Hur man hittar oxideringsnummer

I kemi är villkoren "oxidation" och "reduktion" De hänvisar till reaktioner där en atom (eller en grupp av atomer) förlorar eller förvärvar elektroner. Oxidationsnumren är tal som tilldelas atomer (eller grupper av atomer) som hjälper kemister att hålla reda på hur många elektroner som finns tillgängliga för överföring och för att kontrollera om vissa reaktanter oxideras eller reduceras i en reaktion. Förfarandet för att tilldela oxidationstal till atomer varierar från enkla exempel till mycket komplexa, baserat på laddningen av atomer och den kemiska sammansättningen hos de molekyler som de ingår i. För att komplicera ärendet kan vissa atomer ha mer än ett oxidationsnummer. Lyckligtvis präglas uppdraget av oxidationsnummer av väldefinierade regler som är lätta att följa, även om kunskapen om grundläggande kemi och algebra kommer att göra uppgiften enklare.

Del 1
Tilldela oxideringsnumret baserat på enkla regler

Bestäm om ämnet i fråga är en vara. Atomer av fria element, inte kombinerade, har alltid ett nolloxideringsnummer. Detta sker för element som består av en jon, liksom för de diatomiska eller polyatomiska formerna.

Till exempel Al_(S) och Cl₂ de har båda oxidationsnummer 0, eftersom de båda är i sin icke-kombinerade elementform.
Observera att den elementära formen av svavel, S₈, o oktasulfid, även om det är oregelbundet, har också ett oxidationsnummer av 0.

Bestäm om ämnet i fråga är en jon. Joner har oxidationsantal lika med deras laddning. Detta gäller för fria joner såväl som för joner som ingår i en jonförening.

Exempelvis är jon Cl^- har ett oxidationsnummer av -1.

Jon Cl har fortfarande oxidationsnummer -1 när det är en del av NaCl-föreningen. Eftersom Najon per definition har en laddning på +1 vet vi att jon Cl har en laddning på -1, så dess oxidationsnummer är fortfarande -1.

För metalljoner måste man veta att flera oxidationsnummer fortfarande är möjliga. Många metallelement kan ha mer än en laddning. Till exempel kan järnmetallen (Fe) vara en jon med en laddning av +2 eller +3. De metalliska laddningarna av joner (och därmed oxidationsnumren) kan bestämmas i förhållande till laddningarna hos de andra atomer som är närvarande i föreningen som de är del av eller, när de skrivs, genom den romerska talnotationen (som i meningen, "Järnjon (III) har +3 laddning").

Låt oss undersöka en förening som innehåller aluminiummetalljonen. AlCl-föreningen₃ har en total laddning på 0. Som vi vet att joner Cl^- de har en laddning på -1 och det finns 3 joner Cl^- i föreningen måste jon Al ha en laddning av +3 så att den totala laddningen av alla joner ger 0. Således är oxidationsnumret av aluminium +3.

Tilldela ett oxidationsnummer av -2 till syre (med vissa undantag). I nästan alla fall har syreatomerna oxidationsnummer -2. Det finns några undantag från denna regel:

När syre är vid dess elementära tillstånd (O₂), dess oxidationsnummer är O, som i fallet med alla atomer av element-

När syre är en del av a peroxid, dess oxidationsnummer är -1. Peroxider är en klass av föreningar som innehåller en enda syre-syrebindning (eller peroxidanjonen O₂^-2). Till exempel i molekylen H₂ELLER₂ (väteperoxid), syre har ett oxidationsnummer (och en laddning) av -1-

När syre binder till fluor är dess oxidationsnummer +2. Kontrollera Fluoridreglerna för mer information.

Tilldela ett oxidationsnummer +1 till väte (med undantag). Som syre har väteoxidationsnumret undantag. Vanligtvis har väte ett oxidationsnummer +1 (om inte, som ovan, det inte är i dess elementform, H₂). Men vid speciella föreningar som kallas hydrider, väte har ett oxidationsnummer av -1.

Till exempel i H₂Eller vet vi att väte har oxidationsnummer +1 eftersom syre har en laddning på -2 och vi behöver 2 laddningar av + 1 för att göra laddningen av föreningen bli noll. I natriumhydrid, NaH, har väte ett oxidationsnummer av -1 eftersom jon Na har laddning +1 och eftersom den totala laddningen av föreningen måste vara noll, är väteladdningen (e således oxidationsnumret) måste ge -1.

Fluor har någonsin ett oxidationsnummer av -1. Som noterat ovan kan oxidationsnumret för vissa element variera beroende på olika faktorer (metalljoner, syreatomer i peroxiderna och så vidare). Fluor har emellertid ett oxidationsnummer av -1, vilket aldrig förändras. Detta händer eftersom fluor är det mest elektronegativa elementet - med andra ord är det minst tillgängliga elementet att förlora sina elektroner och mer benägna att acceptera det från den andra atomen. Dessutom ändras inte hans avgift.

Anger oxidationsnummer för föreningen lika med laddningen av föreningen. Oxidationsnumren för alla atomer som är närvarande i en förening måste motsvara dess laddning. Om exempelvis en förening inte har någon laddning, dvs den är neutral, måste oxidationsnumren för var och en av dess atomer ge noll- om föreningen är en polyatomisk jon med en laddning av -1, måste de summerade oxidationsnumren ge -1 , etc.

Så här kontrollerar du ditt arbete: Om oxidationen i dina föreningar inte är lika med laddningen av din förening vet du att du har tilldelat ett eller flera oxidationsnummer felaktigt.

Del 2
Tilldela oxideringsnumren till atomerna utan att använda reglerna

Hitta atomerna utan regler för oxidationsnummer. Vissa atomer har inga specifika regler för oxidationsnummer. Om din atom inte framträder i de ovan angivna reglerna och du inte är säker på sin laddning (till exempel om den ingår i en större förening och därmed inte är den specifika laddningen identifierbar), kan du hitta atomens oxidationsnummer genom att fortsätta för eliminering. Först och främst måste du bestämma oxidationsnumret för varje atom i föreningen - då måste du helt enkelt lösa en ekvation baserat på den totala laddningen av föreningen.

Till exempel i Na-föreningen₂sÅ₄, Laddningen av svavel (S) är inte känd eftersom den inte är i form av ett element, så det är inte 0: det här är allt vi vet. Det är en utmärkt kandidat för att bestämma antalet oxidationer med den algebraiska metoden.

Hitta det oxidationsnummer som är känt för de övriga elementen i föreningen. Använd reglerna för att tilldela oxidationsnumren, identifiera de av de andra atomer som finns i föreningen. Var försiktig om det finns undantag för O, H, etc.

I Na-föreningen₂sÅ₄, Vi vet, baserat på våra regler, att jonen Na har en laddning (och därmed ett oxidationsnummer) av +1 och att syrgaserna har ett oxidationsnummer av -2.

Multiplicera mängden av varje atom med dess oxidationsnummer. Tänk på att vi vet oxidationsnummer för alla våra atomer utom ett - vi måste överväga det faktum att vissa av dessa atomer kan förekomma mer än en gång. Multiplicera den numeriska koefficienten för varje atom (skrivet i abonnent efter atomens kemiska symbol i föreningen) och dess oxidationsnummer.

I Na-föreningen₂sÅ₄, vi vet att det finns 2 atomer av Na och 4 av O. Vi bör multiplicera 2 med +1, natriumoxidationsnummer Na, få 2, och vi bör multiplicera 4 med -2, O-syreoxidationsnumret och erhålla -8.

Lägg till resultaten. Genom att lägga till resultaten av dina multiplikationer får du det aktuella oxidationsnumret för föreningen utan att ta hänsyn till oxidationsnumret hos atomen, som ingenting är känt för.

I vårt exempel, Na₂sÅ₄, vi borde lägga till 2 till -8 för att få -6.

Beräkna det okända oxidationsnumret baserat på laddningen av föreningen. Nu har du allt du behöver för att hitta ditt okända oxidationsnummer med enkla algebraiska beräkningar. Ställ in en ekvation så här: "(summan av kända oxidationsnummer) + (oxidationsnummer du måste hitta) = (total laddning av föreningen)".

I vårt exempel Na₂sÅ₄, vi kan fortsätta så här:

(summan av kända oxidationsnummer) + (oxidationsnummer du måste hitta) = (total laddning av föreningen)

-6 + S = 0

S = 0 + 6

S = 6. S vid ett oxidationsnummer av 6 i Na-föreningen₂sÅ₄.

tips

Atomer i deras elementform har alltid nolloxideringsnummer. En monoatomisk jon har ett oxidationsnummer lika med dess laddning. Metallerna i grupp 1A i form av ett element, såsom väte, litium och natrium, har oxidationsnummer lika med + 1-gruppen av metaller 2A i form av element, såsom magnesium och kalcium, har ett antal oxidation lika med +2. Väte och syre har båda två möjliga oxidationstal, som beror på vad de är relaterade till.
Det är mycket användbart att veta hur man läser elementets periodiska tabell och där metallerna är placerade och inte metaller.
I en förening måste summan av alla oxidationsnummer vara noll. Om det finns en jon som har två atomer, måste summan av oxidationsnumren vara lika med jonladdningen.