Как найти номера окисления

Содержание

• этапы
• Часть 1 Определение чисел окисления из правил химии
• Часть 2 Определите числа окисления для атомов, которые не следуют определенным правилам

В химии термины «окисление» и «восстановление» относятся к реакциям, в которых атом (или группа атомов) теряет или приобретает электроны соответственно. Числа окисления - это числа, присваиваемые атомам (или группам атомов), которые помогают химикам знать, сколько электронов может быть перенесено и подвергается ли реагент окислению или восстановлению во время реакции. Процесс, которым атомный номер присваивается атомам, может быть простым или очень сложным в зависимости от заряда атомов и химического состава молекул, к которым они принадлежат. Чтобы еще больше усложнить ситуацию, некоторые атомы могут иметь более двух степеней окисления. К счастью, определение степени окисления регулируется четко определенными правилами, которые легко реализовать, хотя может быть полезно иметь знания по химии и алгебре.

этапы

Часть 1 Определение чисел окисления из правил химии

1. 
   

   
   Определите, является ли продукт, над которым вы работаете, элементарным атомом. Число окисления элементарных атомов, свободных и не связанных с другими элементами, всегда равно 0. Это верно для атомов, элементная форма которых состоит из этого простого атома, но также и для атомов, элементная форма которых является двухатомным или многоатомным.
   • Например, Ал_(S), и Cl₂ оба имеют степень окисления 0, потому что они находятся в элементарной, некомбинированной форме.
   • Обратите внимание, что элементная форма серы, S₈или октасерная кислота, хотя и нерегулярна, также имеет степень окисления 0.

2. 
   

   
   Определите, находится ли рассматриваемый продукт в ионизированной форме. Степень окисления ионов равна их заряду. Это верно для ионов, которые не связаны с другими элементами, но также и для ионов, которые являются частью ионного соединения.
   • Например, степень окисления иона Cl составляет -1.
   • Ион Cl обладает всегда степень окисления -1, когда он является частью соединения NaCl. Поскольку заряд иона Na по определению равен +1, мы знаем, что заряд иона Cl равен -1. Таким образом, его степень окисления всегда равна -1.

3. 
   

   
   
   
   Для ионов металлов может быть несколько чисел окисления. Многие металлические элементы имеют более одной нагрузки. Например, железо (Fe) может быть в ионизированной форме с зарядом +2 или +3. Заряды ионов металлов (и, следовательно, их степени окисления) можно определить как функцию зарядов других атомов соединения, частью которого они являются, или же использовать римские числа, когда информация записана в форме е (как в предложении: «Заряд иона железа (III) равен +3»).
   • Возьмите пример соединения, содержащего ион металла алюминия. Соединение AlCl₃ имеет общий заряд 0. Мы знаем, что ионы Cl имеют заряд -1 и что в соединении их 3, поэтому ион Al должен иметь заряд +3, чтобы общий заряд из всех ионов равен 0. Следовательно, степень окисления Al равна +3.

4. 
   

   
   Назначьте кислороду степень окисления -2 (за исключением). в наиболее В некоторых случаях атомы кислорода имеют степень окисления -2. Однако есть некоторые исключения из этого правила:
   • Когда кислород находится в элементарном состоянии (O₂), его степень окисления равна 0, как и в случае всех элементарных атомов.
   • Когда кислород является частью перекисьтогда его степень окисления равна -1. Пероксиды представляют собой класс соединений, которые имеют простую кислородно-кислородную (или пероксид-анионную) связь₂). Например, в молекуле Н₂О₂ (перекись водорода), степень окисления кислорода (и его заряд) составляет -1.
   • Когда кислород связан с фтором, его степень окисления составляет +2. Для получения дополнительной информации, прочитайте правила для фтора позже в этой статье.

5. 
   

   
   
   
   Назначьте степень окисления +1 для водорода (за исключением). Что касается кислорода, то степень окисления водорода подвержена исключительным случаям. В общем, число окисления водорода равно +1 (если, опять же, что он находится в своей элементарной форме, H₂). Однако в случае специальных так называемых гибридных соединений водород имеет степень окисления -1.
   • Например, в молекуле Н₂О, мы знаем, что водород имеет степень окисления +1, потому что кислород имеет заряд -2, и нам нужно 2 + 1 заряда, чтобы общий заряд соединения был равен 0. Однако в гибридной форме гидроксида натрия, NaH, водород имеет степень окисления -1, поскольку ионы Na имеют заряд +1; следовательно, чтобы общий заряд соединения был равен нулю, заряд водорода (и, следовательно, его степень окисления) должен быть равен -1.

6. 
   

   
   Флуор имеет всегда степень окисления -1. Как мы уже упоминали, количество окисления определенных элементов может варьироваться по многим причинам (это касается ионов металлов, атомов кислорода в пероксидах и т. Д.). Однако фтор имеет степень окисления -1, и это никогда не меняется. Это связано с тем, что фтор является наиболее электроотрицательным элементом - другими словами, это тот элемент, у которого меньше всего шансов отдать один из своих электронов, и который, скорее всего, приобретет или электрон (ы) другого элемента. Вот почему его заряд не меняется.

7. 
   

   
   Рассмотрим степень окисления соединения как равную заряду этого соединения. Сумма чисел окисления всех атомов соединения должна быть равна заряду этого соединения. Например, если соединение не заряжено, сумма чисел окисления всех его атомов должна быть равна 0; если соединение представляет собой многоатомный ионный заряд -1, тогда сумма чисел окисления должна быть -1 и так далее.
   • Это хороший способ проверить, хорошо ли вы выполнили свою работу - если сумма чисел окисления вашего соединения не равна общему заряду вашего соединения, то вы можете быть уверены, что допустили ошибку. где-то в определении вашего числа окисления.

Часть 2 Определите числа окисления для атомов, которые не следуют определенным правилам

1. 
   

   
   Найти атомы, которые не имеют правил для присвоения номеров окисления. Для некоторых атомов не существует конкретного правила определения их степени окисления.Если ваш атом не указан в предыдущих параграфах, и вы не уверены в его заряде (если, например, он является частью более крупного соединения и его индивидуальный заряд вам не дан), то вы можете найти число окисления атома, исходя из исключения. Сначала вы определите степень окисления каждого из других атомов соединения, а затем определите количество атомов, которые вас интересуют, исходя из общего заряда соединения.
   • Например, в соединении Na₂SO₄заряд серы (S) неизвестен - все, что мы можем сказать, это то, что ее заряд отличается от 0, потому что он не находится в своей элементарной форме. Это хороший кандидат для применения этого алгебраического метода определения степени окисления.

2. 
   

   
   Найти числа окисления других элементов соединения. Используя химические правила для определения степени окисления, найдите степени окисления других атомов соединения. Обратите внимание на исключительные случаи для атомов O, H и т. Д.
   • Следуя правилам химии, изложенным в предыдущем разделе, мы знаем, что в соединении Na₂SO₄ ионы Na имеют заряд (и, следовательно, степень окисления) +1, а атомы кислорода имеют степень окисления -2.

3. 
   

   
   Для каждого атома умножьте их число на число окисления. Теперь, когда мы знаем числа окисления всех наших атомов, кроме атома, представляющего интерес, мы должны принять во внимание, что некоторые из этих атомов могут появляться в соединении более одного раза. Умножьте численный коэффициент каждого атома (записанный в индексе после химического символа атома в соединении) на его степень окисления.
   • В соединении Na₂SO₄мы знаем, что есть 2 атома Na и 4 атома O. Таким образом, мы должны умножить +1 (число окисления Na) на 2, чтобы получить результат 2, а затем умножить -2 (число окисление O) на 4, чтобы получить результат -8.

4. 
   

   
   Добавьте результаты. Добавьте результаты ваших умножений, чтобы получить степень окисления без принять во внимание количество окисления атома, который нас интересует.
   • На примере Na₂SO₄, было бы необходимо добавить 2 и -8, чтобы получить -6.

5. 
   

   
   Рассчитайте неизвестную степень окисления на основе заряда соединения. Теперь у вас есть вся информация, необходимая для того, чтобы найти интересующее нас число окисления с помощью простых алгебраических правил. Установите уравнение, в соответствии с которым результаты предыдущих этапов плюс неизвестная степень окисления равны общему заряду соединения. Другими словами: (Сумма известных степеней окисления) + (неизвестная степень окисления) = (заряд соединения).
   • Принимая пример Na₂SO₄Вот как это сделать:
     • (Сумма известных степеней окисления) + (неизвестная степень окисления) = (заряд соединения)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. Степень окисления S равна 6 в соединении Na₂SO₄.