Ķīmijā termini “oksidācija” un “reducēšana” attiecas uz reakcijām, kurās atoms vai atomu grupa attiecīgi zaudē vai iegūst elektronus. Oksidācijas pakāpe ir skaitliska vērtība, kas piešķirta vienam vai vairākiem atomiem, kas raksturo pārdalīto elektronu skaitu un parāda, kā šie elektroni reakcijas laikā tiek sadalīti starp atomiem. Šīs vērtības noteikšana var būt vienkārša vai diezgan sarežģīta procedūra atkarībā no atomiem un molekulām, kas no tiem sastāv. Turklāt dažu elementu atomiem var būt vairāki oksidācijas stāvokļi. Par laimi, ir vienkārši, nepārprotami noteikumi oksidācijas pakāpes noteikšanai, lai tos droši lietotu, pietiek ar ķīmijas un algebras pamatiem.

Soļi

1. daļa

Nosakiet, vai attiecīgā viela ir elementāra. Atomu oksidācijas pakāpe ārpus ķīmiskā savienojuma ir nulle. Šis noteikums attiecas gan uz vielām, kas veidojas no atsevišķiem brīviem atomiem, gan uz tām, kas sastāv no viena elementa divām vai poliatomiskām molekulām.

• Piemēram, Al(s) un Cl2 oksidācijas pakāpe ir 0, jo abi ir ķīmiski nesaistītā elementārā stāvoklī.
• Lūdzu, ņemiet vērā, ka sēra S8 jeb oktasēra alotropajai formai, neskatoties uz tās netipisko struktūru, ir raksturīgs arī nulles oksidācijas stāvoklis.

1. Nosakiet, vai attiecīgā viela sastāv no joniem. Jonu oksidācijas pakāpe ir vienāda ar to lādiņu. Tas attiecas gan uz brīvajiem joniem, gan tiem, kas ir ķīmisko savienojumu sastāvdaļa.

   • Piemēram, Cl - jona oksidācijas pakāpe ir -1.
   • Cl jona oksidācijas pakāpe ķīmiskajā savienojumā NaCl arī ir -1. Tā kā Na jonam pēc definīcijas ir lādiņš +1, mēs secinām, ka Cl jona lādiņš ir -1, un tādējādi tā oksidācijas pakāpe ir -1.

2. Lūdzu, ņemiet vērā, ka metāla joniem var būt vairāki oksidācijas stāvokļi. Daudzu metālisku elementu atomi var tikt jonizēti dažādās pakāpēs. Piemēram, metāla, piemēram, dzelzs (Fe) jonu lādiņš ir +2 vai +3. Metāla jonu lādiņu (un to oksidācijas pakāpi) var noteikt pēc citu elementu jonu lādiņiem, ar kuriem metāls ir ķīmiska savienojuma sastāvdaļa; tekstā šo lādiņu norāda ar romiešu cipariem: piemēram, dzelzs (III) oksidācijas pakāpe ir +3.

   • Piemēram, apsveriet savienojumu, kas satur alumīnija jonu. AlCl 3 savienojuma kopējais lādiņš ir nulle. Tā kā mēs zinām, ka Cl - jonu lādiņš ir -1 un savienojumā ir 3 šādi joni, lai attiecīgā viela kopumā būtu neitrāla, Al jona lādiņam ir jābūt +3. Tādējādi šajā gadījumā alumīnija oksidācijas pakāpe ir +3.

3. Skābekļa oksidācijas pakāpe ir -2 (ar dažiem izņēmumiem). Gandrīz visos gadījumos skābekļa atomu oksidācijas pakāpe ir -2. Šim noteikumam ir daži izņēmumi:

   • Ja skābeklis ir elementārajā stāvoklī (O2), tā oksidācijas pakāpe ir 0, tāpat kā citām elementārvielām.
   • Ja ir iekļauts skābeklis peroksīds, tā oksidācijas pakāpe ir -1. Peroksīdi ir savienojumu grupa, kas satur vienkāršu skābekļa-skābekļa saiti (tas ir, peroksīda anjonu O 2 -2). Piemēram, H 2 O 2 (ūdeņraža peroksīda) molekulas sastāvā skābekļa lādiņš un oksidācijas pakāpe ir -1.
   • Kombinācijā ar fluoru skābekļa oksidācijas pakāpe ir +2, izlasiet zemāk esošo noteikumu par fluoru.

4. Ūdeņraža oksidācijas pakāpe ir +1, ar dažiem izņēmumiem. Tāpat kā ar skābekli, arī šeit ir izņēmumi. Parasti ūdeņraža oksidācijas pakāpe ir +1 (ja vien tas nav elementārā stāvoklī H2). Tomēr savienojumos, ko sauc par hidrīdiem, ūdeņraža oksidācijas pakāpe ir -1.

   • Piemēram, H2O ūdeņraža oksidācijas pakāpe ir +1, jo skābekļa atomam ir -2 lādiņš un vispārējai neitralitātei ir nepieciešami divi +1 lādiņi. Tomēr nātrija hidrīda sastāvā ūdeņraža oksidācijas pakāpe jau ir -1, jo Na jonam ir lādiņš +1, un vispārējai elektriskajai neitralitātei ūdeņraža atoma lādiņam (un līdz ar to oksidācijas stāvoklim) ir jābūt. jābūt vienādam ar -1.

5. Fluors Vienmēr ir oksidācijas pakāpe -1. Kā jau minēts, dažu elementu (metālu jonu, skābekļa atomu peroksīdos utt.) oksidācijas pakāpe var atšķirties atkarībā no vairākiem faktoriem. Tomēr fluora oksidācijas pakāpe vienmēr ir -1. Tas izskaidrojams ar to, ka šim elementam ir vislielākā elektronegativitāte – citiem vārdiem sakot, fluora atomi vismazāk vēlas šķirties no saviem elektroniem un visaktīvāk piesaista svešos elektronus. Tādējādi viņu maksa paliek nemainīga.

6. Oksidācijas pakāpju summa savienojumā ir vienāda ar tā lādiņu. Visu ķīmiskā savienojuma atomu oksidācijas pakāpēm jāsaskaita šī savienojuma lādiņš. Piemēram, ja savienojums ir neitrāls, visu tā atomu oksidācijas pakāpju summai ir jābūt nulle; ja savienojums ir poliatomisks jons ar lādiņu -1, oksidācijas pakāpju summa ir -1 utt.

   • Šis laba metode pārbaudes - ja oksidācijas pakāpju summa nav vienāda ar savienojuma kopējo lādiņu, tad jūs kaut kur kļūdījāties.

   2. daļa

   Oksidācijas pakāpes noteikšana, neizmantojot ķīmijas likumus

   1. Atrodiet atomus, kuriem nav stingri noteikumi attiecībā pret oksidācijas pakāpi. Attiecībā uz dažiem elementiem tas nav stingrs noteiktajiem noteikumiem oksidācijas stāvokļa noteikšana. Ja uz atomu neattiecas neviens no iepriekš minētajiem noteikumiem un jūs nezināt tā lādiņu (piemēram, atoms ir daļa no kompleksa un tā lādiņš nav norādīts), jūs varat noteikt šāda atoma oksidācijas skaitli, izmantojot likvidēšana. Vispirms nosakiet visu pārējo savienojuma atomu lādiņu un pēc tam no zināmā savienojuma kopējā lādiņa aprēķiniet dotā atoma oksidācijas pakāpi.

      • Piemēram, savienojumā Na 2 SO 4 sēra atoma (S) lādiņš nav zināms - mēs zinām tikai to, ka tas nav nulle, jo sērs nav elementārā stāvoklī. Šis savienojums kalpo labs piemērs ilustrācijai algebriskā metode oksidācijas pakāpes noteikšana.

   2. Atrodiet savienojumā atlikušo elementu oksidācijas pakāpi. Izmantojot iepriekš aprakstītos noteikumus, nosaka atlikušo savienojuma atomu oksidācijas pakāpi. Neaizmirstiet par noteikumu izņēmumiem O, H atomu un tā tālāk gadījumā.

      • Attiecībā uz Na 2 SO 4, izmantojot mūsu noteikumus, mēs atklājam, ka Na jona lādiņš (un līdz ar to oksidācijas pakāpe) ir +1, un katram skābekļa atomam tas ir -2.

   3. Atrodiet nezināmo oksidācijas skaitli no savienojuma lādiņa. Tagad jums ir visi dati, lai viegli aprēķinātu vēlamo oksidācijas pakāpi. Pierakstiet vienādojumu, kura kreisajā pusē būs iepriekšējā aprēķinu solī iegūtā skaitļa un nezināmā oksidācijas pakāpes summa, bet labajā pusē - savienojuma kopējais lādiņš. Citiem vārdiem sakot, (Zināmo oksidācijas pakāpju summa) + (vēlamais oksidācijas pakāpe) = (savienojuma lādiņš).

      • Mūsu gadījumā Na 2 SO 4 šķīdums izskatās šādi:
        • (zināmo oksidācijas pakāpju summa) + (vēlamais oksidācijas pakāpe) = (savienojuma lādiņš)
        • -6 + S = 0
        • S = 0 + 6
        • S = 6. Na 2 SO 4 sēram ir oksidācijas stāvoklis 6 .
   • Savienojumos visu oksidācijas pakāpju summai jābūt vienādai ar lādiņu. Piemēram, ja savienojums ir diatomisks jons, atomu oksidācijas pakāpju summai ir jābūt vienādai ar kopējo jonu lādiņu.
   • Ir ļoti noderīgi prast izmantot periodisko tabulu un zināt, kur tajā atrodas metāliski un nemetāliski elementi.
   • Atomu oksidācijas pakāpe elementārā formā vienmēr ir nulle. Viena jona oksidācijas pakāpe ir vienāda ar tā lādiņu. Periodiskās tabulas 1A grupas elementiem, piemēram, ūdeņradim, litijam, nātrijam, to elementārā formā ir oksidācijas pakāpe +1; 2A grupas metāliem, tādiem kā magnijs un kalcijs, to elementārajā formā ir oksidācijas pakāpe +2. Skābeklim un ūdeņradim atkarībā no ķīmiskās saites veida var būt 2 dažādas nozīmes oksidācijas pakāpe.

Oksidācijas pakāpe ir nosacīta vērtība, ko izmanto redoksreakciju reģistrēšanai. Lai noteiktu oksidācijas pakāpi, tiek izmantota ķīmisko elementu oksidācijas tabula.

Nozīme

Pamatķīmisko elementu oksidācijas pakāpe ir balstīta uz to elektronegativitāti. Vērtība ir vienāda ar savienojumos pārvietoto elektronu skaitu.

Oksidācijas stāvoklis tiek uzskatīts par pozitīvu, ja elektroni tiek izspiesti no atoma, t.i. elements nodod savienojumā elektronus un ir reducētājs. Šie elementi ietver metālus; to oksidācijas pakāpe vienmēr ir pozitīva.

Kad elektrons tiek pārvietots pret atomu, vērtība tiek uzskatīta par negatīvu un elements tiek uzskatīts par oksidētāju. Atoms pieņem elektronus, līdz tiek pabeigts ārējais enerģijas līmenis. Lielākā daļa nemetālu ir oksidētāji.

Vienkāršām vielām, kas nereaģē, vienmēr ir nulles oksidācijas pakāpe.

Rīsi. 1. Oksidācijas pakāpju tabula.

Savienojumā nemetāla atomam ar zemāku elektronegativitāti ir pozitīvs oksidācijas stāvoklis.

Definīcija

Jūs varat noteikt maksimālo un minimālo oksidācijas pakāpi (cik daudz elektronu atoms var dot un pieņemt), izmantojot periodisko tabulu.

Maksimālā pakāpe ir vienāda ar tās grupas skaitu, kurā atrodas elements, vai valences elektronu skaitu. Minimālo vērtību nosaka pēc formulas:

Nr.(grupas) – 8.

Rīsi. 2. Periodiskā tabula.

Ogleklis ir ceturtajā grupā, tāpēc tā augstākais oksidācijas līmenis ir +4, bet zemākais - -4. Sēra maksimālā oksidācijas pakāpe ir +6, minimālā -2. Lielākajai daļai nemetālu vienmēr ir mainīgs - pozitīvs un negatīvs - oksidācijas stāvoklis. Izņēmums ir fluorīds. Tā oksidācijas pakāpe vienmēr ir -1.

Jāatceras, ka šis noteikums neattiecas uz attiecīgi I un II grupas sārmu un sārmzemju metāliem. Šiem metāliem ir nemainīgs pozitīvs oksidācijas stāvoklis - litijs Li +1, nātrijs Na +1, kālijs K +1, berilijs Be +2, magnijs Mg +2, kalcijs Ca +2, stroncijs Sr +2, bārijs Ba +2. Var būt arī citi metāli dažādas pakāpes oksidēšanās. Izņēmums ir alumīnijs. Neskatoties uz to, ka tā ir III grupā, tā oksidācijas pakāpe vienmēr ir +3.

Rīsi. 3. Sārmu un sārmzemju metāli.

No VIII grupas augstākā pakāpe Tikai rutēnijs un osmijs var oksidēt +8. I grupas zeltam un vara oksidācijas pakāpe ir attiecīgi +3 un +2.

Ieraksts

Lai pareizi reģistrētu oksidācijas stāvokli, jums jāatceras vairāki noteikumi:

• inertās gāzes nereaģē, tāpēc to oksidācijas pakāpe vienmēr ir nulle;
• savienojumos mainīgais oksidācijas stāvoklis ir atkarīgs no mainīgās valences un mijiedarbības ar citiem elementiem;
• ūdeņradis savienojumos ar metāliem negatīva pakāpe oksidēšana - Ca +2 H 2 −1, Na +1 H −1;
• skābekļa oksidācijas pakāpe vienmēr ir -2, izņemot skābekļa fluorīdu un peroksīdu - O +2 F 2 −1, H 2 +1 O 2 −1.

Ko mēs esam iemācījušies?

Oksidācijas pakāpe ir nosacīta vērtība, kas parāda, cik elektronu savienojuma elementa atoms ir pieņēmis vai atteicies. Vērtība ir atkarīga no valences elektronu skaita. Savienojumos esošajiem metāliem vienmēr ir pozitīvs oksidācijas stāvoklis, t.i. ir reducējoši līdzekļi. Sārmu un sārmzemju metāliem oksidācijas pakāpe vienmēr ir vienāda. Nemetāli, izņemot fluoru, var iegūt pozitīvu un negatīvu oksidācijas pakāpi.

Video kursā “Iegūt A” ir iekļautas visas jums nepieciešamās tēmas veiksmīga pabeigšana Vienotais valsts eksāmens matemātikā par 60-65 ballēm. Pilnīgi visi profila vienotā valsts eksāmena matemātikas uzdevumi 1-13. Piemērots arī matemātikas vienotā valsts eksāmena kārtošanai. Ja vēlies vienoto valsts eksāmenu nokārtot ar 90-100 punktiem, 1.daļa jāatrisina 30 minūtēs un bez kļūdām!

Sagatavošanas kurss Vienotajam valsts eksāmenam 10.-11.klasei, kā arī skolotājiem. Viss, kas nepieciešams, lai atrisinātu Vienotā valsts eksāmena 1. daļu matemātikā (pirmie 12 uzdevumi) un 13. uzdevumu (trigonometrija). Un tas ir vairāk nekā 70 punkti vienotajā valsts eksāmenā, un bez tiem nevar iztikt ne 100 ballu students, ne humanitāro zinātņu students.

Visa nepieciešamā teorija. Ātri veidi Vienotā valsts eksāmena risinājumi, kļūmes un noslēpumi. Ir analizēti visi aktuālie FIPI uzdevumu bankas 1. daļas uzdevumi. Kurss pilnībā atbilst Vienotā valsts eksāmena 2018 prasībām.

Kursā ir 5 lielas tēmas, katra 2,5 stundas. Katra tēma ir dota no nulles, vienkārši un skaidri.

Simtiem vienotā valsts eksāmena uzdevumu. Vārdu uzdevumi un varbūtību teorija. Vienkārši un viegli iegaumējami algoritmi problēmu risināšanai. Ģeometrija. Teorija, izziņas materiāls, visu veidu vienotā valsts pārbaudījuma uzdevumu analīze. Stereometrija. Viltīgi risinājumi, noderīgas krāpšanās lapas, telpiskās iztēles attīstība. Trigonometrija no nulles līdz problēmai 13. Sapratne, nevis pieblīvēšanās. Vizuāls skaidrojums sarežģīti jēdzieni. Algebra. Saknes, pakāpes un logaritmi, funkcija un atvasinājums. Pamats Vienotā valsts eksāmena 2. daļas sarežģītu problēmu risināšanai.

Oksidācijas skaitlis ir atoma nosacīts lādiņš molekulā, tas saņem atomu pilnīgas elektronu pieņemšanas rezultātā, to aprēķina no pieņēmuma, ka visas saites ir jonu raksturs. Kā noteikt oksidācijas pakāpi?

Oksidācijas pakāpes noteikšana

Ir uzlādētas daļiņas, joni, pozitīvs lādiņš kas ir vienāds ar no viena atoma saņemto elektronu skaitu. Jona negatīvais lādiņš ir vienāds ar elektronu skaitu, ko pieņem viens ķīmiskā elementa atoms. Piemēram, elementa rakstīšana kā Ca2+ nozīmē, ka elementu atomi ir zaudējuši vienu, divus vai trīs elementus. Lai atrastu jonu savienojumu un molekulāro savienojumu sastāvu, mums jāzina, kā noteikt elementu oksidācijas pakāpi. Oksidācijas stāvokļi ir negatīvi, pozitīvi un nulle. Ja ņemam vērā atomu skaitu, tad algebriskā oksidācijas pakāpe molekulā ir nulle.

Lai noteiktu elementa oksidācijas pakāpi, jums jāvadās pēc noteiktām zināšanām. Piemēram, metālu savienojumos oksidācijas pakāpe ir pozitīva. Un augstākais oksidācijas līmenis atbilst periodiskās tabulas grupas numuram, kurā atrodas elements. Metāliem var būt pozitīvs vai negatīvs oksidācijas stāvoklis. Tas būs atkarīgs no faktora, ar kādu atomu metāls ir savienots. Piemēram, ja savienots ar metāla atomu, tad pakāpe būs negatīva, bet, ja savienota ar nemetālu, tad pakāpe būs pozitīva.

Metāla negatīvo augstāko oksidācijas pakāpi var noteikt, no skaitļa astoņi atņemot tās grupas skaitli, kurā atrodas vajadzīgais elements. Kā likums, tas ir vienāds ar elektronu skaitu, kas atrodas ārējā slānī. Šo elektronu skaits atbilst arī grupas numuram.

Kā aprēķināt oksidācijas skaitli

Vairumā gadījumu konkrēta elementa atoma oksidācijas pakāpe nesakrīt ar tā izveidoto saišu skaitu, tas ir, tas nav vienāds ar šī elementa valenci. To var skaidri redzēt organisko savienojumu piemērā.

Atgādināšu, ka oglekļa valence organiskajos savienojumos ir 4 (t.i. veido 4 saites), bet oglekļa oksidācijas pakāpe, piemēram, metanolā CH 3 OH ir -2, CO 2 +4, CH4 - 4, skudrskābē HCOOH + 2. Valenci mēra pēc kovalento ķīmisko saišu skaita, ieskaitot tās, kuras veido donora-akceptora mehānisms.

Nosakot atomu oksidācijas pakāpi molekulās, elektronegatīvs atoms, vienam elektronu pārim izbīdot tā virzienā, iegūst lādiņu -1, bet, ja ir divi elektronu pāri, tad būs lādiņš -2. Oksidācijas stāvokli neietekmē saite starp līdzīgiem atomiem. Piemēram:

• Savienojums C-C atomi ir vienāds ar to nulles oksidācijas stāvokli.
• C-H saite – šeit ogleklim kā elektronnegatīvākajam atomam lādiņš būs -1.
• C-O saitē oglekļa lādiņš, kas ir mazāks elektronnegatīvs, būs +1.

Oksidācijas pakāpes noteikšanas piemēri

1. Tādā molekulā kā CH3Cl ir trīs C-H saites C). Tādējādi oglekļa atoma oksidācijas pakāpe šajā savienojumā būs vienāda ar: -3+1=-2.
2. Noskaidrosim oglekļa atomu oksidācijas pakāpi acetaldehīda molekulā Cˉ³H3-C¹O-H. Šajā savienojumā trīs C-H saites nodrošinās kopējo C atoma lādiņu, kas ir vienāds ar (Cº+3e→Cˉ³)-3. Divkāršā saite C=O (šeit skābeklis ņems elektronus no oglekļa atoma, jo skābeklis ir elektronnegatīvāks) rada lādiņu C atomam, tas ir vienāds ar +2 (Cº-2e→C²), savukārt C-H saitei ir lādiņš -1, kas nozīmē, ka kopējais lādiņš uz C atoma ir: (2-1=1)+1.
3. Tagad noskaidrosim oksidācijas pakāpi etanola molekulā: Cˉ³H-Cˉ¹H2-OH. Šeit trīs C-H saites radīs kopējo C atoma lādiņu, tas ir vienāds ar (Cº+3e→Cˉ³)-3. Divas C-H saites radīs C atoma lādiņu, kas būs vienāds ar -2, savukārt C→O saite radīs lādiņu +1, kas nozīmē, ka kopējais C atoma lādiņš ir (-2+1= -1)-1.

Tagad jūs zināt, kā noteikt elementa oksidācijas pakāpi. Ja tev ir vismaz pamatzināšanas ķīmijā, tad šis uzdevums tev nesagādās problēmas.

Formālais atoma lādiņš savienojumos ir - palīglielums, to parasti izmanto elementu īpašību aprakstos ķīmijā. Šis parastais elektriskais lādiņš ir oksidācijas stāvoklis. Tā nozīme mainās daudzu iespaidā ķīmiskie procesi. Lai gan lādiņš ir formāls, tas skaidri raksturo atomu īpašības un uzvedību redoksreakcijās (ORR).

Oksidācija un reducēšana

Agrāk ķīmiķi izmantoja terminu "oksidācija", lai aprakstītu skābekļa mijiedarbību ar citiem elementiem. Reakciju nosaukums cēlies no skābekļa latīņu nosaukuma – Oxygenium. Vēlāk izrādījās, ka oksidējas arī citi elementi. Šajā gadījumā tie tiek samazināti - tie iegūst elektronus. Katrs atoms, veidojot molekulu, maina sava valences elektronu apvalka struktūru. Šajā gadījumā parādās formāls lādiņš, kura lielums ir atkarīgs no nosacīti doto vai pieņemto elektronu skaita. Lai raksturotu šo vērtību, iepriekš tika izmantots angļu ķīmiskais termins “oxidation number”, kas tulkojumā nozīmē “oksidācijas numurs”. Lietojot to, viņi balstās uz pieņēmumu, ka savienojošie elektroni molekulās vai jonos pieder atomam, kuram ir vairāk augsta vērtība elektronegativitāte (EO). Spēja noturēt savus elektronus un piesaistīt tos no citiem atomiem ir labi izteikta stipros nemetālos (halogēni, skābeklis). Spēcīgiem metāliem (nātrijs, kālijs, litijs, kalcijs, citi sārmu un sārmzemju elementi) ir pretējas īpašības.

Oksidācijas pakāpes noteikšana

Oksidācijas stāvoklis ir lādiņš, ko atoms iegūtu, ja elektroni, kas piedalās saites veidošanā, tiktu pilnībā novirzīti uz elektronnegatīvāku elementu. Ir vielas, kurām nav molekulārās struktūras (sārmu metālu halogenīdi un citi savienojumi). Šajos gadījumos oksidācijas stāvoklis sakrīt ar jona lādiņu. Nosacītais vai reālais lādiņš parāda, kāds process notika, pirms atomi ieguva savu pašreizējais stāvoklis. Pozitīvs oksidācijas stāvoklis ir Kopā elektroni, kas ir izņemti no atomiem. Negatīvs oksidācijas skaitlis ir vienāds ar iegūto elektronu skaitu. Mainot ķīmiskā elementa oksidācijas pakāpi, var spriest, kas notiek ar tā atomiem reakcijas laikā (un otrādi). Vielas krāsa nosaka, kādas izmaiņas ir notikušas oksidācijas stāvoklī. Hroma, dzelzs un vairāku citu elementu savienojumi, kuros tiem ir atšķirīga valence, ir atšķirīgi krāsoti.

Negatīvās, nulles un pozitīvās oksidācijas stāvokļa vērtības

Veidojas vienkāršas vielas ķīmiskie elementi ar tādu pašu EO vērtību. Šajā gadījumā savienojošie elektroni vienādi pieder visām strukturālajām daļiņām. Tāpēc iekšā vienkāršas vielas elementiem nav raksturīgs oksidācijas stāvoklis (H 0 2, O 0 2, C 0). Kad atomi pieņem elektronus vai vispārējais mākonis mainās to virzienā, lādiņi parasti tiek rakstīti ar mīnusa zīmi. Piemēram, F -1, O -2, C -4. Ziedojot elektronus, atomi iegūst reālu vai formālu pozitīvu lādiņu. OF2 oksīdā skābekļa atoms atdod vienu elektronu katram diviem fluora atomiem un atrodas O +2 oksidācijas stāvoklī. Tiek uzskatīts, ka molekulā vai poliatomu jonos elektronnegatīvāki atomi saņem visus savienojošos elektronus.

Sērs ir elements, kam ir dažādi valences un oksidācijas stāvokļi

Galveno apakšgrupu ķīmiskajiem elementiem bieži ir zemāka valence, kas vienāda ar VIII. Piemēram, sēra valence sērūdeņradi un metālu sulfīdos ir II. Elementam ir raksturīga vidējā un augstākā valence ierosinātā stāvoklī, kad atoms atsakās no viena, diviem, četriem vai visiem sešiem elektroniem un uzrāda attiecīgi I, II, IV, VI valences. Tādām pašām vērtībām, tikai ar mīnusa vai plusa zīmi, ir sēra oksidācijas pakāpe:

• fluora sulfīds ziedo vienu elektronu: -1;
• sērūdeņražā mazākā vērtība: -2;
• dioksīda starpstāvoklī: +4;
• trioksīdā, sērskābē un sulfātos: +6.

Augstākajā oksidācijas stāvoklī sērs pieņem tikai elektronus; zemākā stāvoklī tam ir spēcīgas reducējošas īpašības. Atkarībā no apstākļiem S+4 atomi savienojumos var darboties kā reducētāji vai oksidētāji.

Elektronu pārnese ķīmiskās reakcijās

Kad veidojas nātrija hlorīda kristāls, nātrijs nodod elektronus elektronnegatīvākajam hloram. Elementu oksidācijas pakāpes sakrīt ar jonu lādiņiem: Na +1 Cl -1. Molekulām, ko rada socializācija un pārvietošanās elektronu pāri uz elektronnegatīvāku atomu ir piemērojami tikai formālā lādiņa jēdzieni. Bet mēs varam pieņemt, ka visi savienojumi sastāv no joniem. Tad atomi, piesaistot elektronus, iegūst nosacītu negatīvu lādiņu, un, atdodot tos, pozitīvu lādiņu. Reakcijās tie norāda, cik elektronu ir pārvietoti. Piemēram, oglekļa dioksīda molekulā C +4 O - 2 2 oglekļa simbola augšējā labajā stūrī norādītais indekss atspoguļo no atoma izņemto elektronu skaitu. Skābeklim šajā vielā raksturīgs oksidācijas stāvoklis -2. Atbilstošais ķīmiskās zīmes O indekss ir pievienoto elektronu skaits atomā.

Kā aprēķināt oksidācijas pakāpi

Atomu ziedoto un iegūto elektronu skaita skaitīšana var būt laikietilpīga. Šo uzdevumu atvieglo šādi noteikumi:

1. Vienkāršās vielās oksidācijas pakāpe ir nulle.
2. Visu atomu vai jonu oksidācijas summa neitrālā vielā ir nulle.
3. Kompleksā jona visu elementu oksidācijas pakāpju summai jāatbilst visas daļiņas lādiņam.
4. Elektronegatīvāks atoms iegūst negatīvu oksidācijas pakāpi, ko raksta ar mīnusa zīmi.
5. Mazāk elektronnegatīvi elementi saņem pozitīvus oksidācijas stāvokļus un tiek rakstīti ar plus zīmi.
6. Skābekļa oksidācijas pakāpe parasti ir -2.
7. Ūdeņradim raksturīgā vērtība ir: +1; metālu hidrīdos tā ir: H-1.
8. Fluors ir elektronnegatīvākais no visiem elementiem, un tā oksidācijas pakāpe vienmēr ir -4.
9. Lielākajai daļai metālu oksidācijas skaitļi un valences ir vienādi.

Oksidācijas stāvoklis un valence

Lielākā daļa savienojumu veidojas redoksprocesu rezultātā. Elektronu pāreja vai pārvietošanās no viena elementa uz otru izraisa to oksidācijas stāvokļa un valences izmaiņas. Bieži vien šīs vērtības sakrīt. Frāzi “elektroķīmiskā valence” var izmantot kā sinonīmu terminam “oksidācijas stāvoklis”. Bet ir arī izņēmumi, piemēram, amonija jonā slāpeklis ir četrvērtīgs. Tajā pašā laikā šī elementa atoms atrodas -3 oksidācijas stāvoklī. Organiskajās vielās ogleklis vienmēr ir četrvērtīgs, bet C atoma oksidācijas pakāpēm metānā CH 4, skudrskābā CH 3 OH un skābē HCOOH ir dažādas vērtības: -4, -2 un +2.

Redoksreakcijas

Redox faktori ietver daudzus kritiskie procesi rūpniecībā, tehnoloģijā, dzīvajā un nedzīvajā dabā: degšana, korozija, fermentācija, intracelulārā elpošana, fotosintēze un citas parādības.

Sastādot OVR vienādojumus, koeficienti tiek atlasīti, izmantojot elektroniskā bilances metodi, kas darbojas ar šādām kategorijām:

• oksidācijas stāvokļi;
• reducētājs atsakās no elektroniem un tiek oksidēts;
• oksidētājs pieņem elektronus un tiek reducēts;
• atdoto elektronu skaitam jābūt vienādam ar pievienoto elektronu skaitu.

Elektronu iegūšana ar atomu noved pie tā oksidācijas stāvokļa samazināšanās (reducēšanās). Viena vai vairāku elektronu zudums ar atomu ir saistīts ar elementa oksidācijas skaita palielināšanos reakciju rezultātā. Par ORR, kas plūst starp joniem spēcīgi elektrolīti V ūdens šķīdumi, biežāk viņi izmanto nevis elektronisko līdzsvaru, bet gan pusreakcijas metodi.