برای تعیین بار شرطی اتم ها در واکنش های ردوکس، از جدول اکسیداسیون عناصر شیمیایی استفاده کنید. بسته به خواص اتم، یک عنصر می تواند حالت اکسیداسیون مثبت یا منفی را نشان دهد.

عدد اکسیداسیون چیست؟

بار مشروط اتم های عناصر در مواد پیچیدهعدد اکسیداسیون نامیده می شود. مقدار بار اتم ها در واکنش های ردوکس ثبت می شود تا بفهمیم کدام عنصر یک عامل کاهنده و کدام یک عامل اکسید کننده است.

حالت اکسیداسیون مربوط به الکترونگاتیوی است که توانایی اتم ها را در پذیرش یا رها کردن الکترون ها نشان می دهد. هر چه مقدار الکترونگاتیوی بالاتر باشد، توانایی اتم برای از دست دادن الکترون در واکنش ها بیشتر است.

برنج. 1. سری الکترونگاتیوی.

حالت اکسیداسیون می تواند سه مقدار داشته باشد:

• صفر- اتم در حال استراحت است (همه مواد ساده حالت اکسیداسیون 0 دارند).
• مثبت- اتم الکترون ها را رها می کند و یک عامل کاهنده است (همه فلزات، برخی از غیر فلزات).
• منفی- اتم الکترون ها را می پذیرد و یک عامل اکسید کننده است (بیشتر نافلزات).

به عنوان مثال، حالت های اکسیداسیون در واکنش سدیم با کلر به شرح زیر است:

2Na 0 + Cl 2 0 → 2Na + 1 Cl -1

در واکنش فلزات با نافلزات، فلز همیشه عامل کاهنده و نافلز عامل اکسید کننده است.

نحوه تعیین

جدولی وجود دارد که تمام حالت های اکسیداسیون ممکن عناصر را نشان می دهد.

نام	سمبل	حالت اکسیداسیون
بریلیم
		1, 0, +1, +2, +3
		4, -3, -2, -1, 0, +2, +4
		3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
اکسیژن		2, -1, 0, +1, +2
آلومینیوم
		1، 0، 1+، 3+، 5+، 7+، به ندرت 2+ و 4+
منگنز		2, +3, +4, +6, +7
		2، +3، به ندرت +4 و +6
		2، +3، به ندرت +4
		2، به ندرت +1، +3، +4
		1، +2، به ندرت +3
		3، به ندرت +2
ژرمانیوم
		3، +3، +5، به ندرت +2
		2، +4، +6، به ندرت +2
		1، +1، +5، به ندرت +3، +4
استرانسیوم
زیرکونیوم		4، به ندرت +2، +3
		3، +5، به ندرت +2، +4
مولیبدن		3، +6، به ندرت +2، +3، +5
تکنسیوم
		3، +4، +8، به ندرت +2، +6، +7
		4، به ندرت +2، +3، +6
پالادیوم		2، +4، به ندرت +6
		1، به ندرت +2، +3
		2، به ندرت +1
		3، به ندرت +1، +2
		3، +3، +5، به ندرت +4
		2، +4، +6، نادر
		1، +1، +5، +7، به ندرت +3، +4
پراسئودیمیم
پرومتیم
		3، به ندرت +2
		3، به ندرت +2
گادولینیوم
دیسپروزیم
		3، به ندرت +2
ایتربیوم		3، به ندرت +2
		5، به ندرت +3، +4
تنگستن		6، به ندرت +2، +3، +4، +5
		2، +4، +6، +7، به ندرت -1، +1، +3، +5
		3، +4، +6، +8، به ندرت +2
		3، +4، +6، به ندرت +1، +2
		2، +4، +6، به ندرت +1، +3
		1، +3، به ندرت +2
		1، +3، به ندرت +2
		3، به ندرت +3، +2، +4، +5
		2، +4، به ندرت -2، +6

یا از این نسخه جدول در درس های خود استفاده کنید.

برنج. 2. جدول حالت های اکسیداسیون.

علاوه بر این، حالت های اکسیداسیون عناصر شیمیایی را می توان از جدول تناوبی مندلیف تعیین کرد:

• بالاترین درجه (حداکثر مثبت) با شماره گروه منطبق است.
• برای تعیین حداقل مقدار حالت اکسیداسیون، هشت از عدد گروه کم می شود.

برنج. 3. جدول تناوبی.

اکثر نافلزات حالت اکسیداسیون مثبت و منفی دارند. به عنوان مثال، سیلیکون در گروه IV است که به معنای آن است حداکثر درجهاکسیداسیون +4 و حداقل -4. در ترکیبات غیر فلزات (SO 3 , CO 2 , SiC ) عامل اکسید کننده یک غیر فلز با حالت اکسیداسیون منفی یا با ارزش الکترونگاتیوی بالا است. به عنوان مثال، در ترکیب PCl 3، فسفر دارای حالت اکسیداسیون +3، کلر -1 است. الکترونگاتیوی فسفر 2.19، کلر 3.16 است.

قانون دوم برای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی که همیشه یک حالت اکسیداسیون مثبت برابر با عدد گروه دارند، کار نمی کند. استثناها منیزیم و بریلیم (+1، +2) هستند. همچنین حالت اکسیداسیون ثابت داشته باشد:

• آلومینیوم (+3)؛
• روی (+2)؛
• کادمیوم (+2).

فلزات باقیمانده حالت اکسیداسیون متغیری دارند. در بیشتر واکنش ها به عنوان یک عامل کاهنده عمل می کنند. در موارد نادر، آنها می توانند عوامل اکسید کننده با حالت اکسیداسیون منفی باشند.

فلوئور قوی ترین عامل اکسید کننده است. حالت اکسیداسیون آن همیشه -1 است.

ما چه آموخته ایم؟

از درس کلاس هشتم با درجه اکسیداسیون آشنا شدیم. این یک مقدار متعارف است که نشان می دهد یک اتم در طول چند الکترون می تواند بدهد یا دریافت کند واکنش شیمیایی. مقدار مربوط به الکترونگاتیوی است. عوامل اکسید کننده الکترون ها را می پذیرند و حالت اکسیداسیون منفی دارند، در حالی که عوامل احیا کننده الکترون اهدا می کنند و حالت اکسیداسیون مثبت را نشان می دهند. اکثر فلزات عوامل کاهنده با یا دائمی هستند درجه متغیراکسیداسیون نافلزات بسته به ماده ای که با آن واکنش نشان می دهند می توانند خواص اکسید کننده و کاهنده از خود نشان دهند.

در مورد موضوع تست کنید

ارزیابی گزارش

میانگین امتیاز: 4.7. مجموع امتیازهای دریافتی: 146.

برای قرار دادن صحیح حالت های اکسیداسیون، باید چهار قانون را در نظر داشته باشید.

1) در یک ماده ساده، حالت اکسیداسیون هر عنصر 0 است. مثالها: Na 0، H 0 2، P 0 4.

2) باید عناصری را که مشخص هستند به خاطر بسپارید حالت های اکسیداسیون ثابت. همه آنها در جدول ذکر شده است.

3) بالاترین حالت اکسیداسیون یک عنصر، به طور معمول، با تعداد گروهی که عنصر در آن قرار دارد منطبق است (به عنوان مثال، فسفر در گروه V است، بالاترین s.d. فسفر 5+ است). استثناهای مهم: F, O.

4) جستجوی حالت های اکسیداسیون عناصر دیگر بر اساس آن است قانون ساده:

در یک مولکول خنثی، مجموع حالت های اکسیداسیون همه عناصر صفر است و در یک یون - بار یون.

چند مثال ساده برای تعیین حالت های اکسیداسیون

مثال 1. یافتن حالت های اکسیداسیون عناصر در آمونیاک (NH 3) ضروری است.

راه حل. ما قبلاً می دانیم (نگاه کنید به 2) که هنر. خوب. هیدروژن +1 است. باقی مانده است که این ویژگی برای نیتروژن پیدا شود. اجازه دهید x حالت اکسیداسیون مورد نظر باشد. ما ساده ترین معادله را ایجاد می کنیم: x + 3 (+1) = 0. جواب واضح است: x = -3. پاسخ: N -3 H 3 +1.

مثال 2. حالت های اکسیداسیون تمام اتم های مولکول H 2 SO 4 را نشان دهید.

راه حل. حالت های اکسیداسیون هیدروژن و اکسیژن قبلاً شناخته شده است: H(+1) و O(-2). ما یک معادله برای تعیین وضعیت اکسیداسیون گوگرد ایجاد می کنیم: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. حل معادله داده شده، پیدا می کنیم: x = +6. پاسخ: H +1 2 S +6 O -2 4.

مثال 3. حالت های اکسیداسیون تمام عناصر موجود در مولکول Al(NO 3) 3 را محاسبه کنید.

راه حل. الگوریتم بدون تغییر باقی می ماند. ترکیب "مولکول" نیترات آلومینیوم شامل یک اتم Al (3+)، 9 اتم اکسیژن (2-) و 3 اتم نیتروژن است که باید حالت اکسیداسیون آن را محاسبه کنیم. معادله مربوطه: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. پاسخ: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

مثال 4. حالت های اکسیداسیون همه اتم ها را در یون (AsO 4) 3- تعیین کنید.

راه حل. در این حالت، مجموع حالت های اکسیداسیون دیگر برابر با صفر نیست، بلکه برابر با بار یون، یعنی 3- خواهد بود. معادله: x + 4 (-2) = -3. پاسخ: As(+5)، O(-2).

اگر حالت اکسیداسیون دو عنصر ناشناخته باشد چه باید کرد؟

آیا می توان با استفاده از یک معادله مشابه، حالت اکسیداسیون چندین عنصر را به طور همزمان تعیین کرد؟ اگر در نظر بگیریم این وظیفهاز دیدگاه ریاضی، پاسخ منفی است. معادله خطیبا دو متغیر نمی تواند یک راه حل منحصر به فرد داشته باشد. اما ما بیشتر از یک معادله را حل می کنیم!

مثال 5. حالت های اکسیداسیون همه عناصر موجود در (NH 4) 2 SO 4 را تعیین کنید.

راه حل. حالت های اکسیداسیون هیدروژن و اکسیژن مشخص است، اما گوگرد و نیتروژن مشخص نیست. یک مثال کلاسیک از یک مشکل با دو مجهول! ما سولفات آمونیوم را نه به عنوان یک "مولکول"، بلکه به عنوان ترکیبی از دو یون در نظر خواهیم گرفت: NH 4 + و SO 4 2-. بارهای یون ها برای ما شناخته شده است. با استفاده از تجربه به دست آمده در حل مسائل قبلی، می توانیم به راحتی حالت های اکسیداسیون نیتروژن و گوگرد را پیدا کنیم. جواب: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

نتیجه گیری: اگر یک مولکول حاوی چندین اتم با حالت اکسیداسیون ناشناخته است، سعی کنید مولکول را به چند قسمت تقسیم کنید.

نحوه ترتیب دادن حالت های اکسیداسیون در ترکیبات آلی

مثال 6. حالت های اکسیداسیون همه عناصر را در CH 3 CH 2 OH نشان دهید.

راه حل. یافتن حالت های اکسیداسیون در ترکیبات آلیمشخصات خاص خودش را دارد به طور خاص، لازم است به طور جداگانه حالت های اکسیداسیون برای هر اتم کربن پیدا شود. می توانید به صورت زیر استدلال کنید. به عنوان مثال، اتم کربن در گروه متیل را در نظر بگیرید. این اتم C به 3 اتم هیدروژن و یک اتم کربن همسایه متصل است. در امتداد پیوند C-H، چگالی الکترون به سمت اتم کربن تغییر می کند (زیرا الکترونگاتیوی C از EO هیدروژن بیشتر است). اگر این جابجایی کامل بود، اتم کربن بار 3- را به دست می آورد.

اتم C در گروه -CH 2 OH به دو اتم هیدروژن (تغییر چگالی الکترون به سمت C)، یک اتم اکسیژن (تغییر چگالی الکترون به سمت O) و یک اتم کربن (می توان فرض کرد که تغییر در چگالی الکترون در این مورد اتفاق نمی افتد). حالت اکسیداسیون کربن -2 +1 +0 = -1 است.

پاسخ: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.

مفاهیم "ظرفیت" و "وضعیت اکسیداسیون" را اشتباه نگیرید!

عدد اکسایش اغلب با ظرفیت اشتباه گرفته می شود. این اشتباه را نکن من تفاوت های اصلی را لیست می کنم:

• حالت اکسیداسیون علامت (+ یا -) دارد، ظرفیت ندارد.
• حالت اکسیداسیون می تواند حتی در یک ماده پیچیده برابر با صفر باشد به این معنی که اتم یک عنصر معین به اتم های دیگر متصل نیست (ما در مورد هر نوع ترکیبات گنجانده شده و سایر "غیر طبیعی" بحث نمی کنیم. اینجا)؛
• حالت اکسیداسیون یک مفهوم رسمی است که فقط در ترکیبات با پیوندهای یونی معنای واقعی به دست می آورد، برعکس، مفهوم "ظرفیت" به راحتی در رابطه با ترکیبات کووالانسی به کار می رود.

حالت اکسیداسیون (به طور دقیق تر، مدول آن) اغلب از نظر عددی برابر با ظرفیت است، اما حتی بیشتر اوقات این مقادیر منطبق نیستند. به عنوان مثال، حالت اکسیداسیون کربن در CO 2 +4 است. ظرفیت C نیز برابر با IV است. اما در متانول (CH 3 OH) ظرفیت کربن ثابت می ماند و حالت اکسیداسیون C برابر با 1- است.

تست کوتاه با موضوع "وضعیت اکسیداسیون"

چند دقیقه وقت بگذارید تا درک خود را از این موضوع بررسی کنید. شما باید به پنج سوال ساده پاسخ دهید. موفق باشید!

فیلم آموزشی 2: حالت اکسیداسیون عناصر شیمیایی

فیلم آموزشی 3: ظرفیت. تعیین ظرفیت

سخنرانی: الکترونگاتیوی. حالت اکسیداسیون و ظرفیت عناصر شیمیایی

الکترونگاتیوی

الکترونگاتیویتوانایی اتم ها برای جذب الکترون از اتم های دیگر برای پیوستن به آنها است.

قضاوت در مورد الکترونگاتیوی یک عنصر شیمیایی خاص با استفاده از جدول آسان است. به یاد داشته باشید، در یکی از درس‌های ما گفته شد که با حرکت از چپ به راست در دوره‌های جدول تناوبی و با حرکت از پایین به بالا در گروه‌ها، افزایش می‌یابد.

به عنوان مثال، این وظیفه تعیین شد که کدام عنصر از سری پیشنهادی الکترونگاتیوترین است: C (کربن)، N (نیتروژن)، O (اکسیژن)، S (گوگرد)؟ به جدول نگاه می کنیم و متوجه می شویم که این O است، زیرا او در سمت راست و بالاتر از دیگران است.

چه عواملی بر الکترونگاتیوی تأثیر می گذارد؟ این:

• شعاع یک اتم، هر چه کوچکتر باشد، الکترونگاتیوی آن بیشتر است.
• پوسته ظرفیت پر از الکترون است.

از بین تمام عناصر شیمیایی، فلوئور الکترونگاتیوترین است زیرا دارای شعاع اتمی کوچک و 7 الکترون در لایه ظرفیت خود است.

عناصر با الکترونگاتیو کم شامل فلزات قلیایی و قلیایی خاکی هستند. آنها شعاع های بزرگ و الکترون های بسیار کمی در لایه بیرونی دارند.

مقادیر الکترونگاتیوی یک اتم نمی تواند ثابت باشد، زیرا این به عوامل زیادی بستگی دارد، از جمله موارد ذکر شده در بالا، و همچنین درجه اکسیداسیون، که می تواند برای یک عنصر متفاوت باشد. بنابراین، مرسوم است که در مورد نسبیت مقادیر الکترونگاتیوی صحبت کنیم. می توانید از مقیاس های زیر استفاده کنید:

هنگام نوشتن فرمول برای ترکیبات دوتایی متشکل از دو عنصر، به مقادیر الکترونگاتیوی نیاز خواهید داشت. به عنوان مثال، فرمول اکسید مس Cu 2 O - اولین عنصری که الکترونگاتیوی آن کمتر است باید یادداشت شود.

در لحظه تشکیل یک پیوند شیمیایی، اگر اختلاف الکترونگاتیوی بین عناصر بیشتر از 2.0 باشد، پیوند قطبی کووالانسی تشکیل می‌شود، پیوند یونی تشکیل می‌شود.

حالت اکسیداسیون

حالت اکسیداسیون (CO)- این بار شرطی یا واقعی یک اتم در یک ترکیب است: مشروط - اگر پیوند کووالانسی قطبی باشد، واقعی - اگر پیوند یونی باشد.

یک اتم با رها کردن الکترون بار مثبت و با پذیرش الکترون بار منفی می گیرد.

حالت های اکسیداسیون بالای نمادها با علامت نوشته می شود «+»/«-» . COهای میانی نیز وجود دارد. حداکثر CO یک عنصر مثبت و برابر با عدد گروه است و حداقل منفی برای فلزات صفر است، برای غیر فلزات = (گروه شماره - 8). عناصر با حداکثر CO فقط الکترون ها را می پذیرند و عناصر با حداقل CO فقط الکترون ها را رها می کنند. عناصری که دارای CO میانی هستند می توانند هم الکترون بدهند و هم الکترون دریافت کنند.

بیایید به قوانینی که باید برای تعیین CO دنبال شود نگاه کنیم:

CO تمام مواد ساده صفر است.

مجموع تمام اتم های CO در یک مولکول نیز برابر با صفر است، زیرا هر مولکولی از نظر الکتریکی خنثی است.

در ترکیبات با کووالانسی پیوند غیر قطبی CO برابر با صفر (O 2 0) و با یک پیوند یونی برابر با بار یون ها است (Na + Cl - سدیم CO +1، کلر -1). عناصر CO ترکیبات با پیوند قطبی کووالانسی با پیوند یونی در نظر گرفته می شوند (H:Cl = H + Cl - که به معنای H +1 Cl-1 است).

عناصر موجود در یک ترکیب که دارای بیشترین الکترونگاتیوی هستند، حالت اکسیداسیون منفی دارند، در حالی که آنهایی که کمترین الکترونگاتیوی را دارند، حالت اکسیداسیون مثبت دارند. بر این اساس، می توان نتیجه گرفت که فلزات فقط حالت اکسیداسیون "+" دارند.

حالت های اکسیداسیون ثابت:

فلزات قلیایی +1.

تمام فلزات گروه دوم +2. استثنا: جیوه +1، +2.

آلومینیوم +3.

• هیدروژن +1. استثنا: هیدریدهای فلزات فعال NaH، CaH 2 و غیره که در آن حالت اکسیداسیون هیدروژن -1 است.

  اکسیژن – 2. استثنا: F 2 -1 O + 2 و پراکسیدهای حاوی گروه –O–O– که در آن حالت اکسیداسیون اکسیژن –1 است.

هنگامی که یک پیوند یونی تشکیل می شود، انتقال خاصی از الکترون اتفاق می افتد، از یک اتم الکترونگاتیوی کمتر به اتمی با الکترونگاتیوی بیشتر. همچنین در این فرآیند اتم ها همیشه خنثی الکتریکی خود را از دست می دهند و متعاقباً به یون تبدیل می شوند. بارهای عدد صحیح نیز تشکیل می شود. هنگامی که یک پیوند کووالانسی قطبی تشکیل می شود، الکترون فقط تا حدی منتقل می شود، بنابراین بارهای جزئی ایجاد می شود.

ظرفیت

ظرفیتتوانایی اتم ها برای تشکیل n - تعداد پیوندهای شیمیایی با اتم های عناصر دیگر است.

ظرفیت همچنین توانایی یک اتم برای نگه داشتن اتم های دیگر در نزدیکی خود است. همانطور که می دانید از دوره مدرسهدر شیمی، اتم های مختلف توسط الکترون هایی از سطح انرژی بیرونی به یکدیگر متصل می شوند. یک الکترون جفت نشده جفتی را از اتم دیگر جستجو می کند. این الکترون های سطح بیرونی، الکترون های ظرفیتی نامیده می شوند. این بدان معنی است که ظرفیت را می توان به عنوان تعداد جفت الکترون هایی که اتم ها را به یکدیگر متصل می کنند نیز تعریف کرد. به فرمول ساختاری آب نگاه کنید: H – O – H. هر خط تیره یک جفت الکترون است، به این معنی که ظرفیت را نشان می دهد، i.e. اکسیژن در اینجا دو خط دارد، به این معنی که دو ظرفیتی است، مولکول های هیدروژن هر کدام از یک خط می آیند، به این معنی که هیدروژن تک ظرفیتی است. هنگام نوشتن، ظرفیت با اعداد رومی نشان داده می شود: O (II)، H (I). همچنین می توان در بالای عنصر نشان داد.

ظرفیت می تواند ثابت یا متغیر باشد. به عنوان مثال، برای قلیاهای فلزی ثابت است و برابر با I است. اما کلر در ترکیبات مختلف ظرفیت های I، III، V، VII را نشان می دهد.

چگونه ظرفیت یک عنصر را تعیین کنیم؟

بیایید دوباره به جدول تناوبی. فلزات زیر گروه های اصلی دارای ظرفیت ثابت هستند، بنابراین فلزات گروه اول دارای ظرفیت I، دوم - II هستند. و فلزات زیر گروه های جانبی ظرفیت متغیری دارند. برای غیر فلزات نیز متغیر است. بالاترین ظرفیت یک اتم برابر با عدد گروه است، کمترین آن برابر است با = عدد گروه - 8. یک فرمول آشنا. آیا این به این معنی نیست که ظرفیت با حالت اکسیداسیون منطبق است؟ به یاد داشته باشید، ظرفیت ممکن است با حالت اکسیداسیون منطبق باشد، اما این شاخص ها با یکدیگر یکسان نیستند. ظرفیت نمی تواند علامت =/- داشته باشد و همچنین نمی تواند صفر باشد.

روش دوم تعیین ظرفیت با استفاده از فرمول شیمیایی است، در صورتی که ظرفیت ثابت یکی از عناصر مشخص باشد. به عنوان مثال، فرمول اکسید مس را در نظر بگیرید: CuO. ظرفیت اکسیژن II. می بینیم که برای یک اتم اکسیژن در این فرمول یک اتم مس وجود دارد، یعنی ظرفیت مس برابر با II است. حالا بیایید فرمول پیچیده‌تری را در نظر بگیریم: Fe 2 O 3. ظرفیت اتم اکسیژن II است. در اینجا سه ​​اتم وجود دارد، 2*3 =6 را ضرب کنید. ما دریافتیم که در هر دو اتم آهن 6 ظرفیت وجود دارد. بیایید ظرفیت یک اتم آهن را دریابیم: 6:2=3. این بدان معنی است که ظرفیت آهن III است.

علاوه بر این، زمانی که لازم است "حداکثر ظرفیت" تخمین زده شود، همیشه باید از پیکربندی الکترونیکی که در حالت "هیجان زده" وجود دارد شروع شود.

الکترونگاتیوی توانایی یک اتم از یک عنصر شیمیایی در یک ترکیب برای جذب الکترون از اتم های مرتبط دیگر عناصر شیمیایی است.

الکترونگاتیوی، مانند دیگر خواص اتم های عناصر شیمیایی، با افزایش تغییر می کند شماره سریالعنصر به صورت دوره ای:

نمودار بالا تناوب تغییرات در الکترونگاتیوی عناصر زیرگروه های اصلی را بسته به عدد اتمی عنصر نشان می دهد.

هنگام حرکت به سمت پایین یک زیر گروه از جدول تناوبی، الکترونگاتیوی عناصر شیمیایی کاهش می یابد و هنگام حرکت به سمت راست در طول دوره افزایش می یابد.

الکترونگاتیوی غیرفلزی بودن عناصر را منعکس می‌کند: هر چه مقدار الکترونگاتیوی بالاتر باشد، عنصر بارزتر است. خواص غیر فلزی.

حالت اکسیداسیون

حالت اکسیداسیون بار شرطی یک اتم یک عنصر شیمیایی در یک ترکیب است که بر اساس این فرض محاسبه می شود که همه پیوندهای موجود در مولکول آن یونی هستند، یعنی. تمام جفت های الکترون پیوندی به اتم هایی با الکترونگاتیوی بالاتر منتقل می شوند.

چگونه می توان وضعیت اکسیداسیون یک عنصر را در یک ترکیب محاسبه کرد؟

1) درجه اکسیداسیون عناصر شیمیایی در مواد سادههمیشه برابر با صفر است

2) عناصری وجود دارند که حالت اکسیداسیون ثابتی را در مواد پیچیده نشان می دهند:

3) عناصر شیمیایی وجود دارند که در اکثریت قریب به اتفاق ترکیبات حالت اکسیداسیون ثابتی از خود نشان می دهند. این عناصر عبارتند از:

عنصر	حالت اکسیداسیون تقریباً در تمام ترکیبات	استثناها
هیدروژن H	+1	هیدریدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، به عنوان مثال:
اکسیژن O	-2	هیدروژن و پراکسیدهای فلزی: اکسیژن فلوراید -

4) جمع جبریحالت های اکسیداسیون همه اتم های یک مولکول همیشه صفر است. مجموع جبری حالت های اکسیداسیون همه اتم های یک یون برابر با بار یون است.

5) بالاترین (حداکثر) حالت اکسیداسیون برابر با عدد گروه است. استثناهایی که تحت این قانون قرار نمی گیرند عناصر زیر گروه ثانویه گروه I، عناصر زیر گروه ثانویه گروه هشتم و همچنین اکسیژن و فلوئور هستند.

عناصر شیمیایی که شماره گروه آنها مطابقت ندارد بالاترین درجهاکسیداسیون (لازم به یادآوری)

6) کمترین حالت اکسیداسیون فلزات همیشه صفر است و کمترین حالت اکسیداسیون غیر فلزات با فرمول محاسبه می شود:

کمترین حالت اکسیداسیون غیرفلز = عدد گروه - 8

بر اساس قوانین ارائه شده در بالا، می توانید وضعیت اکسیداسیون یک عنصر شیمیایی را در هر ماده ای ایجاد کنید.

یافتن حالت های اکسیداسیون عناصر در ترکیبات مختلف

مثال 1

حالت های اکسیداسیون تمام عناصر موجود در اسید سولفوریک را تعیین کنید.

راه حل:

بیایید فرمول اسید سولفوریک را بنویسیم:

حالت اکسیداسیون هیدروژن در تمام مواد پیچیده +1 است (به جز هیدریدهای فلز).

حالت اکسیداسیون اکسیژن در همه مواد پیچیده -2 است (به جز پراکسیدها و اکسیژن فلوراید OF 2). اجازه دهید حالت های اکسیداسیون شناخته شده را مرتب کنیم:

اجازه دهید حالت اکسیداسیون گوگرد را به صورت مشخص نشان دهیم ایکس:

مولکول اسید سولفوریک، مانند مولکول هر ماده، عموماً از نظر الکتریکی خنثی است، زیرا مجموع حالت های اکسیداسیون تمام اتم های یک مولکول صفر است. به طور شماتیک این را می توان به صورت زیر نشان داد:

آن ها معادله زیر را بدست آوردیم:

حلش کنیم:

بنابراین، حالت اکسیداسیون گوگرد در اسید سولفوریک 6+ است.

مثال 2

وضعیت اکسیداسیون تمام عناصر موجود در دی کرومات آمونیوم را تعیین کنید.

راه حل:

بیایید فرمول دی کرومات آمونیوم را بنویسیم:

مانند مورد قبلی، می توانیم حالت های اکسیداسیون هیدروژن و اکسیژن را ترتیب دهیم:

با این حال، می بینیم که حالت اکسیداسیون دو عنصر شیمیایی در یک زمان ناشناخته است - نیتروژن و کروم. بنابراین، ما نمی توانیم حالت های اکسیداسیون را مشابه مثال قبلی پیدا کنیم (یک معادله با دو متغیر یک راه حل واحد ندارد).

اجازه دهید توجه را به این واقعیت جلب کنیم که این ماده متعلق به کلاس نمک ها است و بر این اساس دارای ساختار یونی است. سپس به درستی می توان گفت که ترکیب دی کرومات آمونیوم شامل کاتیون های NH 4 + است (بار این کاتیون را می توان در جدول حلالیت مشاهده کرد). در نتیجه، از آنجایی که واحد فرمول دی کرومات آمونیوم حاوی دو کاتیون NH 4 + با بار مثبت است، بار یون دی کرومات برابر با 2- است، زیرا ماده به عنوان یک کل از نظر الکتریکی خنثی است. آن ها این ماده توسط کاتیون های NH 4 + و آنیون های Cr 2 O 7 2- تشکیل می شود.

ما از حالات اکسیداسیون هیدروژن و اکسیژن می دانیم. دانستن اینکه مجموع حالت های اکسیداسیون اتم های همه عناصر در یک یون برابر با بار است و نشان دادن حالت های اکسیداسیون نیتروژن و کروم به صورت ایکسو yبر این اساس می توانیم بنویسیم:

آن ها دو معادله مستقل بدست می آوریم:

حل آن را پیدا می کنیم ایکسو y:

بنابراین، در دی کرومات آمونیوم حالت های اکسیداسیون نیتروژن 3-، هیدروژن +1، کروم +6 و اکسیژن -2 است.

نحوه تعیین حالت اکسیداسیون عناصر در مواد آلیآه، شما می توانید آن را بخوانید.

ظرفیت

ظرفیت - تعداد پیوندهای شیمیایی که اتم یک عنصر در آنها تشکیل می شود ترکیب شیمیایی.

ظرفیت اتم ها با اعداد رومی نشان داده می شود: I، II، III و غیره.

احتمالات ظرفیتاتم ها به عدد بستگی دارند:

1) الکترون های جفت نشده

2) جفت الکترون های تنها در اوربیتال های سطوح ظرفیت

3) اوربیتال های الکترونی خالی از سطح ظرفیت

احتمالات ظرفیت اتم هیدروژن

اجازه دهید فرمول گرافیکی الکترونی اتم هیدروژن را به تصویر بکشیم:

گفته شده است که سه عامل می تواند بر احتمالات ظرفیت تأثیر بگذارد - وجود الکترون های جفت نشده، وجود جفت الکترون های تنها در سطح بیرونی و وجود اوربیتال های خالی (خالی) در سطح بیرونی. ما یک الکترون جفت نشده را در سطح انرژی بیرونی (و تنها) می بینیم. بر این اساس، هیدروژن قطعا می تواند ظرفیت I داشته باشد. با این حال، در اولین سطح انرژی تنها یک سطح فرعی وجود دارد - اس،آن ها اتم هیدروژن در سطح بیرونی نه جفت الکترون تنها دارد و نه اوربیتال خالی.

بنابراین، تنها ظرفیتی که یک اتم هیدروژن می تواند نشان دهد I است.

احتمالات ظرفیت اتم کربن

در نظر بگیریم ساختار الکترونیکیاتم کربن در حالت پایه، پیکربندی الکترونیکی سطح بیرونی آن به شرح زیر است:

آن ها در حالت پایه در سطح انرژی بیرونی اتم کربن تحریک نشده 2 الکترون جفت نشده وجود دارد. در این حالت می تواند ظرفیت II را نشان دهد. با این حال، وقتی اتم کربن به آن انرژی داده می شود، به راحتی به حالت برانگیخته می رود و پیکربندی الکترونیکی لایه بیرونی در این مورد به شکل زیر است:

علیرغم این واقعیت که مقدار معینی از انرژی برای فرآیند تحریک اتم کربن صرف می شود، هزینه بیش از آن با تشکیل چهار پیوند کووالانسی جبران می شود. به همین دلیل، ظرفیت IV بسیار بیشتر مشخصه اتم کربن است. بنابراین، برای مثال، ظرفیت IV کربن در مولکول ها دارد دی اکسید کربن، اسید کربنیک و کاملاً تمام مواد آلی.

علاوه بر الکترون‌های جفت نشده و جفت‌های الکترون تک، وجود اوربیتال‌های سطح ظرفیت () خالی نیز بر احتمالات ظرفیت تأثیر می‌گذارد. وجود چنین اوربیتال هایی در سطح پر شده منجر به این واقعیت می شود که اتم می تواند به عنوان یک گیرنده جفت الکترون عمل کند، یعنی. اضافی ایجاد کنید پیوندهای کووالانسیبا توجه به مکانیسم اهداکننده-پذیرنده. به عنوان مثال، بر خلاف انتظار، در مولکول مونوکسید کربنپیوند CO دو برابر نیست، بلکه سه برابر است، همانطور که در تصویر زیر به وضوح نشان داده شده است:

خلاصه کردن اطلاعات در مورد قابلیت های ظرفیت اتم کربن:

1) ظرفیت های II، III، IV برای کربن امکان پذیر است

2) رایج ترین ظرفیت کربن در ترکیبات IV

3) در مولکول CO مونوکسید کربن یک پیوند سه گانه (!) وجود دارد که یکی از سه پیوند مطابق مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل شده است.

احتمالات ظرفیت اتم نیتروژن

اجازه دهید فرمول گرافیکی الکترونیکی را برای سطح انرژی خارجی اتم نیتروژن بنویسیم:

همانطور که از تصویر بالا مشاهده می شود، اتم نیتروژن در حالت عادی خود دارای 3 الکترون جفت نشده است و بنابراین منطقی است که فرض کنیم می تواند ظرفیت III را نشان دهد. در واقع، ظرفیت سه در مولکول های آمونیاک (NH 3)، اسید نیتروژن (HNO 2)، تری کلرید نیتروژن (NCl 3) و غیره مشاهده می شود.

در بالا گفته شد که ظرفیت یک اتم یک عنصر شیمیایی نه تنها به تعداد الکترون های جفت نشده، بلکه به حضور جفت الکترون های تنها بستگی دارد. این به دلیل این واقعیت است که پیوند شیمیایی کووالانسی می تواند نه تنها زمانی که دو اتم یکدیگر را با یک الکترون فراهم می کنند، بلکه همچنین زمانی که یک اتم با یک جفت الکترون تنها - دهنده () آن را به اتم دیگری با یک اتم خالی می دهد ( ) سطح ظرفیت مداری (پذیرنده). آن ها برای اتم نیتروژن، ظرفیت IV نیز ممکن است به دلیل یک پیوند کووالانسی اضافی که توسط مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل شده است. به عنوان مثال، چهار پیوند کووالانسی، که یکی از آنها توسط یک مکانیسم دهنده - گیرنده تشکیل می شود، در طول تشکیل یک کاتیون آمونیوم مشاهده می شود:

علیرغم این واقعیت که یکی از پیوندهای کووالانسی بر اساس مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل می شود، تمام پیوندهای N-H در کاتیون آمونیوم کاملاً یکسان هستند و با یکدیگر تفاوتی ندارند.

اتم نیتروژن قادر به نشان دادن ظرفیتی برابر با V نیست. این به این دلیل است که انتقال یک اتم نیتروژن به حالت برانگیخته غیرممکن است، که در آن دو الکترون با انتقال یکی از آنها به یک اوربیتال آزاد که از نظر انرژی نزدیکترین است، جفت می شوند. اتم نیتروژن ندارد د-سطح فرعی، و انتقال به مدار 3s از نظر انرژی آنقدر گران است که هزینه های انرژی با تشکیل پیوندهای جدید پوشش داده نمی شود. بسیاری ممکن است تعجب کنند که ظرفیت نیتروژن، به عنوان مثال، در مولکول های اسید نیتریک HNO 3 یا اکسید نیتریک N 2 O 5 چقدر است؟ همانطور که از فرمول های ساختاری زیر قابل مشاهده است، به اندازه کافی عجیب، ظرفیت در آنجا نیز IV است:

خط نقطه چین در تصویر به اصطلاح را نشان می دهد غیر محلی شده π -ارتباط. به همین دلیل، اوراق NO پایانی را می توان «اوراق یک و نیم» نامید. پیوندهای یک و نیم مشابهی نیز در مولکول ازن O 3، بنزن C 6 H 6 و غیره وجود دارد.

i> خلاصه کردن اطلاعات در مورد قابلیت های ظرفیت اتم نیتروژن:

1) برای نیتروژن، ظرفیت های I، II، III و IV امکان پذیر است

2) ظرفیت Vنیتروژن نمی کند!

3) در مولکول های اسید نیتریک و اکسید نیتروژن N 2 O 5، نیتروژن دارای ظرفیت است. IV+5 (!) .

4) در ترکیباتی که اتم نیتروژن آنها چهار ظرفیتی است، یکی از پیوندهای کووالانسی بر اساس مکانیسم دهنده - گیرنده (نمک های آمونیوم NH 4 +، اسید نیتریک و غیره) تشکیل می شود.).

احتمالات ظرفیت فسفر

اجازه دهید فرمول گرافیکی الکترونیکی سطح انرژی خارجی اتم فسفر را به تصویر بکشیم:

همانطور که می بینیم، ساختار لایه بیرونی اتم فسفر در حالت پایه و اتم نیتروژن یکسان است و بنابراین منطقی است که برای اتم فسفر و همچنین برای اتم نیتروژن ظرفیت های ممکن برابر با I، II، III و IV همانطور که در عمل مشاهده شد.

با این حال، بر خلاف نیتروژن، اتم فسفر نیز دارد دزیرسطح با 5 اوربیتال خالی.

در این راستا، قادر به انتقال به حالت برانگیخته، بخار دادن الکترون ها 3 است س-اوربیتال ها:

بنابراین، ظرفیت V برای اتم فسفر، که برای نیتروژن غیرقابل دسترسی است، ممکن است. به عنوان مثال، اتم فسفر دارای ظرفیت پنج در مولکول های ترکیباتی مانند اسید فسفریک، هالیدهای فسفر (V)، اکسید فسفر (V) و غیره است.

احتمالات ظرفیت اتم اکسیژن

فرمول گرافیکی الکترونی برای سطح انرژی خارجی یک اتم اکسیژن به شکل زیر است:

ما دو الکترون جفت نشده را در سطح 2 می بینیم و بنابراین ظرفیت II برای اکسیژن امکان پذیر است. لازم به ذکر است که این ظرفیت اتم اکسیژن تقریباً در تمام ترکیبات مشاهده می شود. در بالا، هنگام در نظر گرفتن قابلیت‌های ظرفیت اتم کربن، تشکیل مولکول مونوکسید کربن را مورد بحث قرار دادیم. پیوند در مولکول CO سه گانه است، بنابراین، اکسیژن در آنجا سه ​​ظرفیتی است (اکسیژن دهنده جفت الکترون است).

با توجه به اینکه اتم اکسیژن خارجی ندارد دزیرسطح، جفت شدن الکترون سو پ-اوربیتال ها غیرممکن است، به همین دلیل است که قابلیت های ظرفیت اتم اکسیژن در مقایسه با سایر عناصر زیرگروه آن، به عنوان مثال، گوگرد، محدود است.

بنابراین، اکسیژن تقریباً همیشه دارای ظرفیت II است، اما در برخی از ذرات سه ظرفیتی است، به ویژه در مولکول مونوکسید کربن C≡O. در موردی که اکسیژن دارای ظرفیت III است، یکی از پیوندهای کووالانسی بر اساس مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل می شود.

احتمالات ظرفیت اتم گوگرد

خارجی سطح انرژیاتم گوگرد در حالت تحریک نشده:

اتم گوگرد، مانند اتم اکسیژن، معمولاً دارای دو الکترون جفت نشده است، بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که ظرفیت دو برای گوگرد امکان‌پذیر است. در واقع، گوگرد دارای ظرفیت II است، به عنوان مثال، در مولکول سولفید هیدروژن H 2 S.

همانطور که می بینیم، اتم گوگرد در سطح خارجی ظاهر می شود د-سطح فرعی با اوربیتال های خالی. به همین دلیل، اتم گوگرد بر خلاف اکسیژن، به دلیل گذار به حالت های برانگیخته، قادر است قابلیت های ظرفیت خود را گسترش دهد. بنابراین، هنگام جفت شدن یک جفت الکترون تنها 3 پزیرسطح، اتم گوگرد پیکربندی الکترونیکی سطح بیرونی شکل زیر را به دست می آورد:

در این حالت، اتم گوگرد دارای 4 الکترون جفت نشده است، که به ما می گوید که اتم های گوگرد می توانند ظرفیت IV را نشان دهند. در واقع، گوگرد دارای ظرفیت IV در مولکول های SO 2، SF 4، SOCl 2 و غیره است.

هنگام جفت شدن دومین جفت الکترون تنها واقع در 3 س-sublevel، سطح انرژی خارجی پیکربندی را به دست می آورد:

در این حالت، تجلی ظرفیت VI ممکن می شود. نمونه هایی از ترکیبات با گوگرد VI ظرفیتی عبارتند از SO 3، H 2 SO 4، SO 2 Cl 2 و غیره.

به همین ترتیب، می‌توانیم احتمال ظرفیت سایر عناصر شیمیایی را در نظر بگیریم.

بسیاری از کتاب‌ها و کتاب‌های راهنما مدرسه نحوه ایجاد فرمول‌ها را بر اساس ظرفیت‌ها، حتی برای ترکیبات دارای پیوند یونی، آموزش می‌دهند. برای ساده کردن روش تهیه فرمول ها، به نظر ما، این قابل قبول است. اما باید درک کنید که به دلایل فوق کاملاً صحیح نیست.

مفهوم جهانی تر مفهوم حالت اکسیداسیون است. بر اساس مقادیر حالت های اکسیداسیون اتم ها و همچنین بر اساس مقادیر ظرفیت، می توان کامپایل کرد. فرمول های شیمیاییو واحدهای فرمول را بنویسید.

حالت اکسیداسیون- این بار شرطی یک اتم در یک ذره (مولکول، یون، رادیکال) است که با تقریبی محاسبه می شود که همه پیوندهای موجود در ذره یونی هستند.

قبل از تعیین حالت های اکسیداسیون، لازم است الکترونگاتیوی اتم های پیوندی را با هم مقایسه کنیم. اتمی با مقدار الکترونگاتیوی بالاتر دارای حالت اکسیداسیون منفی و اتمی با الکترونگاتیوی کمتر دارای حالت اکسیداسیون مثبت است.

به منظور مقایسه عینی مقادیر الکترونگاتیوی اتم ها هنگام محاسبه حالت های اکسیداسیون، در سال 2013 IUPAC استفاده از مقیاس آلن را توصیه کرد.

* بنابراین، برای مثال، طبق مقیاس آلن، الکترونگاتیوی نیتروژن 3.066 و کلر 2.869 است.

اجازه دهید تعریف فوق را با مثال هایی توضیح دهیم. بیایید فرمول ساختاری یک مولکول آب را بسازیم.

قطبی کووالانسی اتصالات O-Hبا رنگ آبی مشخص شده است.

بیایید تصور کنیم که هر دو پیوند کووالانسی نیستند، بلکه یونی هستند. اگر یونی بودند، یک الکترون از هر اتم هیدروژن به اتم اکسیژن الکترونگاتیو تر منتقل می شد. بیایید این انتقال ها را با فلش های آبی نشان دهیم.

*در آنبرای مثال، فلش انتقال کامل الکترون ها را به صورت بصری نشان می دهد، و نه برای نشان دادن اثر القایی.

به راحتی می توان متوجه شد که تعداد فلش ها تعداد الکترون های منتقل شده را نشان می دهد و جهت آنها نشان دهنده جهت انتقال الکترون است.

دو فلش به سمت اتم اکسیژن وجود دارد که به این معنی است که دو الکترون به اتم اکسیژن منتقل می شوند: 0 + (-2) = -2. بار 2- بر روی اتم اکسیژن تشکیل می شود. این حالت اکسیداسیون اکسیژن در یک مولکول آب است.

هر اتم هیدروژن یک الکترون از دست می دهد: 0 - (-1) = +1. این بدان معنی است که اتم های هیدروژن حالت اکسیداسیون 1+ دارند.

مجموع حالت های اکسیداسیون همیشه برابر با بار کل ذره است.

به عنوان مثال، مجموع حالت های اکسیداسیون در یک مولکول آب برابر است با: +1(2) + (-2) = 0. مولکول یک ذره خنثی الکتریکی است.

اگر حالت های اکسیداسیون یک یون را محاسبه کنیم، مجموع حالت های اکسیداسیون بر این اساس برابر با بار آن است.

مقدار حالت اکسیداسیون معمولاً در گوشه سمت راست بالای نماد عنصر نشان داده می شود. علاوه بر این، علامت جلوی عدد نوشته شده است. اگر علامت بعد از عدد بیاید، این بار یون است.

به عنوان مثال، S-2 یک اتم گوگرد در حالت اکسیداسیون -2 است، S 2- یک آنیون گوگرد با بار 2- است.

S +6 O -2 4 2- - مقادیر حالت های اکسیداسیون اتم ها در آنیون سولفات (بار یون با رنگ سبز مشخص شده است).

حال حالتی را در نظر بگیرید که ترکیب دارای پیوندهای مخلوط باشد: Na 2 SO 4. پیوند بین آنیون سولفات و کاتیون های سدیم یونی است، پیوند بین اتم گوگرد و اتم های اکسیژن در یون سولفات قطبی کووالانسی است. بیایید فرمول گرافیکی سولفات سدیم را یادداشت کنیم و از فلش ها برای نشان دادن جهت انتقال الکترون استفاده کنیم.

*فرمول ساختاری ترتیب پیوندهای کووالانسی را در یک ذره (مولکول، یون، رادیکال) نشان می دهد. فرمول های ساختاری فقط برای ذرات با پیوند کووالانسی استفاده می شود. برای ذرات دارای پیوند یونی، مفهوم فرمول ساختاری معنایی ندارد. اگر ذره حاوی پیوندهای یونی، سپس فرمول گرافیکی را اعمال کنید.

می بینیم که شش الکترون از اتم مرکزی گوگرد خارج می شوند، به این معنی که حالت اکسیداسیون گوگرد 0 - (-6) = +6 است.

اتم های انتهایی اکسیژن هر کدام دو الکترون می گیرند، به این معنی که حالت اکسیداسیون آنها 0 + (-2) = -2 است.

اتم های اکسیژن پل زدن هر کدام دو الکترون می پذیرند و حالت اکسیداسیون 2- دارند.

همچنین می توان درجه اکسیداسیون را با استفاده از فرمول ساختاری - گرافیکی تعیین کرد که در آن پیوندهای کووالانسی با خط تیره نشان داده می شوند و بار یون ها نشان داده می شود.

در این فرمول، اتم های اکسیژن پل زدن از قبل دارای بارهای منفی منفرد هستند و یک الکترون اضافی از اتم گوگرد -1 + (-1) = -2 به آنها می آید، یعنی حالت های اکسیداسیون آنها برابر با 2- است.

درجه اکسیداسیون یون های سدیم برابر با بار آنها است، یعنی. +1.

اجازه دهید درجه اکسیداسیون عناصر در سوپراکسید پتاسیم (سوپراکسید) را تعیین کنیم. برای انجام این کار، بیایید یک فرمول گرافیکی برای سوپراکسید پتاسیم ایجاد کنیم و توزیع مجدد الکترون ها را با یک فلش نشان دهیم. ارتباط O-Oکووالانسی غیرقطبی است، بنابراین توزیع مجدد الکترون ها در آن نشان داده نشده است.

* آنیون سوپراکسید یک یون رادیکال است. بار رسمی یک اتم اکسیژن -1 و دیگری با الکترون جفت نشده 0 است.

می بینیم که حالت اکسیداسیون پتاسیم +1 است. حالت اکسیداسیون اتم اکسیژن که در مقابل پتاسیم در فرمول نوشته شده است -1 است. حالت اکسیداسیون اتم دوم اکسیژن 0 است.

به همین ترتیب می توانید با استفاده از فرمول ساختاری- گرافیکی درجه اکسیداسیون را تعیین کنید.

دایره ها بارهای رسمی یون پتاسیم و یکی از اتم های اکسیژن را نشان می دهند. در این مورد، مقادیر بارهای رسمی با مقادیر حالت های اکسیداسیون منطبق است.

از آنجایی که هر دو اتم اکسیژن در آنیون سوپراکسید دارند معانی مختلفحالت های اکسیداسیون را می توانیم محاسبه کنیم میانگین حسابی حالت اکسیداسیوناکسیژن.

برابر با / 2 = - 1/2 = -0.5 خواهد بود.

مقادیر میانگین حسابی حالت‌های اکسیداسیون معمولاً در فرمول‌های ناخالص یا واحدهای فرمول نشان داده می‌شوند تا نشان دهند که مجموع حالت‌های اکسیداسیون برابر با بار کل سیستم است.

برای مورد با سوپراکسید: +1 + 2 (-0.5) = 0

تعیین حالت‌های اکسیداسیون با استفاده از فرمول‌های نقطه الکترون، که در آن جفت‌های الکترون تنها و الکترون‌های پیوند کووالانسی با نقطه نشان داده می‌شوند، آسان است.

اکسیژن عنصری از گروه VIA است، بنابراین اتم آن دارای 6 الکترون ظرفیت است. بیایید تصور کنیم که پیوندهای یک مولکول آب یونی هستند، در این مورد اتم اکسیژن یک هشت الکترون دریافت می کند.

حالت اکسیداسیون اکسیژن به ترتیب برابر است: 6 - 8 = -2.

اتم های هیدروژن: 1 - 0 = +1

توانایی تعیین حالت های اکسیداسیون با استفاده از فرمول های گرافیکی برای درک ماهیت این مفهوم بسیار ارزشمند است شیمی ارگانیک. اگر سر و کار داریم مواد معدنی، پس لازم است بتوانیم حالت های اکسیداسیون را توسط فرمول های مولکولیو واحدهای فرمول

برای انجام این کار، ابتدا باید بدانید که حالت های اکسیداسیون می توانند ثابت و متغیر باشند. عناصری که حالت های اکسیداسیون ثابت را نشان می دهند باید به خاطر بسپارند.

هر عنصر شیمیاییبا بالاترین و کمترین حالت اکسیداسیون مشخص می شود.

کمترین حالت اکسیداسیون- این باری است که یک اتم در نتیجه دریافت حداکثر تعداد الکترون در لایه الکترونی بیرونی به دست می آورد.

با توجه به این موضوع، کمترین حالت اکسیداسیون دارای مقدار منفی است،به استثنای فلزاتی که اتم های آنها به دلیل مقادیر کم الکترونگاتیوی هرگز الکترون را نمی پذیرند. فلزات دارای کمترین حالت اکسیداسیون 0 هستند.

اکثر نافلزهای زیرگروه های اصلی سعی می کنند لایه الکترونی بیرونی خود را با حداکثر هشت الکترون پر کنند، پس از آن اتم یک پیکربندی پایدار پیدا می کند. قانون هشتگانه). بنابراین، برای تعیین کمترین حالت اکسیداسیون، لازم است درک کنیم که یک اتم چند الکترون ظرفیتی برای رسیدن به اکتت ندارد.

به عنوان مثال، نیتروژن یک عنصر گروه VA است، به این معنی که اتم نیتروژن دارای پنج الکترون ظرفیت است. اتم نیتروژن سه الکترون کمتر از اکتت دارد. این بدان معنی است که کمترین حالت اکسیداسیون نیتروژن: 0 + (-3) = -3 است