V chémii termíny "oxidácia" a "redukcia" znamenajú reakcie, pri ktorých atóm alebo skupina atómov stráca alebo získava elektróny. Oxidačný stav je číselná hodnota priradená jednému alebo viacerým atómom, ktorá charakterizuje počet prerozdelených elektrónov a ukazuje, ako sú tieto elektróny distribuované medzi atómami počas reakcie. Stanovenie tohto množstva môže byť jednoduchým a pomerne zložitým postupom v závislosti od atómov a molekúl z nich pozostávajúcich. Okrem toho môžu mať atómy niektorých prvkov niekoľko oxidačných stavov. Našťastie existujú jednoduché jednoznačné pravidlá na určenie stupňa oxidácie, na sebavedomé používanie ktorých stačí poznať základy chémie a algebry.

Kroky

Časť 1

Zistite, či je predmetná látka elementárna. Oxidačný stav atómov mimo chemickej zlúčeniny je nulový. Toto pravidlo platí ako pre látky vytvorené z jednotlivých voľných atómov, tak aj pre látky, ktoré pozostávajú z dvoch alebo polyatomických molekúl jedného prvku.

• Napríklad Al(s) a Cl2 majú oxidačný stav 0, pretože oba sú v chemicky nekombinovanom elementárnom stave.
• Upozorňujeme, že alotropná forma síry S 8 alebo oktasíry sa napriek svojej atypickej štruktúre vyznačuje tiež nulovým oxidačným stavom.

1. Určte, či daná látka pozostáva z iónov. Oxidačný stav iónov sa rovná ich náboju. To platí ako pre voľné ióny, tak aj pre tie, ktoré sú súčasťou chemických zlúčenín.

   • Napríklad oxidačný stav iónu Cl je -1.
   • Oxidačný stav iónu Cl v chemickej zlúčenine NaCl je tiež -1. Pretože ión Na má podľa definície náboj +1, dospeli sme k záveru, že náboj iónu Cl je -1, a teda jeho oxidačný stav je -1.

2. Všimnite si, že kovové ióny môžu mať niekoľko oxidačných stavov. Atómy mnohých kovových prvkov môžu byť ionizované v rôznej miere. Napríklad náboj iónov kovu, ako je železo (Fe), je +2 alebo +3. Náboj kovových iónov (a stupeň ich oxidácie) možno určiť nábojmi iónov iných prvkov, s ktorými je tento kov súčasťou chemickej zlúčeniny; v texte je tento náboj označený rímskymi číslicami: napríklad železo (III) má oxidačný stav +3.

   • Ako príklad uvažujme zlúčeninu obsahujúcu ión hliníka. Celkový náboj zlúčeniny AlCl3 je nulový. Keďže vieme, že ióny Cl - majú náboj -1 a v zlúčenine sú 3 také ióny, pre úplnú neutralitu predmetnej látky musí mať ión Al náboj +3. V tomto prípade je teda oxidačný stav hliníka +3.

3. Oxidačný stav kyslíka je -2 (až na niektoré výnimky). Takmer vo všetkých prípadoch majú atómy kyslíka oxidačný stav -2. Z tohto pravidla existuje niekoľko výnimiek:

   • Ak je kyslík v elementárnom stave (O 2 ), jeho oxidačný stav je 0, ako je to v prípade iných elementárnych látok.
   • Ak je zahrnutý kyslík peroxidy, jeho oxidačný stav je -1. Peroxidy sú skupinou zlúčenín obsahujúcich jednoduchú kyslíkovo-kyslíkovú väzbu (tj peroxidový anión O 2 -2). Napríklad v zložení molekuly H 2 O 2 (peroxid vodíka) má kyslík náboj a oxidačný stav -1.
   • V kombinácii s fluórom má kyslík oxidačný stav +2, pozri pravidlo pre fluór nižšie.

4. Vodík má až na pár výnimiek oxidačný stav +1. Rovnako ako pri kyslíku existujú aj výnimky. Oxidačný stav vodíka je spravidla +1 (pokiaľ nie je v elementárnom stave H 2). V zlúčeninách nazývaných hydridy je však oxidačný stav vodíka -1.

   • Napríklad v H20 je oxidačný stav vodíka +1, pretože atóm kyslíka má náboj -2 a na celkovú neutralitu sú potrebné dva náboje +1. V zložení hydridu sodného je však oxidačný stav vodíka už -1, keďže ión Na nesie náboj +1 a pre úplnú elektroneutralitu musí byť náboj atómu vodíka (a tým aj jeho oxidačný stav) -1.

5. Fluór vždy má oxidačný stav -1. Ako už bolo uvedené, stupeň oxidácie niektorých prvkov (kovových iónov, atómov kyslíka v peroxidoch atď.) sa môže meniť v závislosti od mnohých faktorov. Oxidačný stav fluóru je však vždy -1. Je to spôsobené tým, že tento prvok má najvyššiu elektronegativitu - inými slovami, atómy fluóru sú najmenej ochotné rozdeliť sa s vlastnými elektrónmi a najaktívnejšie priťahovať elektróny iných ľudí. Ich náboj teda zostáva nezmenený.

6. Súčet oxidačných stavov zlúčeniny sa rovná jej náboju. Oxidačné stavy všetkých atómov, ktoré tvoria chemickú zlúčeninu, by mali celkovo poskytnúť náboj tejto zlúčeniny. Napríklad, ak je zlúčenina neutrálna, súčet oxidačných stavov všetkých jej atómov musí byť nula; ak je zlúčenina polyatómový ión s nábojom -1, súčet oxidačných stavov je -1 atď.

   • Toto je dobrá metóda kontroly - ak sa súčet oxidačných stavov nerovná celkovému náboju zlúčeniny, niekde sa mýlite.

   Časť 2

   Stanovenie oxidačného stavu bez použitia zákonov chémie

   1. Nájdite atómy, ktoré nemajú prísne pravidlá týkajúce sa oxidačného stavu. Vo vzťahu k niektorým prvkom neexistujú pevne stanovené pravidlá na zistenie stupňa oxidácie. Ak atóm nespĺňa žiadne z vyššie uvedených pravidiel a nepoznáte jeho náboj (napríklad atóm je súčasťou komplexu a jeho náboj nie je uvedený), môžete určiť oxidačný stav takéhoto atómu. elimináciou. Najprv určte náboj všetkých ostatných atómov zlúčeniny a potom zo známeho celkového náboja zlúčeniny vypočítajte oxidačný stav tohto atómu.

      • Napríklad v zlúčenine Na 2 SO 4 je náboj atómu síry (S) neznámy – vieme len, že nie je nulový, keďže síra nie je v elementárnom stave. Táto zlúčenina slúži ako dobrý príklad na ilustráciu algebraickej metódy určenia oxidačného stavu.

   2. Nájdite oxidačné stavy ostatných prvkov v zlúčenine. Pomocou vyššie opísaných pravidiel určte oxidačné stavy zostávajúcich atómov zlúčeniny. Nezabudnite na výnimky z pravidla v prípade O, H a pod.

      • Pre Na2S04 pomocou našich pravidiel zistíme, že náboj (a teda oxidačný stav) iónu Na je +1 a pre každý z atómov kyslíka je -2.

   3. Nájdite neznámy oxidačný stav z náboja zlúčeniny. Teraz máte všetky údaje pre jednoduchý výpočet požadovaného oxidačného stavu. Napíšte rovnicu, na ľavej strane ktorej bude súčet čísel získaných v predchádzajúcom kroku výpočtu a neznámeho oxidačného stavu a na pravej strane celkový náboj zlúčeniny. Inými slovami, (Súčet známych oxidačných stavov) + (požadovaný oxidačný stav) = (náboj zlúčeniny).

      • V našom prípade Na2S04 riešenie vyzerá takto:
        • (Súčet známych oxidačných stavov) + (požadovaný oxidačný stav) = (náboj zlúčeniny)
        • -6+S=0
        • S = 0+6
        • S = 6. V Na 2 SO 4 má síra oxidačný stav 6 .
   • V zlúčeninách sa súčet všetkých oxidačných stavov musí rovnať náboju. Napríklad, ak je zlúčenina dvojatómový ión, súčet oxidačných stavov atómov sa musí rovnať celkovému iónovému náboju.
   • Je veľmi užitočné mať možnosť používať Mendelejevovu periodickú tabuľku a vedieť, kde sa v nej nachádzajú kovové a nekovové prvky.
   • Oxidačný stav atómov v elementárnej forme je vždy nula. Oxidačný stav jedného iónu sa rovná jeho náboju. Prvky skupiny 1A periodickej tabuľky, ako je vodík, lítium, sodík, v elementárnej forme majú oxidačný stav +1; oxidačný stav kovov skupiny 2A, ako je horčík a vápnik, vo svojej elementárnej forme je +2. Kyslík a vodík, v závislosti od typu chemickej väzby, môžu mať 2 rôzne oxidačné stavy.

Tabuľka. Stupne oxidácie chemických prvkov.

Tabuľka. Stupne oxidácie chemických prvkov.

Hodnotenie článku:

Správne umiestniť oxidačné stavy Treba mať na pamäti štyri pravidlá.

1) V jednoduchej látke je oxidačný stav ľubovoľného prvku 0. Príklady: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) Mali by ste si zapamätať prvky, pre ktoré sú charakteristické konštantné oxidačné stavy. Všetky sú uvedené v tabuľke.

3) Najvyšší oxidačný stav prvku sa spravidla zhoduje s číslom skupiny, v ktorej sa tento prvok nachádza (napríklad fosfor je v skupine V, najvyššia SD fosforu je +5). Dôležité výnimky: F, O.

4) Hľadanie oxidačných stavov zostávajúcich prvkov je založené na jednoduchom pravidle:

V neutrálnej molekule sa súčet oxidačných stavov všetkých prvkov rovná nule a v ióne - náboj iónu.

Niekoľko jednoduchých príkladov na určenie oxidačných stavov

Príklad 1. Je potrebné nájsť oxidačné stavy prvkov v amoniaku (NH 3).

rozhodnutie. Už vieme (pozri 2), že čl. OK vodík je +1. Zostáva nájsť túto charakteristiku pre dusík. Nech x je požadovaný oxidačný stav. Zostavíme najjednoduchšiu rovnicu: x + 3 (+1) \u003d 0. Riešenie je zrejmé: x \u003d -3. Odpoveď: N-3H3+1.

Príklad 2. Uveďte oxidačné stavy všetkých atómov v molekule H2SO4.

rozhodnutie. Oxidačné stavy vodíka a kyslíka sú už známe: H(+1) a O(-2). Zostavíme rovnicu na určenie stupňa oxidácie síry: 2 (+1) + x + 4 (-2) \u003d 0. Vyriešením tejto rovnice zistíme: x \u003d +6. Odpoveď: H+12S+60-24.

Príklad 3. Vypočítajte oxidačné stavy všetkých prvkov v molekule Al(NO 3) 3.

rozhodnutie. Algoritmus zostáva nezmenený. Zloženie „molekuly“ dusičnanu hlinitého zahŕňa jeden atóm Al (+3), 9 atómov kyslíka (-2) a 3 atómy dusíka, ktorých oxidačný stav musíme vypočítať. Zodpovedajúca rovnica: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Odpoveď: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

Príklad 4. Určite oxidačné stavy všetkých atómov v (AsO 4) 3- ióne.

rozhodnutie. V tomto prípade sa súčet oxidačných stavov už nebude rovnať nule, ale náboju iónu, t.j. -3. Rovnica: x + 4 (-2) = -3. Odpoveď: As(+5), O(-2).

Čo robiť, ak nie sú známe oxidačné stavy dvoch prvkov

Je možné pomocou podobnej rovnice určiť oxidačné stavy viacerých prvkov naraz? Ak zvážime tento problém z hľadiska matematiky, odpoveď bude negatívna. Lineárna rovnica s dvoma premennými nemôže mať jedinečné riešenie. Ale neriešime len rovnicu!

Príklad 5. Určte oxidačné stavy všetkých prvkov v (NH 4) 2 SO 4.

rozhodnutie. Oxidačné stavy vodíka a kyslíka sú známe, ale síra a dusík nie. Klasický príklad problému s dvoma neznámymi! Síran amónny nebudeme považovať za jednu „molekulu“, ale za kombináciu dvoch iónov: NH 4 + a SO 4 2-. Poznáme náboje iónov, každý z nich obsahuje iba jeden atóm s neznámym stupňom oxidácie. Pomocou skúseností získaných pri riešení predchádzajúcich problémov ľahko zistíme oxidačné stavy dusíka a síry. Odpoveď: (N-3H4+1)2S+604-2.

Záver: ak molekula obsahuje niekoľko atómov s neznámymi oxidačnými stavmi, pokúste sa molekulu „rozdeliť“ na niekoľko častí.

Ako usporiadať oxidačné stavy v organických zlúčeninách

Príklad 6. Uveďte oxidačné stavy všetkých prvkov v CH 3 CH 2 OH.

rozhodnutie. Hľadanie oxidačných stavov v organických zlúčeninách má svoje špecifiká. Najmä je potrebné samostatne nájsť oxidačné stavy pre každý atóm uhlíka. Môžete to zdôvodniť nasledovne. Zoberme si napríklad atóm uhlíka v metylovej skupine. Tento atóm uhlíka je spojený s 3 atómami vodíka a susedným atómom uhlíka. Na väzbe C-H sa hustota elektrónov posúva smerom k atómu uhlíka (pretože elektronegativita C prevyšuje EO vodíka). Ak by bol tento posun úplný, atóm uhlíka by získal náboj -3.

Atóm C v skupine -CH 2 OH je naviazaný na dva atómy vodíka (posun elektrónovej hustoty smerom k C), jeden atóm kyslíka (posun elektrónovej hustoty smerom k O) a jeden atóm uhlíka (môžeme predpokladať, že posuny elektrónovej hustoty v tomto prípad sa nedeje). Oxidačný stav uhlíka je -2 +1 +0 = -1.

Odpoveď: C-3H+13C-1H+120-2H+1.

Nezamieňajte si pojmy „valencia“ a „oxidačný stav“!

Oxidačný stav sa často zamieňa s valenciou. Neurobte tú chybu. Uvediem hlavné rozdiely:

• oxidačný stav má znamienko (+ alebo -), valencia - nie;
• stupeň oxidácie sa môže rovnať nule aj v komplexnej látke, rovnosť valencie k nule spravidla znamená, že atóm tohto prvku nie je spojený s inými atómami (nebudeme rozoberať žiadne druhy inklúznych zlúčenín a iní „exoti“ tu);
• stupeň oxidácie je formálny pojem, ktorý nadobúda skutočný význam iba v zlúčeninách s iónovými väzbami, pojem "valencia" sa naopak najvýhodnejšie aplikuje na kovalentné zlúčeniny.

Oxidačný stav (presnejšie jeho modul) sa často numericky rovná valencii, ale ešte častejšie sa tieto hodnoty NEZhodujú. Napríklad oxidačný stav uhlíka v C02 je +4; valencia C sa tiež rovná IV. Ale v metanole (CH30H) zostáva valencia uhlíka rovnaká a oxidačný stav C je -1.

Malý test na tému "Stupeň oxidácie"

Venujte niekoľko minút kontrole, ako ste túto tému pochopili. Musíte odpovedať na päť jednoduchých otázok. Veľa štastia!

V chemických procesoch hrajú hlavnú úlohu atómy a molekuly, ktorých vlastnosti určujú výsledok chemických reakcií. Jednou z dôležitých charakteristík atómu je oxidačné číslo, ktoré zjednodušuje metódu zohľadňovania prenosu elektrónov v častici. Ako určiť oxidačný stav alebo formálny náboj častice a aké pravidlá na to potrebujete poznať?

Akákoľvek chemická reakcia je spôsobená interakciou atómov rôznych látok. Reakčný proces a jeho výsledok závisí od charakteristík najmenších častíc.

Pojem oxidácia (oxidácia) v chémii znamená reakciu, počas ktorej skupina atómov alebo jeden z nich stráca elektróny alebo získava, v prípade získania sa reakcia nazýva „redukcia“.

Oxidačný stav je veličina, ktorá sa meria kvantitatívne a charakterizuje prerozdelené elektróny počas reakcie. Tie. v procese oxidácie sa elektróny v atóme zmenšujú alebo zvyšujú, pričom sa prerozdeľujú medzi ostatné interagujúce častice a úroveň oxidácie presne ukazuje, ako sú reorganizované. Tento pojem úzko súvisí s elektronegativitou častíc – ich schopnosťou priťahovať a odpudzovať voľné ióny od seba.

Stanovenie úrovne oxidácie závisí od charakteristík a vlastností konkrétnej látky, takže postup výpočtu nemožno jednoznačne nazvať ľahkým alebo zložitým, ale jeho výsledky pomáhajú podmienene zaznamenávať procesy redoxných reakcií. Malo by byť zrejmé, že získaný výsledok výpočtov je výsledkom zohľadnenia prenosu elektrónov a nemá žiadny fyzikálny význam a nie je skutočným nábojom jadra.

Je dôležité vedieť! Anorganická chémia často používa pojem valencia namiesto oxidačného stavu prvkov, nie je to chyba, ale treba si uvedomiť, že druhý pojem je univerzálnejší.

Pojmy a pravidlá pre výpočet pohybu elektrónov sú základom pre klasifikáciu chemikálií (názvoslovie), popis ich vlastností a zostavovanie komunikačných vzorcov. Ale najčastejšie sa tento koncept používa na popis a prácu s redoxnými reakciami.

Pravidlá určovania stupňa oxidácie

Ako zistiť stupeň oxidácie? Pri práci s redoxnými reakciami je dôležité vedieť, že formálny náboj častice sa bude vždy rovnať veľkosti elektrónu, vyjadrenej v číselnej hodnote. Táto vlastnosť súvisí s predpokladom, že elektrónové páry tvoriace väzbu sú vždy úplne posunuté smerom k negatívnejším časticiam. Malo by byť zrejmé, že hovoríme o iónových väzbách a v prípade reakcie pri , elektróny budú rovnomerne rozdelené medzi rovnaké častice.

Oxidačné číslo môže mať kladné aj záporné hodnoty. Ide o to, že počas reakcie sa atóm musí stať neutrálnym, a preto musíte k iónu buď pripojiť určitý počet elektrónov, ak je kladný, alebo ich odobrať, ak je záporný. Na označenie tohto pojmu sa pri písaní vzorcov nad označenie prvku zvyčajne píše arabská číslica s príslušným znakom. Napríklad, alebo atď.

Mali by ste vedieť, že formálny náboj kovov bude vždy kladný a vo väčšine prípadov ho môžete určiť pomocou periodickej tabuľky. Na správne určenie ukazovateľov je potrebné vziať do úvahy množstvo funkcií.

Stupeň oxidácie:

Po zapamätaní si týchto vlastností bude celkom jednoduché určiť oxidačné číslo prvkov bez ohľadu na zložitosť a počet atómových úrovní.

Užitočné video: určenie stupňa oxidácie

Mendelejevova periodická tabuľka obsahuje takmer všetky potrebné informácie pre prácu s chemickými prvkami. Napríklad školáci ho používajú len na opis chemických reakcií. Aby bolo možné určiť maximálne kladné a záporné hodnoty oxidačného čísla, je potrebné skontrolovať označenie chemického prvku v tabuľke:

1. Maximálne kladné je číslo skupiny, v ktorej sa prvok nachádza.
2. Maximálny negatívny oxidačný stav je rozdiel medzi maximálnym pozitívnym limitom a číslom 8.

Stačí teda jednoducho zistiť krajné hranice formálneho náboja prvku. Takáto akcia môže byť vykonaná pomocou výpočtov založených na periodickej tabuľke.

Je dôležité vedieť! Jeden prvok môže mať súčasne niekoľko rôznych oxidačných indexov.

Existujú dva hlavné spôsoby stanovenia úrovne oxidácie, ktorých príklady sú uvedené nižšie. Prvým z nich je metóda, ktorá vyžaduje znalosti a zručnosti na uplatnenie zákonov chémie. Ako usporiadať oxidačné stavy pomocou tejto metódy?

Pravidlo na určenie oxidačných stavov

Na to potrebujete:

1. Určte, či je daná látka elementárna a či nie je viazaná. Ak áno, jeho oxidačné číslo sa bude rovnať 0, bez ohľadu na zloženie látky (jednotlivé atómy alebo viacúrovňové atómové zlúčeniny).
2. Zistite, či sa daná látka skladá z iónov. Ak áno, potom sa stupeň oxidácie bude rovnať ich náboju.
3. Ak je príslušnou látkou kov, pozrite sa na ukazovatele iných látok vo vzorci a vypočítajte hodnoty kovov aritmeticky.
4. Ak má celá zlúčenina jeden náboj (v skutočnosti je to súčet všetkých častíc prezentovaných prvkov), potom stačí určiť ukazovatele jednoduchých látok, potom ich odpočítať od celkového množstva a získať údaje o kovoch.
5. Ak je vzťah neutrálny, potom musí byť súčet nula.

Zvážte napríklad kombináciu s iónom hliníka, ktorého celkový náboj je nulový. Pravidlá chémie potvrdzujú skutočnosť, že ión Cl má oxidačné číslo -1 a v tomto prípade sú v zlúčenine tri. Takže ión Al musí byť +3, aby bola celá zlúčenina neutrálna.

Táto metóda je celkom dobrá, pretože správnosť riešenia sa dá vždy skontrolovať spočítaním všetkých úrovní oxidácie.

Druhá metóda môže byť použitá bez znalosti chemických zákonov:

1. Nájdite údaje o časticiach, pre ktoré neexistujú prísne pravidlá a presný počet ich elektrónov nie je známy (možné elimináciou).
2. Zistite ukazovatele všetkých ostatných častíc a potom z celkového množstva odčítaním nájdite požadovanú časticu.

Uvažujme druhú metódu s použitím látky Na2SO4 ako príklad, v ktorej atóm síry S nie je definovaný, je známe len to, že je nenulový.

Ak chcete zistiť, čomu sa všetky oxidačné stavy rovnajú:

1. Nájdite známe prvky, pričom majte na pamäti tradičné pravidlá a výnimky.
2. Na ión = +1 a každý kyslík = -2.
3. Vynásobte počet častíc každej látky ich elektrónmi a získajte oxidačné stavy všetkých atómov okrem jedného.
4. Na2SO4 pozostáva z 2 sodíka a 4 kyslíka, po vynásobení sa ukáže: 2 X + 1 \u003d 2 je oxidačné číslo všetkých častíc sodíka a 4 X -2 \u003d -8 - kyslík.
5. Pridajte výsledky 2+(-8) = -6 - to je celkový náboj zlúčeniny bez častice síry.
6. Chemický zápis vyjadrite ako rovnicu: súčet známych údajov + neznáme číslo = celkový náboj.
7. Na2S04 je reprezentovaný nasledovne: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Na použitie druhej metódy teda stačí poznať jednoduché zákony aritmetiky.

Tabuľka oxidácie

Na uľahčenie obsluhy a výpočtu oxidačných indikátorov pre každú chemikáliu sa používajú špeciálne tabuľky, kde sú zaznamenané všetky údaje.

Vyzerá to takto:

Užitočné video: učenie sa určovať stupeň oxidácie podľa vzorcov

Záver

Zistenie oxidačného stavu pre chemikáliu je jednoduchá operácia, ktorá si vyžaduje len starostlivosť a znalosť základných pravidiel a výnimiek. Ak poznáte výnimky a použijete špeciálne tabuľky, táto akcia nezaberie veľa času.

Pred štúdiom oxidačných stavov si pripomeňme základné pravidlá z kurzu chémie a fyziky:

• všetky látky sú tvorené z molekúl a molekuly z atómov;
• ktorýkoľvek atóm je elektricky neutrálny, t.j. má celkový náboj rovný nule;
• nulový náboj atómu je určený rovnakým počtom kladne a záporne nabitých častíc v ňom;
• negatívne nabité častice vo vnútri atómu - "elektróny" - sa pohybujú okolo jadra atómu (náboj jedného elektrónu je "-1");
• celkový záporný náboj všetkých elektrónov atómu sa rovná ich počtu;
• kladné častice atómu sa nazývajú „protóny“ a nachádzajú sa vo vnútri jeho jadra a náboj jedného protónu je „+1“;
• celkový kladný náboj jadra sa rovná celkovému počtu tých, ktoré sú v ňom;
• presný počet protónov a elektrónov v atóme akéhokoľvek chemického prvku možno nájsť pohľadom na jeho počet v periodickom systéme:

číslo prvku = počet protónov v atóme = počet elektrónov v atóme.

Zvážte všetko vyššie uvedené na príkladoch kyslíka (O), vodíka (H), vápnika (Ca) a hliníka (Al).

V periodickej sústave má poradové číslo „8“, čo znamená, že v jej jadre je osem protónov a okolo jadra sa pohybuje osem elektrónov.

Náboj jadra jeho atómu je teda „+8“ a celkový náboj elektrónov pohybujúcich sa okolo jeho jadra je „-8“. Celkový náboj atómu pre chemický prvok je určený sčítaním všetkých kladných a záporných nábojov vo vnútri jeho atómu:

Zaberá prvé miesto v periodickom systéme, a preto je v jeho jadre jeden protón a jeden elektrón sa pohybuje okolo jadra:

Nachádza sa na dvadsiatom mieste periodického systému. To znamená, že v jeho atóme je dvadsať protónov a elektrónov, ktorých celkový náboj je „+20“ a „-20“:

Pokiaľ ide o jeho umiestnenie v periodickom systéme (sériové číslo - 13) hovorí o trinástich protónoch a trinástich elektrónoch:

Trochu o stupni oxidácie

Ako viete, chemické prvky v zemskej kôre nie sú len vo voľnom stave. Ich atómy tiež vstupujú do chemických interakcií s tvorbou komplexných látok. Dá sa to jednoducho ilustrovať na príklade tvorby oxidov.

Takže kyslík (O) môže interagovať s vodíkom (H). V tomto prípade vodík poskytuje kyslíku svoj jediný elektrón, ktorý je plne k dispozícii. Potom už v atóme vodíka nezostanú žiadne voľné elektróny a v dôsledku toho sa pozitívny náboj jadra atómu (rovnajúci sa „+1“) nestane nič, čo by sa malo neutralizovať a celý atóm vodíka získa náboj "+1". Elektricky neutrálny atóm vodíka sa teda zmení na kladne nabitú časticu - protón:

(+1) + (-1) - (-1)= (+1).

Atóm kyslíka, ktorý má vo voľnom stave tiež nulový náboj, môže na seba súčasne pripojiť dva elektróny. To znamená, že súčasne reaguje s dvoma atómami vodíka, z ktorých každý mu dáva svoj jediný elektrón.

Kyslík, ktorý mal pred reakciou s vodíkom osem protónov a elektrónov, teda pri tejto chemickej interakcii získava ďalšie dva elektróny. Jeho celkový poplatok sa teda rovná:

(+8)+(-8)+(-2)=(-2).

Tento príklad ilustruje reakciu, pri ktorej atóm jedného chemického prvku odovzdal svoje elektróny atómu iného chemického prvku. Takéto reakcie v chémii sa nazývajú redoxné reakcie.

Predpokladá sa, že atóm, ktorý daroval elektróny oxidované a atóm, ktorý ich pripojil - zotavil. V tomto prípade sa vodík oxiduje a kyslík sa redukuje. Náboj, ktorý oba atómy dostali v dôsledku reakcie, je napísaný v pravom hornom rohu nad symbolmi ich chemických prvkov.

Treba tiež vziať do úvahy, že kyslík a vodík sú plyny, čo znamená, že v ich molekulách sú dva rovnaké atómy. Preto úplná reakcia interakcie kyslíka s vodíkom vyzerá takto:

2Н₂⁰ + О₂⁰ → 2Н₂⁺¹О⁻²

V tomto prípade hovoríme o vzniku zlúčenín typu X₂O, pri ktorých sú na jeden atóm kyslíka pripojené dva rovnaké atómy iného prvku, čím sa získa molekula komplexnej látky. Oxidačný stav „+1“ je charakteristický pre prvky prvej skupiny periodického systému, patriace do hlavnej podskupiny.

Oxidačný stav v XO

V druhej skupine periodického systému (konkrétne v jeho hlavnej podskupine) sú chemické prvky, z ktorých každý atóm už môže poskytnúť dva elektróny kyslíku. Takýto atóm v priebehu redoxnej reakcie získa náboj „+2“ a kyslík ako vždy dostane náboj „-2“. Napríklad oxidačná reakcia vápnika:

2Ca⁰ + O₂⁰→2Ca⁺²O⁻².

Zinok (Zn), ktorý sa nachádza v sekundárnej podskupine druhej skupiny, vykazuje rovnaký oxidačný stav ako vápnik, konkrétne XO:

2Zn⁰ + О₂⁰→2Zn⁺²О⁻²

Oxidačný stav v X₂O3

Charakteristickým znakom prvkov hlavnej podskupiny tretej skupiny periodického systému je, že každý z ich atómov môže ľahko poskytnúť tri elektróny atómu kyslíka. Jeden atóm kyslíka však môže prijať iba dva elektróny.

Preto takto bude vyzerať pomer atómov v molekule oxidu pre prvky tretej skupiny s použitím oxidu hlinitého ako príkladu:

• ak jeden atóm hliníka môže odovzdať tri elektróny, potom dva atómy hliníka odovzdajú šesť elektrónov (každý tri);
• jeden atóm kyslíka môže prijať iba dva elektróny, ale keďže dva atómy hliníka darujú šesť elektrónov, tri atómy kyslíka ich môžu úplne prijať;
• Malo by sa pamätať na to, že molekula kyslíka je dvojatómová, čo znamená, že každý z atómov kyslíka prijme dva elektróny z atómov hliníka:

4Al⁰ + 30₂⁰ → 2Al₂⁺³O₃⁻²

Na tejto chemickej reakcii sa teda zúčastnia štyri atómy hliníka, čím šesť atómov (alebo troch molekúl) kyslíka získa dvanásť elektrónov. V dôsledku reakcie budú každému atómu hliníka chýbať tri elektróny na nulový náboj, čo znamená, že kladný náboj jadra prevládne nad záporným nábojom elektrónov:

13 (náboj jadra atómu Al sa nezmenil) -10 (elektróny zostávajúce po reakcii) = (+3).

Oxidačný stav v XO₂

Tento oxidačný stav vykazujú chemické prvky nachádzajúce sa v hlavnej podskupine štvrtej skupiny periodického systému. Každý z ich atómov môže súčasne rozdať štyri elektróny a keďže molekula kyslíka je dvojatómová, každý z atómov kyslíka prijme len dva elektróny.

Zvážte podobnú redoxnú reakciu na príklade interakcie kyslíka s uhlíkom:

С⁰ + О₂⁰ → С⁺⁴О₂⁻²

Táto reakcia ilustruje spaľovanie pevnej látky (uhlia) v prítomnosti plynu (kyslíka). Preto je molekula kyslíka dvojatómová a molekula uhlíka je monoatomická. Kliknite a zistite, ako sa oxidujú rôzne kovy.

Oxidačné stavy v X₂O₅ a XO3

Pre niektoré prvky hlavnej podskupiny piatej skupiny je charakteristický prejav oxidačného stavu (+5), to znamená, že môžu poskytnúť atómu kyslíka päť elektrónov naraz. Napríklad spaľovacia reakcia fosforu v prítomnosti kyslíka:

4Р⁰ + 5О₂⁰ → 2Р₂⁺⁵О₅⁻².

Niektoré prvky šiestej skupiny môžu darovať šesť elektrónov naraz, potom sa ich oxidačný stav rovná (+6). Napríklad reakcia interakcie síry s kyslíkom:

2S⁰ + 3O₂⁰ → 2S⁺⁶O₃⁻²