Electroneutrality

Jumlah beban ionik dalam sebatian mestilah sama dengan sifar untuk menjadi neutral. Hanya ion yang boleh mempunyai caj positif atau negatif.

Oleh itu, diandaikan bahawa jumlah nombor pengoksidaan juga harus sama dengan sifar. Memandangkan ini dalam fikiran, dan melakukan pengiraan aritmetik, kita boleh mengeluarkan atau menentukan bilangan pengoksidaan atom di mana -mana sebatian.

Boleh melayani anda: berat atom

Valencias

Valencias tidak boleh dipercayai untuk menentukan bilangan pengoksidaan atom, walaupun terdapat beberapa pengecualian. Contohnya, semua elemen kumpulan 1, logam alkali, mempunyai Valencia 1, dan oleh itu, bilangan pengoksidaan yang tidak terhingga +1. Begitu juga untuk logam alkalinoterulus, kumpulan 2, dengan bilangan pengoksidaan +2.

Perhatikan bahawa nombor pengoksidaan positif sentiasa didahului oleh simbol ' +': +1, +2, +3, dll. Dan dengan cara yang sama negatif: -1, -2, -3, dll.

Peraturan umum

Terdapat beberapa peraturan umum yang mesti diambil kira apabila menentukan nombor pengoksidaan:

-Nombor pengoksidaan untuk oksigen dan sulfur adalah -2: o^2- dan s^2-

-Elemen Murni Mempunyai 0: Nombor Pengoksidaan Iman⁰, P₄⁰, S₈⁰

-Atom hidrogen, bergantung kepada siapa yang dikaitkan, mempunyai nombor pengoksidaan +1 (h⁺) atau -1 (h^-)

-Halogen, dengan syarat mereka tidak dikaitkan dengan oksigen atau fluorida, mempunyai bilangan pengoksidaan -1: f^-, Cl^-, Br^- dan saya^-

-Untuk ion poliiatom, seperti oh^-, Jumlah nombor pengoksidaan tidak sepatutnya sama dengan sifar tetapi kepada beban ion, yang akan menjadi -1 untuk oh^- (Sama ada^2-H⁺)^-

-Logam di bawah keadaan biasa mempunyai nombor pengoksidaan positif

Operasi aritmetik

Katakan kita mempunyai sebatian pbco₃. Jika kita mengenal pasti anion karbonat, co₃^2-, Pengiraan semua nombor pengoksidaan akan mudah. Kami bermula dengan karbonat yang sama, mengetahui bahawa nombor pengoksidaan oksigen ialah -2:

Boleh melayani anda: oksida

(C^xSama ada₃^2-)^2-

Jumlah nombor pengoksidaan harus sama dengan -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Oleh itu, nombor pengoksidaan karbon ialah +4:

(C⁴⁺Sama ada₃^2-)^2-

PBCO₃ Ia akan dilihat sekarang seperti:

Pb^zC⁴⁺Sama ada₃^2-

Sekali lagi, kami menambah nombor pengoksidaan supaya mereka sama dengan sifar:

Z + 4 - 6 = 0

Z = +2

Oleh itu, plumbum mempunyai nombor pengoksidaan +2, jadi diandaikan bahawa ia wujud sebagai pb kation²⁺. Sebenarnya, tidak perlu membuat pengiraan ini, kerana mengetahui bahawa karbonat mempunyai beban -2, memimpin, penangguhannya semestinya mempunyai beban +2 sehingga ada elektroneutralitas.

Contoh

Berikut adalah beberapa contoh nombor pengoksidaan untuk beberapa elemen dalam sebatian yang berbeza.

Oksigen

Semua oksida logam mempunyai oksigen sebagai atau^2-: Cao, hodoh, cr₂Sama ada₃, Beeo, al₂Sama ada₃, Pbo₂, dan lain-lain. Walau bagaimanapun, dalam anion peroksida, atau₂^2-, Setiap atom oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan sebanyak -1. Juga, dalam anion overexide, atau₂^-, Setiap atom oksigen mempunyai bilangan pengoksidaan -1/2.

Sebaliknya, apabila oksigen dikaitkan dengan fluorida memperoleh nombor pengoksidaan positif. Sebagai contoh, dalam diffluoride oksigen, OF₂, Oksigen mempunyai nombor pengoksidaan positif. Yang? Mengetahui bahawa fluorin adalah -1 kita ada:

Sama ada^xF₂^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Oleh itu, oksigen mempunyai nombor pengoksidaan +2 (atau²⁺) di OF₂ (Sama ada²⁺F₂^-).

Nitrogen

Nombor pengoksidaan nitrogen utama ialah -3 (n^3-H₃⁺¹), +3 (n³⁺F₃^-) dan +5 (n₂⁵⁺Sama ada₅^2-).

Klorin

Salah satu nombor pengoksidaan utama klorin ialah -1. Tetapi semuanya berubah apabila digabungkan dengan oksigen, nitrogen atau fluorida, lebih banyak elemen elektronegatif. Apabila ini berlaku, ia memperoleh nombor pengoksidaan positif, seperti: +1 (n^3-Cl₃⁺, Cl⁺F^-, Cl₂⁺Sama ada^2-), +2, +3 (CLO₂^-), +4, +5 (CLO₂⁺), +6 dan +7 (cl₂⁷⁺Sama ada₇^2-).

Boleh melayani anda: natrium klorida (NaCl)

Potasium

Kalium dalam semua sebatiannya mempunyai nombor pengoksidaan +1 (k⁺); Kecuali ia adalah keadaan yang sangat istimewa, di mana anda boleh memperoleh nombor pengoksidaan sebanyak -1 (k^-).

Sulfur

Kes sulfur adalah serupa dengan klorin: ia mempunyai bilangan pengoksidaan -2, selagi ia tidak digabungkan dengan oksigen, fluorin, nitrogen, atau klorin yang sama. Contohnya, nombor pengoksidaannya yang lain ialah: -1, +1 (s₂⁺¹Cl₂^-), +2 (s²⁺Cl₂^-), +3 (s₂Sama ada₄^2-), +4 (s⁴⁺Sama ada₂^2-), +5 dan +6 (s⁶⁺Sama ada₃^2-).

Karbon

Keadaan utama pengoksidaan karbon ialah -4 (c^4-H₄⁺) dan +4 (c⁴⁺Sama ada₂^2-). Di sinilah kita mula melihat kegagalan konsep ini. Tidak dalam metana, cho₄, Dan tidak di Karbon Dioksida, CO₂, Kami mempunyai karbon sebagai ion^4- atau c⁴⁺, masing -masing, tetapi membentuk pautan kovalen.

Nombor pengoksidaan lain untuk karbon, seperti -3, -2, -1 dan 0, kita dapati mereka dalam formula molekul beberapa sebatian organik. Walau bagaimanapun, dan sekali lagi, tidak begitu sah untuk menganggap beban ionik dalam atom karbon.

Perlawanan

Dan akhirnya, nombor pengoksidaan fosforus utama ialah -3 (ca₃²⁺P₂^3-), +3 (h₃⁺P³⁺Sama ada₃^2-), Y +5 (p₂⁵⁺Sama ada₅^2-).

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi Keempat). MC Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (8th ed.). Pembelajaran Cengage.
3. Clark J. (2018). Keadaan pengoksidaan (nombor pengoksidaan). Pulih dari: chemguide.co.UK
4. Wikipedia. (2020). Keadaan pengoksidaan. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
5. Dr. Kristy m. Bailey. (s.F.). Menetapkan nombor pengoksidaan. Diperolehi dari: OCC.Edu