בכימיה, המונחים "חימצון" ו"הפחתה" מתכוונים לתגובות שבהן אטום או קבוצת אטומים מאבדים או, בהתאמה, מקבלים אלקטרונים. מצב החמצון הוא ערך מספרי המיוחס לאטום אחד או יותר המאפיין את מספר האלקטרונים המחולקים מחדש ומראה כיצד אלקטרונים אלו מתחלקים בין אטומים במהלך התגובה. קביעת כמות זו יכולה להיות הליך פשוט ומורכב למדי, בהתאם לאטומים ולמולקולות המורכבות מהם. יתר על כן, לאטומים של אלמנטים מסוימים יכולים להיות מספר מצבי חמצון. למרבה המזל, ישנם כללים פשוטים חד משמעיים לקביעת מידת החמצון, אשר לשימוש בטוח בהם מספיק לדעת את יסודות הכימיה והאלגברה.

שלבים

חלק 1

קבע אם החומר המדובר הוא יסודי.מצב החמצון של אטומים מחוץ לתרכובת כימית הוא אפס. כלל זה נכון הן לגבי חומרים הנוצרים מאטומים חופשיים בודדים, והן לגבי אלו המורכבים משתי מולקולות או פוליאטומיות של יסוד אחד.

• לדוגמה, ל-Al(s) ול-Cl 2 יש מצב חמצון של 0 מכיוון ששניהם נמצאים במצב יסודי לא משולב מבחינה כימית.
• שימו לב שהצורה האלוטרופית של גופרית S 8, או אוקטסולפור, למרות המבנה הלא טיפוסי שלה, מאופיינת גם במצב חמצון אפס.

1. קבע אם החומר המדובר מורכב מיונים.מצב החמצון של יונים שווה למטען שלהם. זה נכון הן עבור יונים חופשיים והן עבור אלו שהם חלק מתרכובות כימיות.

   • לדוגמה, מצב החמצון של יון Cl הוא -1.
   • מצב החמצון של יון Cl בתרכובת הכימית NaCl הוא גם -1. מכיוון שליון Na, בהגדרה, יש מטען של +1, אנו מסיקים שהמטען של יון Cl הוא -1, ולפיכך מצב החמצון שלו הוא -1.

2. שימו לב שליוני מתכת יכולים להיות מספר מצבי חמצון.אטומים של יסודות מתכתיים רבים יכולים להיות מיוננים בהיקפים שונים. לדוגמה, המטען של יונים של מתכת כגון ברזל (Fe) הוא +2 או +3. ניתן לקבוע את מטען יוני המתכת (ומידת החמצון שלהם) לפי מטענים של יונים של יסודות אחרים שעמם מתכת זו היא חלק מתרכובת כימית; בטקסט, מטען זה מצוין בספרות רומיות: לדוגמה, לברזל (III) יש מצב חמצון של +3.

   • כדוגמה, שקול תרכובת המכילה יון אלומיניום. המטען הכולל של תרכובת AlCl 3 הוא אפס. מכיוון שאנו יודעים שליוני Cl - יש מטען של -1, והתרכובת מכילה 3 יונים כאלה, עבור הנייטרליות הכוללת של החומר המדובר, יון Al חייב להיות בעל מטען של +3. לפיכך, במקרה זה, מצב החמצון של האלומיניום הוא +3.

3. מצב החמצון של החמצן הוא -2 (למעט כמה חריגים).כמעט בכל המקרים, לאטומי חמצן יש מצב חמצון של -2. ישנם מספר חריגים לכלל זה:

   • אם החמצן נמצא במצב יסוד (O 2 ), מצב החמצון שלו הוא 0, כפי שקורה לגבי חומרים יסודיים אחרים.
   • אם כלול חמצן פרוקסידים, מצב החמצון שלו הוא -1. פרוקסידים הם קבוצה של תרכובות המכילות קשר חמצן-חמצן יחיד (כלומר האניון פרוקסיד O 2 -2). לדוגמה, בהרכב של מולקולת H 2 O 2 (מי חמצן), לחמצן יש מטען ומצב חמצון של -1.
   • בשילוב עם פלואור, לחמצן מצב חמצון של +2, ראה את הכלל עבור פלואור להלן.

4. למימן יש מצב חמצון של +1, למעט כמה יוצאי דופן.כמו בחמצן, יש גם יוצאים מן הכלל. ככלל, מצב החמצון של מימן הוא +1 (אלא אם כן הוא במצב יסוד H 2). עם זאת, בתרכובות הנקראות הידרידים, מצב החמצון של מימן הוא -1.

   • לדוגמה, ב-H 2 O, מצב החמצון של מימן הוא +1, מכיוון שלאטום החמצן יש מטען של -2, ויש צורך בשני מטענים +1 לניטרליות כוללת. עם זאת, בהרכב של נתרן הידריד, מצב החמצון של המימן הוא כבר -1, מכיוון שיון Na נושא מטען של +1, ולמען אלקטרוטנייטרליות מוחלטת, המטען של אטום המימן (וכך מצב החמצון שלו) חייב להיות -1.

5. פלוּאוֹר תמידבעל מצב חמצון של -1.כפי שכבר צוין, מידת החמצון של אלמנטים מסוימים (יוני מתכת, אטומי חמצן בפרוקסידים וכן הלאה) יכולה להשתנות בהתאם למספר גורמים. מצב החמצון של הפלואור, לעומת זאת, הוא תמיד -1. זה מוסבר על ידי העובדה שליסוד זה יש את האלקטרושליליות הגבוהה ביותר - במילים אחרות, אטומי הפלואור הם הכי פחות מוכנים להיפרד מהאלקטרונים שלהם ומושכים בצורה הפעילה ביותר אלקטרונים של אנשים אחרים. לפיכך, החיוב שלהם נותר ללא שינוי.

6. סכום מצבי החמצון בתרכובת שווה למטען שלה.מצבי החמצון של כל האטומים המרכיבים תרכובת כימית, בסך הכל, אמורים לתת את המטען של תרכובת זו. לדוגמה, אם תרכובת היא ניטרלית, סכום מצבי החמצון של כל האטומים שלה חייב להיות אפס; אם התרכובת היא יון פוליאטומי עם מטען של -1, סכום מצבי החמצון הוא -1, וכן הלאה.

   • זֶה שיטה טובהבדיקות - אם סכום מצבי החמצון אינו שווה למטען הכולל של התרכובת, אז טעית איפשהו.

   חלק 2

   קביעת מצב החמצון ללא שימוש בחוקי הכימיה

   1. מצא אטומים שאין להם כללים נוקשיםלגבי מידת החמצון.ביחס לאלמנטים מסוימים, אין בתקיפות כללים שנקבעומציאת דרגת החמצון. אם אטום אינו נופל תחת אף אחד מהכללים המפורטים לעיל, ואתה לא יודע את המטען שלו (לדוגמה, האטום הוא חלק ממכלול, והמטען שלו לא מצוין), אתה יכול לקבוע את מצב החמצון של כזה אטום על ידי חיסול. ראשית, קבע את המטען של כל שאר האטומים של התרכובת, ולאחר מכן מהמטען הכולל הידוע של התרכובת, חשב את מצב החמצון של אטום זה.

      • לדוגמה, בתרכובת Na 2 SO 4, המטען של אטום הגופרית (S) אינו ידוע - אנו יודעים רק שהוא אינו אפס, מאחר והגופרית אינה במצב היסודי. החיבור הזה משרת דוגמה טובהלהמחשה שיטה אלגבריתקביעת דרגת החמצון.

   2. מצא את מצבי החמצון של שאר היסודות בתרכובת.באמצעות הכללים שתוארו לעיל, קבע את מצבי החמצון של האטומים הנותרים של התרכובת. אל תשכח את החריגים לכלל במקרה של O, H וכו'.

      • עבור Na 2 SO 4, באמצעות הכללים שלנו, אנו מוצאים שהמטען (ומכאן מצב החמצון) של יון Na הוא +1, ולכל אחד מאטומי החמצן הוא -2.

   3. מצא את מצב החמצון הלא ידוע מהמטען של התרכובת.כעת יש לכם את כל הנתונים לחישוב פשוט של מצב החמצון הרצוי. רשמו משוואה, שבצד שמאל שלה יהיה סכום המספר שהתקבל בשלב החישוב הקודם ומצב החמצון הלא ידוע, ובצד ימין - המטען הכולל של התרכובת. במילים אחרות, (סכום של מצבי חמצון ידועים) + (מצב חמצון רצוי) = (מטען מורכב).

      • במקרה שלנו Na 2 SO 4 הפתרון נראה כך:
        • (סכום של מצבי חמצון ידועים) + (מצב חמצון רצוי) = (מטען מורכב)
        • -6+S=0
        • S=0+6
        • S = 6. ב Na 2 SO 4, לגופרית יש מצב חמצון 6 .
   • בתרכובות, סכום כל מצבי החמצון חייב להיות שווה למטען. לדוגמה, אם התרכובת היא יון דיאטומי, סכום מצבי החמצון של האטומים חייב להיות שווה למטען היוני הכולל.
   • שימושי מאוד להיות מסוגל להשתמש בטבלה המחזורית של מנדלייב ולדעת היכן נמצאים בה היסודות המתכתיים והלא מתכתיים.
   • מצב החמצון של אטומים בצורה היסודית הוא תמיד אפס. מצב החמצון של יון בודד שווה למטען שלו. ליסודות מקבוצה 1A של הטבלה המחזורית, כגון מימן, ליתיום, נתרן, בצורה יסודית יש מצב חמצון של +1; מצב החמצון של מתכות מקבוצה 2A, כגון מגנזיום וסידן, בצורתו היסודית הוא +2. לחמצן ומימן, בהתאם לסוג הקשר הכימי, יכולים להיות 2 משמעויות שונותדרגת חמצון.

דרגת החמצון היא ערך מותנה המשמש לרישום תגובות חיזור. כדי לקבוע את מידת החמצון, נעשה שימוש בטבלת חמצון של יסודות כימיים.

מַשְׁמָעוּת

מצב החמצון של יסודות כימיים בסיסיים מבוסס על האלקטרושליליות שלהם. הערך שווה למספר האלקטרונים שנעקרו בתרכובות.

מצב החמצון נחשב חיובי אם האלקטרונים נעקרים מהאטום, כלומר. היסוד תורם אלקטרונים בתרכובת ומהווה גורם מפחית. יסודות אלה כוללים מתכות, מצב החמצון שלהם תמיד חיובי.

כאשר אלקטרון נעקר לכיוון אטום, הערך נחשב שלילי, והיסוד נחשב לחומר מחמצן. האטום מקבל אלקטרונים עד השלמת רמת האנרגיה החיצונית. רוב הלא מתכות הן חומרי חמצון.

לחומרים פשוטים שאינם מגיבים תמיד יש מצב חמצון אפס.

אורז. 1. טבלת מצבי חמצון.

בתרכובת, לאטום שאינו מתכת בעל אלקטרושליליות נמוכה יותר יש מצב חמצון חיובי.

הַגדָרָה

אתה יכול לקבוע את מצב החמצון המקסימלי והמינימלי (כמה אלקטרונים יכול אטום לתת ולקחת) באמצעות הטבלה המחזורית של מנדלייב.

ההספק המרבי שווה למספר הקבוצה שבה נמצא היסוד, או למספר האלקטרונים הערכיים. הערך המינימלי נקבע על ידי הנוסחה:

מס' (קבוצות) - 8.

אורז. 2. הטבלה המחזורית.

פחמן נמצא בקבוצה הרביעית, לכן מצב החמצון הגבוה ביותר שלו הוא +4, והנמוך ביותר הוא -4. מצב החמצון המרבי של גופרית הוא +6, המינימום הוא -2. לרוב הלא מתכות יש תמיד מצב חמצון משתנה - חיובי ושלילי. היוצא מן הכלל הוא פלואור. מצב החמצון שלו הוא תמיד -1.

יש לזכור כי כלל זה אינו חל על מתכות אלקליות ואדמה אלקליין מקבוצות I ו- II, בהתאמה. למתכות אלו מצב חמצון חיובי קבוע - ליתיום Li +1, נתרן Na +1, אשלגן K +1, בריליום Be +2, מגנזיום Mg +2, סידן Ca +2, סטרונציום Sr +2, בריום Ba +2. מתכות אחרות עשויות להופיע מעלות משתנותחִמצוּן. היוצא מן הכלל הוא אלומיניום. למרות היותו בקבוצה III, מצב החמצון שלו הוא תמיד +3.

אורז. 3. מתכות אלקליות ואדמה אלקליין.

מקבוצה VIII התואר הגבוה ביותר+8 חמצון יכול להציג רק רותניום ואוסמיום. זהב ונחושת, שנמצאים בקבוצה I, מציגים מצבי חמצון של +3 ו-+2, בהתאמה.

הקלטה

כדי לתעד נכון את מצב החמצון, עליך לזכור כמה כללים:

• גזים אינרטיים אינם מגיבים, ולכן מצב החמצון שלהם הוא תמיד אפס;
• בתרכובות, מצב החמצון המשתנה תלוי בערכיות המשתנה ובאינטראקציה עם יסודות אחרים;
• מימן בתרכובות עם מוצגי מתכות דרגה שליליתחמצון - Ca +2 H 2 -1, Na +1 H -1;
• לחמצן יש תמיד מצב חמצון של -2, למעט חמצן פלואוריד ופרוקסיד - O +2 F 2 -1, H 2 +1 O 2 -1.

מה למדנו?

מצב החמצון הוא ערך מותנה המראה כמה אלקטרונים אטום של יסוד קיבל או נמסר בתרכובת. הערך תלוי במספר האלקטרונים הערכיים. למתכות בתרכובות יש תמיד מצב חמצון חיובי, כלומר. הם משחזרים. עבור מתכות אלקליות ואדמה אלקליין, מצב החמצון תמיד זהה. לא מתכות, למעט פלואור, יכולות לקבל מצבי חמצון חיוביים ושליליים.

קורס הווידאו "קבל א'" כולל את כל הנושאים שאתה צריך מסירה מוצלחת USE במתמטיקה עבור 60-65 נקודות. מלא את כל המשימות 1-13 של פרופיל USE במתמטיקה. מתאים גם למעבר ה- Basic USE במתמטיקה. אם אתה רוצה לעבור את הבחינה עם 90-100 נקודות, אתה צריך לפתור את חלק 1 תוך 30 דקות וללא טעויות!

קורס הכנה לבחינה לכיתות י'-י"א וכן למורים. כל מה שצריך כדי לפתור את חלק 1 של הבחינה במתמטיקה (12 הבעיות הראשונות) ובעיה 13 (טריגונומטריה). וזה יותר מ-70 נקודות בבחינת המדינה המאוחדת, וגם סטודנט של מאה נקודות וגם הומניסט לא יכולים בלעדיהם.

כל התיאוריה הדרושה. דרכים מהירותפתרונות, מלכודות וסודות הבחינה. כל המשימות הרלוונטיות של חלק 1 ממשימות הבנק של FIPI נותחו. הקורס עומד במלואו בדרישות USE-2018.

הקורס מכיל 5 נושאים גדולים, 2.5 שעות כל אחד. כל נושא ניתן מאפס, פשוט וברור.

מאות משימות בחינה. בעיות טקסט ותורת ההסתברות. פשוט וקל לזכור אלגוריתמים לפתרון בעיות. גֵאוֹמֶטרִיָה. תיאוריה, חומר עזר, ניתוח כל סוגי משימות ה-USE. סטריאומטריה. טריקים ערמומיים לפתרון, דפי רמאות שימושיים, פיתוח דמיון מרחבי. טריגונומטריה מאפס - למשימה 13. הבנה במקום לדחוס. הסבר ויזואלי מושגים מורכבים. אַלגֶבּרָה. שורשים, חזקות ולוגריתמים, פונקציה ונגזרת. בסיס לפתרון בעיות מורכבות של חלק ב' של הבחינה.

מצב החמצון הוא המטען המותנה של אטום במולקולה, הוא מקבל אטום כתוצאה מקבלה מלאה של אלקטרונים, הוא מחושב מתוך הנחה שכל הקשרים הם יוניים באופיים. כיצד לקבוע את מידת החמצון?

קביעת דרגת החמצון

יש חלקיקים טעונים, יונים, מטען חיובישהוא שווה למספר האלקטרונים המתקבלים מאטום אחד. המטען השלילי של יון שווה למספר האלקטרונים המתקבל על ידי אטום אחד של יסוד כימי. לדוגמה, כניסה של יסוד כמו Ca2 + פירושה שהאטומים של היסודות איבדו יסוד אחד, שניים או שלושה. כדי למצוא את ההרכב של תרכובות יוניות ותרכובות של מולקולות, עלינו לדעת כיצד לקבוע את מצב החמצון של יסודות. מצבי החמצון הם שליליים, חיוביים ואפסים. אם ניקח בחשבון את מספר האטומים, אזי מצב החמצון האלגברי במולקולה הוא אפס.

כדי לקבוע את מצב החמצון של יסוד, אתה צריך להיות מונחה על ידי ידע מסוים. לדוגמה, בתרכובות מתכת, מצב החמצון חיובי. ומצב החמצון הגבוה ביותר מתאים למספר הקבוצה של המערכת המחזורית, שבה נמצא היסוד. במתכות, מצבי חמצון יכולים להיות חיוביים או שליליים. זה יהיה תלוי בגורם שבו האטום מחוברת המתכת. למשל, אם הוא מחובר לאטום מתכת אז המידה תהיה שלילית, אבל אם היא מחוברת לא-מתכת אז המידה תהיה חיובית.

ניתן לקבוע את מצב החמצון השלילי הגבוה ביותר של המתכת על ידי הפחתת מספר הקבוצה שבה נמצא היסוד הדרוש מהמספר שמונה. ככלל, זה שווה למספר האלקטרונים הממוקמים על השכבה החיצונית. מספר האלקטרונים הללו מתאים גם למספר הקבוצה.

כיצד לחשב את מצב החמצון

ברוב המקרים, מצב החמצון של אטום של יסוד מסוים אינו תואם את מספר הקשרים שהוא יוצר, כלומר אינו שווה לערכיות של יסוד זה. ניתן לראות זאת בבירור בדוגמה של תרכובות אורגניות.

הרשו לי להזכיר לכם שהערך של פחמן בתרכובות אורגניות הוא 4 (כלומר, הוא יוצר 4 קשרים), אבל מצב החמצון של פחמן, למשל, במתנול CH 3 OH הוא -2, ב-CO 2+4, ב. CH4 -4, בחומצה פורמית HCOOH + 2. ערכיות נמדדת לפי מספר הקשרים הכימיים הקוולנטיים, כולל אלה שנוצרו על ידי מנגנון התורם-המקבל.

כאשר קובעים את מצב החמצון של אטומים במולקולות, אטום אלקטרוני שלילי, כאשר זוג אלקטרונים אחד נעקר לכיוונו, מקבל מטען של -1, אך אם יש שני זוגות אלקטרונים, אז -2 יהיה מטען. מידת החמצון אינה מושפעת מהקשר בין אותם אטומים. לדוגמה:

• חיבור אטומים C-Cשווה את מצב החמצון האפס שלהם.
• הקשר C-H ​​- כאן, פחמן כאטום האלקטרונילי ביותר יתאים למטען של -1.
• הקשר C-O, מטען הפחמן, בהיותו פחות אלקטרושלילי, יהיה +1.

דוגמאות לקביעת דרגת החמצון

1. במולקולה כזו כמו CH 3Cl שלוש קשרי C-Hג). לפיכך, מצב החמצון של אטום הפחמן בתרכובת זו יהיה שווה ל: -3 + 1 = -2.
2. בואו נמצא את מצב החמצון של אטומי פחמן במולקולת האצטלדהיד Cˉ³H3-C¹O-H. בתרכובת זו, שלושה קשרים C-H יתנו מטען כולל על אטום C, שהוא (Cº+3e→Cˉ³)-3. הקשר הכפול C = O (כאן חמצן ייקח אלקטרונים מאטום הפחמן, מכיוון שהחמצן הוא יותר אלקטרוני שלילי) נותן מטען על אטום C, הוא +2 (Cº-2e → C²), בעוד שלקשר C-H ​​יש מטען של -1, כלומר סך המטען על אטום C הוא: (2-1=1)+1.
3. עכשיו בואו נמצא את מצב החמצון במולקולת האתנול: Cˉ³H-Cˉ¹H2-OH. כאן, שלושה קשרים C-H יתנו מטען כולל על אטום C, שהוא (Cº+3e→Cˉ³)-3. שני קשרי C-H יתנו מטען על אטום C, שיהיה שווה ל-2, בעוד שקשר C→O ייתן מטען של +1, כלומר סך המטען על אטום C: (-2+1= -1)-1.

עכשיו אתה יודע איך לקבוע את מצב החמצון של יסוד. אם יש לך לפחות ידע בסיסי בכימיה, אז משימה זו לא תהווה בעיה עבורך.

המטען הצורני של אטום בתרכובות הוא כמות עזר, הוא משמש בדרך כלל בתיאורים של תכונות היסודות בכימיה. מטען חשמלי מותנה זה הוא דרגת החמצון. המשמעות שלו משתנה כתוצאה מרבים תהליכים כימיים. למרות שהמטען הוא פורמלי, הוא מאפיין בצורה חיה את התכונות וההתנהגות של אטומים בתגובות חיזור (ORDs).

חמצון והפחתה

בעבר, כימאים השתמשו במונח "חמצון" כדי לתאר את האינטראקציה של חמצן עם יסודות אחרים. שם התגובות מגיע מהשם הלטיני לחמצן - Oxygenium. מאוחר יותר התברר שגם יסודות אחרים מתחמצנים. במקרה זה, הם משוחזרים - הם מצמידים אלקטרונים. כל אטום במהלך היווצרות מולקולה משנה את מבנה מעטפת האלקטרון הערכית שלו. במקרה זה, מופיע מטען פורמלי, שערכו תלוי במספר האלקטרונים שניתנו או המתקבלים על תנאי. כדי לאפיין ערך זה, השתמשו בעבר במונח הכימי האנגלי "מספר חמצון", שפירושו "מספר חמצון" בתרגום. כאשר משתמשים בו, הם יוצאים מתוך הנחה שהאלקטרונים הקושרים במולקולות או ביונים שייכים לאטום שיש לו יותר ערך גבוהאלקטרושליליות (EO). היכולת לשמר את האלקטרונים שלהם ולמשוך אותם מאטומים אחרים מתבטאת היטב באי-מתכות חזקות (הלוגנים, חמצן). למתכות חזקות (נתרן, אשלגן, ליתיום, סידן, יסודות אלקליים ואדמה אלקליין אחרים) יש תכונות הפוכות.

קביעת דרגת החמצון

מצב החמצון הוא המטען שאטום היה רוכש אם האלקטרונים המעורבים ביצירת הקשר יועברו לחלוטין ליסוד אלקטרונילי יותר. ישנם חומרים שאין להם מבנה מולקולרי (הלידי מתכת אלקלית ותרכובות אחרות). במקרים אלו, מצב החמצון עולה בקנה אחד עם מטען היון. המטען המותנה או האמיתי מראה איזה תהליך התרחש לפני שהאטומים רכשו את שלהם מצב נוכחי. מספר חמצון חיובי הוא סה"כאלקטרונים שהוצאו מאטומים. הערך השלילי של מצב החמצון שווה למספר האלקטרונים הנרכשים. על ידי שינוי מצב החמצון של יסוד כימי, שופטים מה קורה לאטומים שלו במהלך התגובה (ולהיפך). צבע החומר קובע אילו שינויים התרחשו במצב החמצון. תרכובות של כרום, ברזל ומספר יסודות אחרים שבהם הם מפגינים ערכיות שונות נצבעות בצורה שונה.

ערכי מצב חמצון שלילי, אפס וחיובי

נוצרים חומרים פשוטים יסודות כימייםעם אותו ערך EO. במקרה זה, האלקטרונים המחוברים שייכים לכל החלקיקים המבניים באופן שווה. לכן, ב חומרים פשוטיםליסודות אין מצב חמצון (H 0 2, O 0 2, C 0). כאשר אטומים מקבלים אלקטרונים או שהענן הכללי זז לכיוונם, נהוג לכתוב מטענים בסימן מינוס. לדוגמה, F -1, O -2, C -4. על ידי תרומת אלקטרונים, אטומים רוכשים מטען חיובי אמיתי או רשמי. בתחמוצת OF 2, אטום החמצן תורם אלקטרון אחד כל אחד לשני אטומי פלואור ונמצא במצב חמצון O+2. מאמינים שבמולקולה או יון פוליאטומי, האטומים האלקטרוניטיביים יותר מקבלים את כל האלקטרונים הקושרים.

גופרית היא יסוד המציג ערכיות ומצבי חמצון שונים.

יסודות כימיים של תת הקבוצות העיקריות מראים לעתים קרובות ערכיות נמוכה יותר השווה ל-VIII. לדוגמה, הערכיות של גופרית במימן גופרתי וסולפידים מתכת היא II. היסוד מאופיין בערכיות ביניים וגבוהות יותר במצב הנרגש, כאשר האטום מוותר על אחד, שניים, ארבעה או כל ששת האלקטרונים ומציג ערכיות I, II, IV, VI, בהתאמה. לאותם ערכים, רק עם סימן מינוס או פלוס, יש את מצבי החמצון של גופרית:

• בפלואור גופרית נותן אלקטרון אחד: -1;
• במימן גופרתי, הערך הנמוך ביותר: -2;
• במצב ביניים דו חמצני: +4;
• בטריאוקסיד, חומצה גופרתית וסולפטים: +6.

במצב החמצון הגבוה ביותר שלה, גופרית מקבלת רק אלקטרונים; במצבה הנמוך ביותר, היא מציגה תכונות מפחיתות חזקות. אטומי S+4 יכולים לפעול כחומרים מפחיתים או מחמצנים בתרכובות, בהתאם לתנאים.

העברת אלקטרונים בתגובות כימיות

בהיווצרות גביש נתרן כלורי, נתרן תורם אלקטרונים לכלור האלקטרונילי יותר. מצבי החמצון של היסודות עולים בקנה אחד עם מטענים של היונים: Na +1 Cl -1 . למולקולות שנוצרו על ידי סוציאליזציה ועקירה זוגות אלקטרוניםלאטום יותר אלקטרוני שלילי, רק הרעיון של מטען פורמלי ישים. אבל אפשר להניח שכל התרכובות מורכבות מיונים. ואז האטומים, על ידי משיכת אלקטרונים, רוכשים מטען שלילי מותנה, ועל ידי מסירתם הם רוכשים חיובי. בתגובות, ציין כמה אלקטרונים נעקרו. לדוגמה, במולקולת הפחמן הדו חמצני C +4 O - 2 2, האינדקס המצוין בפינה הימנית העליונה של הסמל הכימי לפחמן מציג את מספר האלקטרונים שהוסרו מהאטום. לחמצן בחומר זה יש מצב חמצון של -2. האינדקס המקביל עם הסימן הכימי O הוא מספר האלקטרונים שנוספו באטום.

כיצד לחשב מצבי חמצון

ספירת מספר האלקטרונים שנתרמו והוספו על ידי אטומים יכולה להיות גוזלת זמן. הכללים הבאים מקלים על משימה זו:

1. בחומרים פשוטים, מצבי החמצון הם אפס.
2. סכום החמצון של כל האטומים או היונים בחומר ניטרלי הוא אפס.
3. ביון מורכב, סכום מצבי החמצון של כל היסודות חייב להתאים למטען של החלקיק כולו.
4. אטום אלקטרונילי יותר מקבל מצב חמצון שלילי, שנכתב בסימן מינוס.
5. אלמנטים אלקטרוניים שליליים פחות מקבלים מצבי חמצון חיוביים, הם כתובים עם סימן פלוס.
6. חמצן מפגין בדרך כלל מצב חמצון של -2.
7. למימן הערך המאפיין הוא: +1, בהידרידים מתכתיים מופיע: H-1.
8. פלואור הוא האלקטרונילי ביותר מכל היסודות, מצב החמצון שלו הוא תמיד -4.
9. עבור רוב המתכות, מספרי החמצון והערכיות זהים.

מצב חמצון וערכיות

רוב התרכובות נוצרות כתוצאה מתהליכי חיזור. המעבר או העקירה של אלקטרונים מיסוד אחד למשנהו מובילים לשינוי במצב החמצון ובערכיותם. לעתים קרובות ערכים אלה חופפים. בתור מילה נרדפת למונח "מצב חמצון", ניתן להשתמש בביטוי "ערך אלקטרוכימי". אבל יש יוצאים מן הכלל, למשל, ביון האמוניום, חנקן הוא ארבע-ערכי. יחד עם זאת, האטום של יסוד זה נמצא במצב חמצון -3. בחומרים אורגניים פחמן הוא תמיד ארבע ערכי, אך למצבי החמצון של אטום C במתאן CH 4, אלכוהול פורמי CH 3 OH וחומצה HCOOH יש ערכים שונים: -4, -2 ו-+2.

תגובות חיזור

רבים מהחיזור תהליכים קריטייםבתעשייה, בטכנולוגיה, בטבע החי והדומם: בעירה, קורוזיה, תסיסה, נשימה תוך-תאית, פוטוסינתזה ותופעות נוספות.

בעת הידור משוואות OVR, המקדמים נבחרים בשיטת האיזון האלקטרוני, שבה מופעלות הקטגוריות הבאות:

• מצבי חמצון;
• הגורם המפחית תורם אלקטרונים וחומצן;
• חומר החמצון מקבל אלקטרונים ומצטמצם;
• מספר האלקטרונים הנתונים חייב להיות שווה למספר המחוברים.

רכישת אלקטרונים על ידי אטום מובילה לירידה במצב החמצון שלו (הפחתה). אובדן של אלקטרונים אחד או יותר על ידי אטום מלווה בעלייה במספר החמצון של היסוד כתוצאה מתגובות. לזרימת OVR בין יונים אלקטרוליטים חזקים V תמיסות מימיות, לעתים קרובות יותר הם משתמשים לא במאזן האלקטרוני, אלא בשיטה של ​​חצי תגובות.