La charge formelle d'un atome dans les composés est une quantité auxiliaire ; elle est généralement utilisée dans les descriptions des propriétés des éléments en chimie. Cette charge électrique conventionnelle est l’état d’oxydation. Sa valeur change en raison de nombreux processus chimiques. Bien que la charge soit formelle, elle caractérise clairement les propriétés et le comportement des atomes dans les réactions redox (ORR).

Oxydation et réduction

Dans le passé, les chimistes utilisaient le terme « oxydation » pour décrire l’interaction de l’oxygène avec d’autres éléments. Le nom des réactions vient du nom latin de l'oxygène - Oxygenium. Plus tard, il s’est avéré que d’autres éléments s’oxydent également. Dans ce cas, ils sont réduits – ils gagnent des électrons. Chaque atome, en formant une molécule, change la structure de sa valence couche électronique. Dans ce cas, une charge formelle apparaît dont l'ampleur dépend du nombre d'électrons conventionnellement donnés ou acceptés. Pour caractériser cette valeur, on utilisait auparavant le terme chimique anglais « indice d'oxydation », qui signifie « indice d'oxydation ». Son utilisation repose sur l’hypothèse que les électrons de liaison dans les molécules ou les ions appartiennent à un atome avec une valeur d’électronégativité (EO) plus élevée. La capacité de retenir leurs électrons et de les attirer d'autres atomes s'exprime bien dans les non-métaux forts (halogènes, oxygène). Les métaux forts (sodium, potassium, lithium, calcium, autres éléments alcalins et alcalino-terreux) ont des propriétés opposées.

Détermination de l'état d'oxydation

L'état d'oxydation est la charge qu'un atome acquerrait si les électrons participant à la formation de la liaison étaient complètement déplacés vers un élément plus électronégatif. Il existe des substances qui n'ont pas structure moleculaire(halogénures de métaux alcalins et autres composés). Dans ces cas, l’état d’oxydation coïncide avec la charge de l’ion. La charge conventionnelle ou réelle montre quel processus s'est produit avant que les atomes n'acquièrent leur état actuel. Le nombre d’oxydation positif est le nombre total d’électrons qui ont été retirés des atomes. Sens négatif L'état d'oxydation est égal au nombre d'électrons acquis. Par changement d'état d'oxydation élément chimique juger ce qui arrive à ses atomes pendant la réaction (et vice versa). La couleur d'une substance détermine les changements survenus dans son état d'oxydation. Les composés de chrome, de fer et d'un certain nombre d'autres éléments, dans lesquels ils présentent des valences différentes, sont colorés différemment.

Valeurs d'état d'oxydation négatives, nulles et positives

Les substances simples sont formées d’éléments chimiques ayant la même valeur EO. Dans ce cas, les électrons de liaison appartiennent de manière égale à toutes les particules structurelles. Par conséquent, dans les substances simples, les éléments ne sont pas caractérisés par un état d'oxydation (H 0 2, O 0 2, C 0). Lorsque les atomes acceptent des électrons ou que le nuage général se déplace dans leur direction, les charges sont généralement écrites avec un signe moins. Par exemple, F -1, O -2, C -4. En donnant des électrons, les atomes acquièrent une charge positive réelle ou formelle. Dans l'oxyde OF2, l'atome d'oxygène cède un électron à deux atomes de fluor et est dans l'état d'oxydation O +2. Dans une molécule ou un ion polyatomique, on dit que les atomes les plus électronégatifs reçoivent tous les électrons de liaison.

Le soufre est un élément présentant différents états de valence et d'oxydation

Les éléments chimiques des sous-groupes principaux présentent souvent une valence inférieure égale à VIII. Par exemple, la valence du soufre dans le sulfure d'hydrogène et les sulfures métalliques est II. Un élément est caractérisé par une valence intermédiaire et la plus élevée à l'état excité, lorsque l'atome abandonne un, deux, quatre ou les six électrons et présente respectivement les valences I, II, IV, VI. Les mêmes valeurs, uniquement avec un signe moins ou plus, ont les états d'oxydation du soufre :

• dans le sulfure de fluor, il donne un électron : -1 ;
• dans le sulfure d'hydrogène, la valeur la plus basse : -2 ;
• en état intermédiaire dioxyde : +4 ;
• en trioxyde, acide sulfurique et sulfates : +6.

Dans son état d’oxydation le plus élevé, le soufre n’accepte que les électrons ; dans son état inférieur, il présente de fortes propriétés réductrices. Les atomes S+4 peuvent agir comme agents réducteurs ou agents oxydants dans les composés, selon les conditions.

Transfert d'électrons dans les réactions chimiques

Quand un cristal se forme sel de table le sodium donne des électrons au chlore, plus électronégatif. Les états d'oxydation des éléments coïncident avec les charges des ions : Na +1 Cl -1. Pour les molécules créées en partageant et en déplaçant des paires d’électrons vers un atome plus électronégatif, seul le concept de charge formelle est applicable. Mais nous pouvons supposer que tous les composés sont constitués d’ions. Ensuite, les atomes, en attirant les électrons, acquièrent une charge négative conditionnelle et, en les cédant, une charge positive. Dans les réactions, ils indiquent combien d’électrons sont déplacés. Par exemple, dans la molécule de dioxyde de carbone C +4 O - 2 2, l'indice indiqué dans le coin supérieur droit du symbole chimique du carbone reflète le nombre d'électrons retirés de l'atome. L'oxygène dans cette substance est caractérisé par un état d'oxydation de -2. L'indice correspondant à signe chimique O est le nombre d'électrons ajoutés dans l'atome.

Comment calculer les états d'oxydation

Compter le nombre d’électrons donnés et gagnés par les atomes peut prendre beaucoup de temps. Les règles suivantes facilitent cette tâche :

1. Dans les substances simples, les états d'oxydation sont nuls.
2. La somme de l’oxydation de tous les atomes ou ions dans une substance neutre est nulle.
3. Dans un ion complexe, la somme des états d'oxydation de tous les éléments doit correspondre à la charge de la particule entière.
4. Un atome plus électronégatif acquiert un état d’oxydation négatif, qui s’écrit avec un signe moins.
5. Les éléments moins électronégatifs reçoivent des états d'oxydation positifs et sont écrits avec un signe plus.
6. L'oxygène présente généralement un état d'oxydation de -2.
7. Pour l'hydrogène, la valeur caractéristique est : +1 ; dans les hydrures métalliques, on trouve : H-1.
8. Le fluor est le plus électronégatif de tous les éléments et son état d’oxydation est toujours -4.
9. Pour la plupart des métaux, les indices d’oxydation et les valences sont les mêmes.

État d'oxydation et valence

La plupart des composés sont formés à la suite de processus redox. La transition ou le déplacement d'électrons d'un élément à un autre entraîne une modification de leur état d'oxydation et de leur valence. Souvent, ces valeurs coïncident. L’expression « valence électrochimique » peut être utilisée comme synonyme du terme « état d’oxydation ». Mais il y a des exceptions, par exemple, dans l'ion ammonium, l'azote est tétravalent. Dans le même temps, l'atome de cet élément est à l'état d'oxydation -3. Dans les substances organiques, le carbone est toujours tétravalent, mais les états d'oxydation de l'atome de C dans le méthane CH 4, l'alcool formique CH 3 OH et l'acide HCOOH ont des valeurs différentes : -4, -2 et +2.

Réactions redox

Les processus redox comprennent bon nombre des processus les plus importants dans l'industrie, la technologie, la nature vivante et inanimée : combustion, corrosion, fermentation, respiration intracellulaire, photosynthèse et autres phénomènes.

Lors de la compilation des équations OVR, les coefficients sont sélectionnés à l'aide de la méthode de la balance électronique, qui fonctionne avec les catégories suivantes :

• états d'oxydation;
• l'agent réducteur cède des électrons et s'oxyde ;
• l'agent oxydant accepte les électrons et est réduit ;
• le nombre d'électrons cédés doit être égal au nombre d'électrons ajoutés.

L'acquisition d'électrons par un atome entraîne une diminution de son état d'oxydation (réduction). La perte d'un ou plusieurs électrons par un atome s'accompagne d'une augmentation du nombre d'oxydation de l'élément suite à des réactions. Pour l'ORR circulant entre les ions d'électrolytes forts dans solutions aqueuses, le plus souvent, ils n'utilisent pas une balance électronique, mais une méthode à demi-réaction.

A placer correctement états d'oxydation, vous devez garder quatre règles à l’esprit.

1)B Matière simple l'état d'oxydation de tout élément est 0. Exemples : Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) Il faut retenir les éléments caractéristiques états d'oxydation constants. Tous sont répertoriés dans le tableau.

3) En règle générale, l'état d'oxydation le plus élevé d'un élément coïncide avec le numéro du groupe dans lequel se trouve l'élément (par exemple, le phosphore est dans le groupe V, l'écart-type le plus élevé du phosphore est +5). Exceptions importantes : F, O.

4) La recherche des états d'oxydation d'autres éléments est basée sur règle simple:

Dans une molécule neutre, la somme des états d'oxydation de tous les éléments est nulle et dans un ion, la charge de l'ion.

Quelques exemples simples pour déterminer les états d'oxydation

Exemple 1. Il faut retrouver les états d'oxydation des éléments dans l'ammoniac (NH 3).

Solution. On sait déjà (voir 2) que l'Art. D'ACCORD. l'hydrogène est +1. Reste à retrouver cette caractéristique pour l'azote. Soit x l'état d'oxydation souhaité. Nous créons l'équation la plus simple : x + 3 (+1) = 0. La solution est évidente : x = -3. Réponse : N -3 H 3 +1.

Exemple 2. Indiquez les états d'oxydation de tous les atomes de la molécule H 2 SO 4.

Solution. Les états d'oxydation de l'hydrogène et de l'oxygène sont déjà connus : H(+1) et O(-2). Nous créons une équation pour déterminer l'état d'oxydation du soufre : 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. Résolution équation donnée, on trouve : x = +6. Réponse : H +1 2 S +6 O -2 4.

Exemple 3. Calculez les états d'oxydation de tous les éléments de la molécule Al(NO 3) 3.

Solution. L'algorithme reste inchangé. La composition de la « molécule » du nitrate d'aluminium comprend un atome d'Al (+3), 9 atomes d'oxygène (-2) et 3 atomes d'azote dont il faut calculer l'état d'oxydation. L'équation correspondante est : 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Réponse : Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

Exemple 4. Déterminez les états d’oxydation de tous les atomes de l’ion (AsO 4) 3-.

Solution. Dans ce cas, la somme des états d’oxydation ne sera plus égale à zéro, mais à la charge de l’ion, soit -3. Équation : x + 4 (-2) = -3. Réponse : As(+5), O(-2).

Que faire si les états d'oxydation de deux éléments sont inconnus

Est-il possible de déterminer les états d'oxydation de plusieurs éléments à la fois en utilisant une équation similaire ? Si l’on considère ce problème d’un point de vue mathématique, la réponse sera négative. Équation linéaire avec deux variables ne peut pas avoir de solution unique. Mais nous résolvons bien plus qu’une simple équation !

Exemple 5. Déterminer les états d'oxydation de tous les éléments dans (NH 4) 2 SO 4.

Solution. Les états d’oxydation de l’hydrogène et de l’oxygène sont connus, mais pas le soufre et l’azote. Un exemple classique de problème à deux inconnues ! Nous considérerons le sulfate d'ammonium non pas comme une seule « molécule », mais comme une combinaison de deux ions : NH 4 + et SO 4 2-. Les charges des ions nous sont connues, chacune d'elles ne contient qu'un seul atome avec un état d'oxydation inconnu. Grâce à l'expérience acquise en résolvant des problèmes précédents, nous pouvons facilement trouver les états d'oxydation de l'azote et du soufre. Réponse : (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

Conclusion : si une molécule contient plusieurs atomes avec des états d'oxydation inconnus, essayez de « diviser » la molécule en plusieurs parties.

Comment organiser les états d'oxydation dans les composés organiques

Exemple 6. Indiquez les états d'oxydation de tous les éléments dans CH 3 CH 2 OH.

Solution. Trouver les états d'oxydation dans composés organiques a ses propres spécificités. En particulier, il est nécessaire de trouver séparément les états d'oxydation pour chaque atome de carbone. Vous pouvez raisonner comme suit. Prenons par exemple l’atome de carbone du groupe méthyle. Cet atome de C est relié à 3 atomes d'hydrogène et à un atome de carbone voisin. Par Connexions SN la densité électronique se déplace vers l'atome de carbone (puisque l'électronégativité de C dépasse l'EO de l'hydrogène). Si ce déplacement était complet, l’atome de carbone acquerrait une charge de -3.

L'atome C du groupe -CH 2 OH est lié à deux atomes d'hydrogène (un déplacement de la densité électronique vers C), un atome d'oxygène (un déplacement de la densité électronique vers O) et un atome de carbone (on peut supposer que le déplacement en densité électronique dans ce cas ne se produit pas). L'état d'oxydation du carbone est -2 +1 +0 = -1.

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

Ne confondez pas les notions de « valence » et « d’état d’oxydation » !

L'indice d'oxydation est souvent confondu avec la valence. Ne faites pas cette erreur. Je vais énumérer les principales différences :

• l'état d'oxydation a un signe (+ ou -), la valence n'en a pas ;
• l'état d'oxydation peut être nul même dans substance complexe, une valence égale à zéro signifie, en règle générale, qu'un atome d'un élément donné n'est pas connecté à d'autres atomes (nous ne discuterons ici d'aucun type de composés d'inclusion et autres « exotiques ») ;
• l'état d'oxydation est un concept formel qui n'acquiert un sens réel qu'en relation avec des liaisons ioniques, le concept de « valence », au contraire, est appliqué le plus commodément aux composés covalents.

L'état d'oxydation (plus précisément son module) est souvent numériquement égal à la valence, mais le plus souvent ces valeurs ne coïncident PAS. Par exemple, l'état d'oxydation du carbone dans le CO 2 est +4 ; la valence de C est également égale à IV. Mais dans le méthanol (CH 3 OH), la valence du carbone reste la même et le degré d'oxydation de C est égal à -1.

Un petit test sur le thème "État d'oxydation"

Prenez quelques minutes pour vérifier votre compréhension de ce sujet. Vous devez répondre à cinq questions simples. Bonne chance!

L'élément chimique d'un composé, calculé à partir de l'hypothèse que toutes les liaisons sont ioniques.

Les états d'oxydation peuvent avoir une valeur positive, négative ou nulle, donc somme algébrique l'état d'oxydation des éléments dans une molécule, compte tenu du nombre de leurs atomes, est égal à 0, et dans un ion - la charge de l'ion.

1. Les états d'oxydation des métaux dans les composés sont toujours positifs.

2. Le degré d'oxydation le plus élevé correspond au numéro du groupe du tableau périodique où se trouve l'élément (les exceptions sont : Au +3(je groupe), Cu +2(II), du groupe VIII l'état d'oxydation +8 ne se trouve que dans l'osmium Os et du ruthénium Ru.

3. Les états d'oxydation des non-métaux dépendent de l'atome auquel ils sont connectés :

• s'il s'agit d'un atome de métal, alors l'état d'oxydation est négatif ;
• s'il s'agit d'un atome non métallique, l'état d'oxydation peut être positif ou négatif. Cela dépend de l'électronégativité des atomes des éléments.

4. L'état d'oxydation négatif le plus élevé des non-métaux peut être déterminé en soustrayant de 8 le numéro du groupe dans lequel se trouve l'élément, c'est-à-dire l'état d'oxydation positif le plus élevé est égal au nombre d'électrons par couche externe, qui correspond au numéro de groupe.

5. Les états d'oxydation des substances simples sont 0, qu'il s'agisse d'un métal ou d'un non-métal.

Éléments à états d'oxydation constants.

Élément	État d'oxydation caractéristique	Des exceptions
		Hydrures métalliques : LIH -1
		État d'oxydation appelée charge conditionnelle d'une particule en supposant que la liaison est complètement rompue (a un caractère ionique). H- Cl = H + + Cl - , Contacter dans acide hydrochlorique polaire covalente. La paire d'électrons est davantage décalée vers l'atome Cl - , parce que c'est un élément plus électronégatif. Comment déterminer l’état d’oxydation ? Électronégativité est la capacité des atomes à attirer les électrons d’autres éléments. L'indice d'oxydation est indiqué au dessus de l'élément : Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - etc. Cela peut être négatif et positif. L'état d'oxydation d'une substance simple (état libre, non lié) est nul. L'état d'oxydation de l'oxygène pour la plupart des composés est -2 (à l'exception des peroxydes H2O2, où il est égal à -1 et les composés avec du fluor - Ô +2 F 2 -1 , Ô 2 +1 F 2 -1 ). - État d'oxydation d'un ion monoatomique simple est égale à sa charge : N / A + , Californie +2 . L'hydrogène dans ses composés a un état d'oxydation de +1 (les exceptions sont les hydrures - N / A + H - et tapez les connexions C +4 H 4 -1 ). Dans les liaisons métal-non-métal, l'état d'oxydation négatif est l'atome qui a la plus grande électronégativité (les données sur l'électronégativité sont données dans l'échelle de Pauling) : H + F - , Cu + Br - , Californie +2 (NON 3 ) - etc. Règles pour déterminer le degré d'oxydation des composés chimiques. Prenons la connexion KMnO 4 , il est nécessaire de déterminer l'état d'oxydation de l'atome de manganèse. Raisonnement: Potassium - métal alcalin, appartenant au groupe I du tableau périodique, et n'a donc qu'un état d'oxydation positif de +1. L'oxygène, comme on le sait, dans la plupart de ses composés a un état d'oxydation de -2. Cette substance n’est pas un peroxyde, ce qui signifie qu’elle ne fait pas exception. Fait l'équation : K+MnXO 4 -2 Laisser X- état d'oxydation du manganèse inconnu de nous. Le nombre d'atomes de potassium est de 1, de manganèse - 1, d'oxygène - 4. Il a été prouvé que la molécule dans son ensemble est électriquement neutre, sa charge totale doit donc être nulle. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Cela signifie que le degré d'oxydation du manganèse dans le permanganate de potassium = +7. Prenons un autre exemple d'oxyde Fe2O3. Il est nécessaire de déterminer l'état d'oxydation de l'atome de fer. Raisonnement: Le fer est un métal, l'oxygène est un non-métal, ce qui signifie que l'oxygène sera un agent oxydant et aura une charge négative. Nous savons que l'oxygène a un état d'oxydation de -2. On compte le nombre d'atomes : fer - 2 atomes, oxygène - 3. Nous créons une équation où X- état d'oxydation de l'atome de fer : 2*(X) + 3*(-2) = 0, Conclusion : l'état d'oxydation du fer dans cet oxyde est +3. Exemples. Déterminez les états d’oxydation de tous les atomes de la molécule. 1. K2Cr2O7. État d'oxydation Maternelle +1, l'oxygène O-2. Index donnés : O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Parce que la somme algébrique des états d'oxydation des éléments d'une molécule, compte tenu du nombre de leurs atomes, est égale à 0, alors le nombre d'états d'oxydation positifs est égal au nombre d'états d'oxydation négatifs. États d'oxydation K+O=(-14)+(+2)=(-12). Il s'ensuit que l'atome de chrome a 12 puissances positives, mais il y a 2 atomes dans la molécule, ce qui veut dire qu'il y en a (+12) par atome : 2 = (+6). Répondre: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO4) 3- . Dans ce cas, la somme des états d'oxydation ne sera plus égale à zéro, mais à la charge de l'ion, c'est-à-dire - 3. Faisons une équation : x+4×(- 2)= - 3 . Répondre: (Comme +5 O 4 -2) 3- .

Préparation chimique pour le cancer et le DPA
Édition complète

PIÈCE ET

CHIMIE GÉNÉRALE

LIAISON CHIMIQUE ET STRUCTURE DE LA SUBSTANCE

État d'oxydation

L'état d'oxydation est la charge conditionnelle sur un atome dans une molécule ou un cristal qui y apparaîtrait lorsque toutes les liaisons polaires créées par celui-ci seraient de nature ionique.

Contrairement à la valence, les états d’oxydation peuvent être positifs, négatifs ou nuls. Dans les composés ioniques simples, l’état d’oxydation coïncide avec les charges des ions. Par exemple, dans le chlorure de sodium NaCl (Na + Cl - ) Le sodium a un état d'oxydation de +1 et le chlore -1, dans l'oxyde de calcium CaO (Ca +2 O -2), le calcium présente un état d'oxydation de +2 et l'oxysène - -2. Cette règle s'applique à tous les oxydes basiques : l'état d'oxydation d'un élément métallique est égal à la charge de l'ion métallique (Sodium +1, Baryum +2, Aluminium +3), et l'état d'oxydation de l'Oxygène est -2. L'état d'oxydation est indiqué par des chiffres arabes, qui sont placés au-dessus du symbole de l'élément, comme la valence, et le signe de la charge est indiqué en premier, puis sa valeur numérique :

Si le module du degré d'oxydation est égal à un, alors le chiffre « 1 » peut être omis et seul le signe peut s'écrire : Na + Cl - .

L’indice d’oxydation et la valence sont des concepts liés. Dans de nombreux composés, la valeur absolue de l'état d'oxydation des éléments coïncide avec leur valence. Cependant, il existe de nombreux cas où la valence diffère de l'état d'oxydation.

Dans les substances simples - les non-métaux, il existe une liaison covalente non polaire ; la paire d'électrons partagée est déplacée vers l'un des atomes, donc l'état d'oxydation des éléments dans les substances simples est toujours nul. Mais les atomes sont connectés les uns aux autres, c'est-à-dire qu'ils présentent une certaine valence, comme, par exemple, dans l'oxygène la valence de l'Oxygène est II, et dans l'azote la valence de l'Azote est III :

Dans la molécule de peroxyde d’hydrogène, la valence de l’Oxygène est également II, et celle de l’Hydrogène est I :

Définition des diplômes possibles oxydation des éléments

Les états d'oxydation que les éléments peuvent présenter dans divers composés peuvent dans la plupart des cas être déterminés par la structure du niveau électronique externe ou par la place de l'élément dans Tableau périodique.

Les atomes d'éléments métalliques ne peuvent donner que des électrons, ils présentent donc des états d'oxydation positifs dans les composés. Sa valeur absolue dans de nombreux cas (sauf d -éléments) est égal au nombre d'électrons dans le niveau externe, c'est-à-dire le numéro de groupe dans le tableau périodique. Atomes d -les éléments peuvent également donner des électrons d'un niveau supérieur, à savoir de ceux non remplis d -orbitales. Donc pour d -éléments, déterminer tous les états d'oxydation possibles est beaucoup plus difficile que pour s- et les éléments p. On peut affirmer sans se tromper que la majorité d -les éléments présentent un état d'oxydation de +2 en raison des électrons du niveau électronique externe, et degré maximum l'oxydation est dans la plupart des cas égale au numéro de groupe.

Les atomes d'éléments non métalliques peuvent présenter des états d'oxydation positifs et négatifs, selon l'atome de l'élément avec lequel ils forment une liaison. Si un élément est plus électronégatif, alors il présente un état d’oxydation négatif, et s’il est moins électronégatif, il présente un état d’oxydation positif.

La valeur absolue de l'état d'oxydation des éléments non métalliques peut être déterminée par la structure de la couche électronique externe. Un atome est capable d'accepter tellement d'électrons que huit électrons sont situés à son niveau externe : les éléments non métalliques du groupe VII acceptent un électron et présentent un état d'oxydation de -1, le groupe VI - deux électrons et présentent un état d'oxydation de - 2, etc

Les éléments non métalliques peuvent dégager numéro différentélectrons : maximum autant qu'ils sont situés à l'extérieur niveau d'énergie. En d’autres termes, le degré d’oxydation maximal des éléments non métalliques est égal au numéro de groupe. En raison de la circulation des électrons au niveau externe des atomes, le nombre d'électrons non appariés auxquels un atome peut donner réactions chimiques, peut être différent, de sorte que les éléments non métalliques sont capables de détecter différents valeurs intermédiaires degré d'oxydation.

États d'oxydation possibleséléments s et p

Groupe PS
État d'oxydation le plus élevé
Diplôme intermédiaire oxydation
État d'oxydation inférieur

Détermination des états d'oxydation dans les composés

Toute molécule électriquement neutre, donc la somme des états d'oxydation des atomes de tous les éléments doit être égale à zéro. Déterminons le degré d'oxydation du soufre(I) V) oxyde SO 2 tauphosphore (V) sulfure P 2 S 5.

Oxyde de soufre(I V) SO 2 formé d’atomes de deux éléments. Parmi ceux-ci, l’oxygène a la plus grande électronégativité, donc les atomes d’oxygène auront un état d’oxydation négatif. Pour l'oxygène, il est égal à -2. Dans ce cas, le soufre a un état d’oxydation positif. Le soufre peut présenter différents états d'oxydation dans différents composés, il doit donc être calculé dans ce cas. Dans une molécule DONC 2 deux atomes d'oxygène avec un état d'oxydation de -2, donc la charge totale des atomes d'oxygène est de -4. Pour que la molécule soit électriquement neutre, l'atome de soufre doit neutraliser complètement la charge des deux atomes d'oxygène, donc l'état d'oxydation du soufre est +4 :

Dans la molécule il y a du phosphore ( V) sulfure P 2 S 5 L’élément le plus électronégatif est le soufre, c’est-à-dire qu’il présente un état d’oxydation négatif et le phosphore a un état d’oxydation positif. Pour le Soufre, l’état d’oxydation négatif n’est que de 2. Ensemble, les cinq atomes de Soufre portent une charge négative de -10. Deux atomes de Phosphore doivent donc neutraliser cette charge avec une charge totale de +10. Puisqu'il y a deux atomes de phosphore dans la molécule, chacun doit avoir un état d'oxydation de +5 :

Il est plus difficile de calculer l'état d'oxydation des composés non binaires - sels, bases et acides. Mais pour cela, vous devez également utiliser le principe de neutralité électrique et vous rappeler également que dans la plupart des composés, l'état d'oxydation de l'oxygène est -2, celui de l'hydrogène +1.

Regardons cela en utilisant le sulfate de potassium comme exemple. K2SO4. L'état d'oxydation du potassium dans les composés ne peut être que +1 et celui de l'oxygène -2 :

En utilisant le principe de neutralité électrique, nous calculons l’état d’oxydation du Soufre :

2(+1) + 1 (x) + 4 (-2) = 0, d'où x = +6.

Lors de la détermination des états d'oxydation des éléments dans les composés, les règles suivantes doivent être suivies :

1. L'état d'oxydation d'un élément dans une substance simple est nul.

2. Le fluor est l'élément chimique le plus électronégatif, donc l'état d'oxydation du fluor dans tous les composés est égal à -1.

3. L'oxygène est l'élément le plus électronégatif après le fluor, donc l'état d'oxydation de l'oxygène dans tous les composés, à l'exception des fluorures, est négatif : dans la plupart des cas, il est de -2 et dans les peroxydes - -1.

4. L'état d'oxydation de l'hydrogène dans la plupart des composés est de +1 et dans les composés contenant des éléments métalliques (hydrures) - -1.

5. L'état d'oxydation des métaux dans les composés est toujours positif.

6. Un élément plus électronégatif a toujours un état d’oxydation négatif.

7. La somme des états d’oxydation de tous les atomes d’une molécule est nulle.

Pour caractériser l'état des éléments dans les composés, la notion d'état d'oxydation a été introduite.

DÉFINITION

Le nombre d'électrons déplacés d'un atome d'un élément donné ou vers un atome d'un élément donné dans un composé est appelé état d'oxydation.

Un état d’oxydation positif indique le nombre d’électrons déplacés d’un atome donné, et un état d’oxydation négatif indique le nombre d’électrons déplacés vers un atome donné.

De cette définition, il s'ensuit que dans les composés avec des liaisons non polaires, l'état d'oxydation des éléments est nul. Des exemples de tels composés sont des molécules constituées d'atomes identiques (N 2, H 2, Cl 2).

L'état d'oxydation des métaux à l'état élémentaire est nul, car la répartition de la densité électronique en eux est uniforme.

Dans les composés ioniques simples, l'état d'oxydation de leurs éléments constitutifs est égal à charge électrique, puisque lors de la formation de ces composés il y a un transfert presque complet d'électrons d'un atome à un autre : Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F -1 3, Zr +4 Br - 1 4.

Lors de la détermination du degré d'oxydation des éléments dans des composés à polarité des liaisons covalentes comparer les valeurs de leur électronégativité. Depuis pendant l'éducation liaison chimique les électrons sont déplacés vers des atomes d'éléments plus électronégatifs, ces derniers ayant alors un état d'oxydation négatif dans les composés.

État d'oxydation le plus élevé

Pour les éléments qui présentent différents états d'oxydation dans leurs composés, il existe des concepts d'états d'oxydation les plus élevés (maximum positif) et les plus bas (minimum négatif). L’état d’oxydation le plus élevé d’un élément chimique coïncide généralement numériquement avec le numéro de groupe dans le tableau périodique de D.I. Mendeleïev. Les exceptions sont le fluor (l'état d'oxydation est -1 et l'élément est situé dans le groupe VIIA), l'oxygène (l'état d'oxydation est +2 et l'élément est situé dans le groupe VIA), l'hélium, le néon, l'argon (l'état d'oxydation est 0 et les éléments sont situés dans le groupe VIII), ainsi que les éléments du sous-groupe cobalt et nickel (l'état d'oxydation est +2, et les éléments sont situés dans le groupe VIII), pour lesquels plus haut degré l'oxydation est exprimée par un nombre dont la valeur est inférieure au numéro du groupe auquel ils appartiennent. Les éléments du sous-groupe du cuivre, au contraire, ont le degré d'oxydation le plus élevé. plus d'un, bien qu'ils appartiennent au groupe I (l'état d'oxydation positif maximum du cuivre et de l'argent est +2, l'or +3).

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

Répondre Nous déterminerons alternativement le degré d'oxydation du soufre dans chacun des schémas de transformation proposés, puis sélectionnerons la bonne réponse.

• Dans le sulfure d'hydrogène, l'état d'oxydation du soufre est (-2), et dans une substance simple - le soufre - 0 :

Modification de l'état d'oxydation du soufre : -2 → 0, soit sixième réponse.

• Dans une substance simple - le soufre - l'état d'oxydation du soufre est 0, et dans SO 3 - (+6) :

Modification de l'état d'oxydation du soufre : 0 → +6, soit quatrième option de réponse.

• Dans l'acide sulfureux, l'état d'oxydation du soufre est (+4), et dans une substance simple - soufre - 0 :

1×2 +x+ 3×(-2) =0 ;

Modification de l'état d'oxydation du soufre : +4 → 0, soit troisième option de réponse.

EXEMPLE 2

Exercice	L'azote présente une valence III et un état d'oxydation (-3) dans le composé : a) N 2 H 4 ; b) NH3; c) NH4CI; d) N2O5
Solution	Afin de donner la bonne réponse à la question posée, nous déterminerons alternativement la valence et l'état d'oxydation de l'azote dans les composés proposés. a) la valence de l'hydrogène est toujours égale à I. Nombre total les unités de valence de l’hydrogène sont égales à 4 (1×4 = 4). Divisons la valeur obtenue par le nombre d'atomes d'azote dans la molécule : 4/2 = 2, donc la valence de l'azote est II. Cette option de réponse est incorrecte. b) la valence de l'hydrogène est toujours égale à I. Le nombre total d'unités de valence de l'hydrogène est égal à 3 (1 × 3 = 3). Divisons la valeur obtenue par le nombre d'atomes d'azote dans la molécule : 3/1 = 2, donc la valence de l'azote est III. Le degré d'oxydation de l'azote dans l'ammoniac est de (-3) : C'est la bonne réponse.
Répondre	Option (b)