דרגת החמצון הגבוהה ביותר ב. מצב חמצון

המטען הפורמלי של אטום בתרכובות הוא כמות עזר, הוא משמש בדרך כלל בתיאורים של תכונות היסודות בכימיה. מטען חשמלי מותנה זה הוא דרגת החמצון. ערכו משתנה כתוצאה מתהליכים כימיים רבים. למרות שהמטען הוא פורמלי, הוא מאפיין בצורה חיה את התכונות וההתנהגות של אטומים בתגובות חיזור (ORDs).

חמצון והפחתה

בעבר, כימאים השתמשו במונח "חמצון" כדי לתאר את האינטראקציה של חמצן עם יסודות אחרים. שם התגובות מגיע מהשם הלטיני לחמצן - Oxygenium. מאוחר יותר התברר שגם יסודות אחרים מתחמצנים. במקרה זה, הם משוחזרים - הם מצמידים אלקטרונים. כל אטום במהלך היווצרות מולקולה משנה את מבנה מעטפת האלקטרון הערכית שלו. במקרה זה, מופיע מטען פורמלי, שערכו תלוי במספר האלקטרונים שניתנו או המתקבלים על תנאי. כדי לאפיין ערך זה, השתמשו בעבר במונח הכימי האנגלי "מספר חמצון", שפירושו "מספר חמצון" בתרגום. השימוש בו מבוסס על ההנחה שהאלקטרונים המחוברים במולקולות או ביונים שייכים לאטום בעל האלקטרושליליות הגבוהה יותר (EO). היכולת לשמר את האלקטרונים שלהם ולמשוך אותם מאטומים אחרים מתבטאת היטב באי-מתכות חזקות (הלוגנים, חמצן). למתכות חזקות (נתרן, אשלגן, ליתיום, סידן, יסודות אלקליים ואדמה אלקליין אחרים) יש תכונות הפוכות.

קביעת דרגת החמצון

מצב החמצון הוא המטען שאטום היה רוכש אם האלקטרונים המעורבים ביצירת הקשר יועברו לחלוטין ליסוד אלקטרונילי יותר. ישנם חומרים שאין להם מבנה מולקולרי (הלידי מתכת אלקלית ותרכובות אחרות). במקרים אלו, מצב החמצון עולה בקנה אחד עם מטען היון. המטען המותנה או האמיתי מראה איזה תהליך התרחש לפני שהאטומים רכשו את מצבם הנוכחי. מצב חמצון חיובי הוא המספר הכולל של אלקטרונים שהוסרו מהאטומים. הערך השלילי של מצב החמצון שווה למספר האלקטרונים הנרכשים. על ידי שינוי מצב החמצון של יסוד כימי, שופטים מה קורה לאטומים שלו במהלך התגובה (ולהיפך). צבע החומר קובע אילו שינויים התרחשו במצב החמצון. תרכובות של כרום, ברזל ומספר יסודות אחרים שבהם הם מפגינים ערכיות שונות נצבעות בצורה שונה.

ערכי מצב חמצון שלילי, אפס וחיובי

חומרים פשוטים נוצרים על ידי יסודות כימיים בעלי אותו ערך EO. במקרה זה, האלקטרונים המחוברים שייכים לכל החלקיקים המבניים באופן שווה. לכן, בחומרים פשוטים, מצב החמצון (H 0 2, O 0 2, C 0) אינו אופייני ליסודות. כאשר אטומים מקבלים אלקטרונים או שהענן הכללי זז לכיוונם, נהוג לכתוב מטענים בסימן מינוס. לדוגמה, F -1, O -2, C -4. על ידי תרומת אלקטרונים, אטומים רוכשים מטען חיובי אמיתי או רשמי. בתחמוצת OF 2, אטום החמצן תורם אלקטרון אחד כל אחד לשני אטומי פלואור ונמצא במצב חמצון O+2. מאמינים שבמולקולה או יון פוליאטומי, האטומים האלקטרוניטיביים יותר מקבלים את כל האלקטרונים הקושרים.

גופרית היא יסוד המציג ערכיות ומצבי חמצון שונים.

יסודות כימיים של תת הקבוצות העיקריות מראים לעתים קרובות ערכיות נמוכה יותר השווה ל-VIII. לדוגמה, הערכיות של גופרית במימן גופרתי וסולפידים מתכת היא II. היסוד מאופיין בערכיות ביניים וגבוהות יותר במצב הנרגש, כאשר האטום מוותר על אחד, שניים, ארבעה או כל ששת האלקטרונים ומציג ערכיות I, II, IV, VI, בהתאמה. לאותם ערכים, רק עם סימן מינוס או פלוס, יש את מצבי החמצון של גופרית:

• בפלואור גופרית נותן אלקטרון אחד: -1;
• במימן גופרתי, הערך הנמוך ביותר: -2;
• במצב ביניים דו חמצני: +4;
• בטריאוקסיד, חומצה גופרתית וסולפטים: +6.

במצב החמצון הגבוה ביותר שלה, גופרית מקבלת רק אלקטרונים; במצבה הנמוך ביותר, היא מציגה תכונות מפחיתות חזקות. אטומי S+4 יכולים לפעול כחומרים מפחיתים או מחמצנים בתרכובות, בהתאם לתנאים.

העברת אלקטרונים בתגובות כימיות

בהיווצרות גביש נתרן כלורי, נתרן תורם אלקטרונים לכלור האלקטרונילי יותר. מצבי החמצון של היסודות עולים בקנה אחד עם מטענים של היונים: Na +1 Cl -1 . עבור מולקולות שנוצרו על ידי סוציאליזציה ועקירה של זוגות אלקטרונים לאטום אלקטרונילי יותר, ישים רק הרעיון של מטען פורמלי. אבל אפשר להניח שכל התרכובות מורכבות מיונים. ואז האטומים, על ידי משיכת אלקטרונים, רוכשים מטען שלילי מותנה, ועל ידי מסירתם הם רוכשים חיובי. בתגובות, ציין כמה אלקטרונים נעקרו. לדוגמה, במולקולת הפחמן הדו חמצני C +4 O - 2 2, האינדקס המצוין בפינה הימנית העליונה של הסמל הכימי לפחמן מציג את מספר האלקטרונים שהוסרו מהאטום. לחמצן בחומר זה יש מצב חמצון של -2. האינדקס המקביל עם הסימן הכימי O הוא מספר האלקטרונים שנוספו באטום.

כיצד לחשב מצבי חמצון

ספירת מספר האלקטרונים שנתרמו והוספו על ידי אטומים יכולה להיות גוזלת זמן. הכללים הבאים מקלים על משימה זו:

1. בחומרים פשוטים, מצבי החמצון הם אפס.
2. סכום החמצון של כל האטומים או היונים בחומר ניטרלי הוא אפס.
3. ביון מורכב, סכום מצבי החמצון של כל היסודות חייב להתאים למטען של החלקיק כולו.
4. אטום אלקטרונילי יותר מקבל מצב חמצון שלילי, שנכתב בסימן מינוס.
5. אלמנטים אלקטרוניים שליליים פחות מקבלים מצבי חמצון חיוביים, הם כתובים עם סימן פלוס.
6. חמצן מפגין בדרך כלל מצב חמצון של -2.
7. למימן הערך המאפיין הוא: +1, בהידרידים מתכתיים מופיע: H-1.
8. פלואור הוא האלקטרונילי ביותר מכל היסודות, מצב החמצון שלו הוא תמיד -4.
9. עבור רוב המתכות, מספרי החמצון והערכיות זהים.

מצב חמצון וערכיות

רוב התרכובות נוצרות כתוצאה מתהליכי חיזור. המעבר או העקירה של אלקטרונים מיסוד אחד למשנהו מובילים לשינוי במצב החמצון ובערכיותם. לעתים קרובות ערכים אלה חופפים. בתור מילה נרדפת למונח "מצב חמצון", ניתן להשתמש בביטוי "ערכיות אלקטרוכימית". אבל יש יוצאים מן הכלל, למשל, ביון האמוניום, חנקן הוא ארבע-ערכי. יחד עם זאת, האטום של יסוד זה נמצא במצב חמצון -3. בחומרים אורגניים פחמן הוא תמיד ארבע ערכי, אך למצבי החמצון של אטום C במתאן CH 4, אלכוהול פורמי CH 3 OH וחומצה HCOOH יש ערכים שונים: -4, -2 ו-+2.

תגובות חיזור

חיזור כולל רבים מהתהליכים החשובים ביותר בתעשייה, בטכנולוגיה, בטבע החי והדומם: בעירה, קורוזיה, תסיסה, נשימה תוך-תאית, פוטוסינתזה ותופעות נוספות.

בעת הידור משוואות OVR, המקדמים נבחרים בשיטת האיזון האלקטרוני, שבה מופעלות הקטגוריות הבאות:

• מצבי חמצון;
• הגורם המפחית תורם אלקטרונים וחומצן;
• חומר החמצון מקבל אלקטרונים ומצטמצם;
• מספר האלקטרונים הנתונים חייב להיות שווה למספר המחוברים.

רכישת אלקטרונים על ידי אטום מובילה לירידה במצב החמצון שלו (הפחתה). אובדן של אלקטרונים אחד או יותר על ידי אטום מלווה בעלייה במספר החמצון של היסוד כתוצאה מתגובות. עבור OVR, זרימה בין יונים של אלקטרוליטים חזקים בתמיסות מימיות, לא המאזן האלקטרוני, אלא השיטה של ​​חצי תגובות משמשת לעתים קרובות יותר.

כאשר מגדירים מושג זה, מניחים על תנאי שהאלקטרונים הקושרים (ערכיות) עוברים ליותר אטומים אלקטרוניים שליליים (ראה אלקטרונליליות), ולכן התרכובות מורכבות, כביכול, מיונים בעלי מטען חיובי ושלילי. למצב החמצון יכולים להיות ערכים אפס, שלילי וחיובי, הממוקמים בדרך כלל מעל סמל היסוד בחלק העליון.

הערך האפס של מצב החמצון מוקצה לאטומים של היסודות במצב חופשי, למשל: Cu, H 2 , N 2 , P 4 , S 6 . הערך השלילי של דרגת החמצון יש את אותם אטומים, שאליהם נעקר ענן האלקטרונים הקושר (זוג האלקטרונים). עבור פלואור בכל תרכובותיו, הוא -1. לאטומים התורמים אלקטרונים ערכיים לאטומים אחרים יש מצב חמצון חיובי. לדוגמה, עבור מתכות אלקליות ואדמה אלקליין, זה בהתאמה +1 ו +2. ביונים פשוטים כמו Cl − , S 2− , K + , Cu 2+ , Al 3+, זה שווה למטען של היון. ברוב התרכובות, מצב החמצון של אטומי מימן הוא +1, אך בהידרידים מתכתיים (התרכובות שלהם עם מימן) - NaH, CaH 2 ואחרים - הוא -1. עבור חמצן, מצב החמצון הוא -2, אבל, למשל, בשילוב עם פלואור OF 2 הוא יהיה +2, ובתרכובות פרוקסיד (BaO 2 וכו') -1. במקרים מסוימים, ערך זה יכול להתבטא גם כמספר חלקי: עבור ברזל בתחמוצת ברזל (II, III) Fe 3 O 4 הוא שווה ל-+8/3.

הסכום האלגברי של מצבי החמצון של אטומים בתרכובת הוא אפס, וביון מורכב הוא המטען של היון. באמצעות כלל זה, אנו מחשבים, למשל, את מצב החמצון של זרחן בחומצה זרחתית H 3 PO 4. מציינים אותו ב-x ומכפילים את מצב החמצון עבור מימן (+1) וחמצן (-2) במספר האטומים שלהם בתרכובת, נקבל את המשוואה: (+1) 3+x+(-2) 4=0 , משם x=+5 . באופן דומה, אנו מחשבים את מצב החמצון של כרום ביון Cr 2 O 7 2−: 2x+(−2) 7=−2; x=+6. בתרכובות MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, Mn 3 O 4, K 2 MnO 4, KMnO 4, מצב החמצון של מנגן יהיה +2, +3, +4, +8/3, +6, +7, בהתאמה.

מצב החמצון הגבוה ביותר הוא הערך החיובי הגבוה ביותר שלו. עבור רוב היסודות, הוא שווה למספר הקבוצה במערכת המחזורית ומהווה מאפיין כמותי חשוב של היסוד בתרכובותיו. הערך הנמוך ביותר של מצב החמצון של יסוד המתרחש בתרכובותיו נקרא בדרך כלל מצב החמצון הנמוך ביותר; כל השאר הם ביניים. אז, עבור גופרית, מצב החמצון הגבוה ביותר הוא +6, הנמוך ביותר הוא -2, והבינוני הוא +4.

השינוי במצבי החמצון של יסודות לפי קבוצות של המערכת המחזורית משקף את המחזוריות של שינויים בתכונות הכימיות שלהם עם עלייה במספר הסידורי.

מושג מצב החמצון של יסודות משמש בסיווג של חומרים, תיאור תכונותיהם, ניסוח תרכובות ושמותיהם הבינלאומיים. אבל הוא נמצא בשימוש נרחב במיוחד בחקר תגובות חיזור. המושג "מצב חמצון" משמש לעתים קרובות בכימיה אנאורגנית במקום המושג "ערכיות" (ראה.

הוראה

כתוצאה מכך נוצרת תרכובת מורכבת - מימן טטרכלורורט. הגורם המורכב בו הוא יון זהב, הליגנדים הם יוני כלור, והכדור החיצוני הוא יון מימן. כיצד לקבוע את התואר חִמצוּןמרכיבים בקומפלקס הזה חיבור?

קודם כל, קבע איזה מהיסודות המרכיבים את המולקולה הוא האלקטרונילי ביותר, כלומר, שימשוך את צפיפות האלקטרונים הכוללת כלפי עצמו. זהו כלור, כי הוא נמצא בחלק הימני העליון של הטבלה המחזורית, והשני רק לפלואור וחמצן. לכן, שלו תוֹאַר חִמצוּןיהיה עם סימן מינוס. מה התואר חִמצוּןכְּלוֹר?

כלור, כמו כל ההלוגנים האחרים, ממוקם בקבוצה השביעית של הטבלה המחזורית, יש 7 אלקטרונים ברמה האלקטרונית החיצונית שלו. על ידי גרירת אלקטרון אחר לרמה זו, הוא יעבור למצב יציב. לפיכך, שלו תוֹאַר חִמצוּןיהיה שווה ל-1. ומאז במתחם הזה חיבורארבעה יוני כלוריד, אז המטען הכולל יהיה -4.

אבל סך הכוחות חִמצוּןיסודות המרכיבים את המולקולה חייבים להיות שווים לאפס, מכיוון שכל מולקולה היא ניטרלית מבחינה חשמלית. לפיכך, יש לאזן -4 עם מטען חיובי של +4, על חשבון מימן וזהב.

אתה תצטרך

• ספר לימוד בית ספרי בכימיה לכיתות ח'-ט' של כל מחבר, הטבלה המחזורית, טבלת אלקטרושליליות של יסודות (מודפסת בספרי הלימוד בכימיה).

הוראה

מלכתחילה יש לציין שהתואר הוא מושג שלוקח קשרים, כלומר לא נכנס למבנה. אם היסוד נמצא במצב חופשי, אז זה המקרה הפשוט ביותר - נוצר חומר פשוט, כלומר התואר חִמצוּןשווה לאפס. למשל מימן, חמצן, חנקן, פלואור וכו'.

בחומרים מורכבים הכל שונה: אלקטרונים מפוזרים בצורה לא אחידה בין אטומים, וזו הדרגה חִמצוּןעוזר לקבוע את מספר האלקטרונים שנתרמו או שהתקבלו. תוֹאַר חִמצוּןיכול להיות חיובי או שלילי. עם פלוס, אלקטרונים נמסרים, עם מינוס הם מתקבלים. כמה מרכיבים של התואר שלהם חִמצוּןמאוחסנים בתרכובות שונות, אך רבים אינם שונים בתכונה זו. יש לזכור כלל חשוב - סכום המעלות חִמצוּןהוא תמיד אפס. הדוגמה הפשוטה ביותר, גז CO: לדעת שהתואר חִמצוּןהחמצן ברוב המוחלט של המקרים הוא -2 ובאמצעות הכלל הנ"ל, אתה יכול לחשב את המידה חִמצוּןעבור C. בסיכום עם -2, אפס נותן רק +2, כלומר התואר חִמצוּןפחמן +2. בואו נסבך את הבעיה וניקח גז CO2 לחישובים: התואר חִמצוּןחמצן עדיין נשאר -2, אבל במקרה זה יש שתי מולקולות שלו. לכן, (-2) * 2 = (-4). מספר שמצטבר עד -4 לאפס, +4, כלומר בגז הזה יש לו מעלה חִמצוּן+4. דוגמה יותר מסובכת: H2SO4 - למימן יש תואר חִמצוּן+1, לחמצן יש -2. בתרכובת הנתונה, ישנם 2 מימנים ו-4 חמצן, כלומר. יהיו, בהתאמה, +2 ו-8. כדי לקבל סך של אפס, אתה צריך להוסיף 6 פלוסים. אז התואר חִמצוּןגופרית +6.

כשקשה לקבוע במתחם איפה הפלוס, איפה המינוס, יש צורך באלקטרושליליות (קל למצוא בספר לימוד כללי). למתכות לרוב יש דרגה חיובית חִמצוּן, בעוד שאינן מתכות הן שליליות. אבל למשל, PI3 - שני היסודות אינם מתכות. הטבלה מציינת שהאלקטרושליליות של יוד היא 2.6 ו-2.2. בהשוואה, מתברר ש-2.6 גדול מ-2.2, כלומר, אלקטרונים נמשכים לעבר יוד (ליוד יש דרגה שלילית חִמצוּן). בעקבות הדוגמאות הפשוטות שניתנו, קל לקבוע את התואר חִמצוּןכל מרכיב בחיבורים.

הערה

אין צורך לבלבל בין מתכות ללא מתכות, אז יהיה קל יותר למצוא את מצב החמצון ולא להתבלבל.

תוֹאַר חִמצוּןנקרא המטען המותנה של אטום במולקולה. ההנחה היא שכל הקשרים הם יוניים. במילים אחרות, חִמצוּןמאפיין את יכולתו של יסוד ליצור קשר יוני.

אתה תצטרך

• - שולחן מנדלייב.

הוראה

בתרכובת, סכום החזקות של האטומים שווה למטען של אותה תרכובת. זה אומר שבחומר פשוט, למשל, Na או H2, התואר חִמצוּןהאלמנט הוא אפס.

תוֹאַר חִמצוּןהחמצן בתרכובות הוא בדרך כלל -2. לדוגמה, למי H2O יש שני אטומי מימן ואטום חמצן אחד. אכן, -2+1+1 = 0 - בצד שמאל של הביטוי נמצא סכום החזקות חִמצוּןכל האטומים בתרכובת. ב-CaO, לסידן יש תואר חִמצוּן+2, ו- -2. חריגים לכך הם תרכובות OF2 ו- H2O2.
תואר Y חִמצוּןהוא תמיד -1.

בדרך כלל הדרגה החיובית המקסימלית חִמצוּןאלמנט תואם את מספר הקבוצה שלו בטבלה המחזורית של היסודות של מנדלייב. תואר מקסימלי חִמצוּןשווה ליסוד מינוס שמונה. דוגמה לכך היא כלור בקבוצה השביעית. 7-8 = -1 - מעלות חִמצוּן. החריג לכלל זה הוא פלואור, חמצן וברזל - הדרגה הגבוהה ביותר חִמצוּןמתחת למספר הקבוצה שלהם. האלמנטים של תת-קבוצת הנחושת הם בעלי הדרגה הגבוהה ביותר חִמצוּןיותר מ-1.

מקורות:

• מצב החמצון של יסודות בשנת 2018

תוֹאַרחִמצוּן אֵלֵמֶנטהוא המטען המותנה של האטומים של יסוד כימי בתרכובת, מחושב מתוך הנחה שהתרכובות מורכבות מיונים בלבד. יכולים להיות להם ערכים חיוביים, שליליים, אפס. למתכות יש מצבי חמצון חיוביים, בעוד שללא מתכות יכולות להיות מצבי חמצון חיוביים ושליליים. זה תלוי לאיזה אטום האטום הלא מתכתי מחובר.

הוראה

הערה

למצב החמצון יכול להיות ערכי שבר, למשל, בעפרות ברזל מגנטיות, Fe2O3 הוא +8/3.

מקורות:

• "מדריך בכימיה", ג.פ. חומצ'נקו, 2005.

מידת החמצון היא מאפיין של יסודות שנמצאים לעתים קרובות בספרי לימוד בכימיה. ישנן מספר רב של משימות שמטרתן לקבוע תואר זה, ורבות מהן גורמות לקשיים לתלמידי בית ספר ותלמידים. אבל על ידי ביצוע אלגוריתם מסוים, ניתן למנוע את הקשיים הללו.

אתה תצטרך

• - מערכת תקופתית של יסודות כימיים (טבלה D.I. מנדלייב).

הוראה

זכרו כלל אחד כללי: כל יסוד בחומר פשוט שווה לאפס (חומרים פשוטים: Na, Mg, Al, - כלומר חומרים המורכבים מיסוד אחד). כדי לקבוע חומר, תחילה פשוט רשום אותו מבלי לאבד את המדדים - המספרים בחלק הימני התחתון ליד סמל היסוד. דוגמה תהיה גופריתית - H2SO4.

לאחר מכן, פתח את הטבלה D.I. מנדלייב ומצא את מידת היסוד השמאלי ביותר בחומר שלך - במקרה של דוגמה זו. על פי הכלל הקיים, מצב החמצון שלו תמיד יהיה חיובי, והוא כתוב בסימן "+", שכן הוא תופס את המיקום השמאלי הקיצוני בנוסחה של חומר. כדי לקבוע את הערך המספרי של מצב החמצון, שימו לב למיקום היסוד ביחס לקבוצות. מימן נמצא בקבוצה הראשונה, לפיכך, מצב החמצון שלו הוא +1, אך מכיוון שיש שני אטומי מימן בחומצה גופרתית (זה מוצג לנו על ידי האינדקס), כתוב +2 מעל הסמל שלו.

לאחר מכן, קבע את מצב החמצון של האלמנט הימני ביותר ברשומה - חמצן במקרה זה. המצב המותנה (או מצב החמצון) שלו תמיד יהיה שלילי, מכיוון שהוא תופס את המיקום הנכון בסימון החומר. כלל זה נכון בכל המקרים. הערך המספרי של היסוד הימני נמצא על ידי הפחתת המספר 8 ממספר הקבוצה שלו. במקרה זה, מצב החמצון של החמצן הוא -2 (6-8=-2), תוך התחשבות באינדקס - -8.

כדי למצוא את המטען המותנה של אטום של היסוד השלישי, השתמשו בכלל - סכום מצבי החמצון של כל היסודות חייב להיות שווה לאפס. מכאן שהמטען המותנה של אטום החמצן בחומר יהיה שווה ל-+6: (+2)+(+6)+(-8)=0. לאחר מכן, כתוב +6 מעל סמל הגופרית.

מקורות:

• כמצבי החמצון של יסודות כימיים

זרחן הוא יסוד כימי בעל המספר הסידורי ה-15 בטבלה המחזורית. הוא ממוקם בקבוצת ה-V שלה. לא-מתכת קלאסית שהתגלתה על ידי האלכימאי ברנד בשנת 1669. ישנם שלושה שינויים עיקריים של זרחן: אדום (שהוא חלק מהתערובת לגפרורי תאורה), לבן ושחור. בלחצים גבוהים מאוד (מסדר גודל של 8.3 * 10^10Pa), זרחן שחור עובר למצב אלוטרופי אחר ("זרחן מתכתי") ומתחיל להוליך זרם. זרחן בחומרים שונים?

הוראה

זכור תואר. זהו הערך המתאים למטען היון במולקולה, בתנאי שזוגות האלקטרונים המבצעים את הקשר יוסטו לכיוון היסוד האלקטרונילי יותר (הממוקם מימין ומעל בטבלה המחזורית).

כמו כן, יש צורך לדעת את התנאי העיקרי: סכום המטענים החשמליים של כל היונים המרכיבים את המולקולה, בהתחשב במקדמים, חייב להיות תמיד שווה לאפס.

מצב החמצון לא תמיד עולה בקנה אחד כמותית עם הערכיות. הדוגמה הטובה ביותר היא פחמן, שבאורגניות יש לו תמיד , שווה ל-4, ומצב החמצון יכול להיות שווה ל-4, ו-0, ו-+2, ו-+4.

מהו מצב החמצון במולקולת PH3 של פוספין, למשל? עם כל האמור, קל מאוד לענות על שאלה זו. מכיוון שמימן הוא היסוד הראשון בטבלה המחזורית, הוא, בהגדרתו, לא יכול להיות ממוקם שם "יותר מימין וגבוה יותר". לכן, זרחן הוא שימשוך אליו אלקטרונים מימן.

כל אטום מימן, לאחר שאיבד אלקטרון, יהפוך ליון חמצון חיובי +1. לכן, המטען החיובי הכולל הוא +3. מכאן שלוקחים בחשבון את הכלל שהמטען הכולל של המולקולה הוא אפס, מצב החמצון של הזרחן במולקולת הפוספין הוא -3.

ובכן, מהו מצב החמצון של זרחן בתחמוצת P2O5? קח את הטבלה המחזורית. החמצן ממוקם בקבוצה VI, מימין לזרחן, וגם גבוה יותר, לכן, הוא בהחלט יותר אלקטרושלילי. כלומר, מצב החמצון של חמצן בתרכובת זו יהיה עם סימן מינוס, וזרחן עם סימן פלוס. מהן המעלות האלה כדי שהמולקולה בכללותה תהיה ניטרלית? ניתן לראות בקלות שהכפולה הפחות משותפת של המספרים 2 ו-5 היא 10. לכן, מצב החמצון של החמצן הוא -2, ושל הזרחן הוא +5.

קורס הווידאו "קבל א'" כולל את כל הנושאים הדרושים למעבר מוצלח של הבחינה במתמטיקה ב-60-65 נקודות. מלא את כל המשימות 1-13 של פרופיל USE במתמטיקה. מתאים גם למעבר ה- Basic USE במתמטיקה. אם אתה רוצה לעבור את הבחינה עם 90-100 נקודות, אתה צריך לפתור את חלק 1 תוך 30 דקות וללא טעויות!

קורס הכנה לבחינה לכיתות י'-י"א וכן למורים. כל מה שצריך כדי לפתור את חלק 1 של הבחינה במתמטיקה (12 הבעיות הראשונות) ובעיה 13 (טריגונומטריה). וזה יותר מ-70 נקודות בבחינת המדינה המאוחדת, וגם סטודנט של מאה נקודות וגם הומניסט לא יכולים בלעדיהם.

כל התיאוריה הדרושה. פתרונות מהירים, מלכודות וסודות הבחינה. כל המשימות הרלוונטיות של חלק 1 ממשימות הבנק של FIPI נותחו. הקורס עומד במלואו בדרישות USE-2018.

הקורס מכיל 5 נושאים גדולים, 2.5 שעות כל אחד. כל נושא ניתן מאפס, פשוט וברור.

מאות משימות בחינה. בעיות טקסט ותורת ההסתברות. פשוט וקל לזכור אלגוריתמים לפתרון בעיות. גֵאוֹמֶטרִיָה. תיאוריה, חומר עזר, ניתוח כל סוגי משימות ה-USE. סטריאומטריה. טריקים ערמומיים לפתרון, דפי רמאות שימושיים, פיתוח דמיון מרחבי. טריגונומטריה מאפס - למשימה 13. הבנה במקום לדחוס. הסבר חזותי של מושגים מורכבים. אַלגֶבּרָה. שורשים, חזקות ולוגריתמים, פונקציה ונגזרת. בסיס לפתרון בעיות מורכבות של חלק ב' של הבחינה.

בתהליכים כימיים, את התפקיד העיקרי ממלאים אטומים ומולקולות, שתכונותיהם קובעות את התוצאה של תגובות כימיות. אחד המאפיינים החשובים של אטום הוא מספר החמצון, המפשט את שיטת ההתחשבות בהעברת אלקטרונים בחלקיק. כיצד לקבוע את מצב החמצון או המטען הצורני של חלקיק ואיזה כללים אתה צריך לדעת בשביל זה?

כל תגובה כימית נובעת מאינטראקציה של אטומים של חומרים שונים. תהליך התגובה והתוצאה שלו תלויים במאפיינים של החלקיקים הקטנים ביותר.

המונח חמצון (חמצון) בכימיה פירושו תגובה שבמהלכה קבוצת אטומים או אחד מהם מאבדת אלקטרונים או מרוויחה, במקרה של רכישה, התגובה נקראת "הפחתה".

מצב החמצון הוא כמות הנמדדת כמותית ומאפיינת את האלקטרונים המחולקים מחדש במהלך התגובה. הָהֵן. בתהליך החמצון, האלקטרונים באטום יורדים או גדלים, מתפזרים מחדש בין חלקיקים אחרים המקיימים אינטראקציה, ורמת החמצון מראה בדיוק כיצד הם מאורגנים מחדש. מושג זה קשור קשר הדוק לאלקטרושליליות של חלקיקים – יכולתם למשוך ולדחות יונים חופשיים מעצמם.

קביעת רמת החמצון תלויה במאפיינים ובמאפיינים של חומר מסוים, ולכן הליך החישוב אינו יכול להיקרא באופן חד משמעי קל או מורכב, אך תוצאותיו מסייעות לרשום באופן קונבנציונלי את תהליכי תגובות החיזור. יש להבין כי התוצאה המתקבלת של חישובים היא תוצאה של התחשבות בהעברת אלקטרונים ואין לה משמעות פיזיקלית, ואינה המטען האמיתי של הגרעין.

חשוב לדעת! כימיה אי-אורגנית משתמשת לרוב במונח ערכיות במקום במצב החמצון של יסודות, זו לא טעות, אבל צריך לזכור שהמושג השני הוא אוניברסלי יותר.

המושגים והכללים לחישוב תנועת האלקטרונים הם הבסיס לסיווג כימיקלים (מינוח), תיאור תכונותיהם והרכבת נוסחאות תקשורת. אבל לרוב מושג זה משמש לתיאור ולעבודה עם תגובות חיזור.

כללים לקביעת דרגת החמצון

איך לגלות את מידת החמצון? כשעובדים עם תגובות חיזור, חשוב לדעת שהמטען הצורני של חלקיק תמיד יהיה שווה לגודל האלקטרון, המבוטא בערך מספרי. תכונה זו קשורה להנחה שצמדי האלקטרונים היוצרים קשר תמיד מוזזים לחלוטין לעבר חלקיקים שליליים יותר. צריך להבין שאנחנו מדברים על קשרים יוניים, ובמקרה של תגובה ב-, אלקטרונים יתחלקו שווה בשווה בין חלקיקים זהים.

למספר החמצון יכולים להיות ערכים חיוביים ושליליים כאחד. העניין הוא שבמהלך התגובה, האטום חייב להפוך לנייטרלי, ולשם כך צריך לחבר מספר מסוים של אלקטרונים ליון, אם הוא חיובי, או לקחת אותם אם הוא שלילי. כדי לייעד מושג זה, בעת כתיבת נוסחאות, כתובה בדרך כלל ספרה ערבית עם הסימן המתאים מעל ייעוד היסוד. למשל, או וכו'.

כדאי לדעת שהמטען הפורמלי של מתכות תמיד יהיה חיובי, וברוב המקרים, ניתן להשתמש בטבלה המחזורית כדי לקבוע זאת. ישנן מספר תכונות שיש לקחת בחשבון על מנת לקבוע את האינדיקטורים בצורה נכונה.

דרגת חמצון:

לאחר שזכרנו את התכונות הללו, זה יהיה די פשוט לקבוע את מספר החמצון של יסודות, ללא קשר למורכבות ולמספר הרמות האטומיות.

סרטון שימושי: קביעת דרגת החמצון

הטבלה המחזורית של מנדלייב מכילה כמעט את כל המידע הדרוש לעבודה עם יסודות כימיים. לדוגמה, תלמידי בית ספר משתמשים רק בו כדי לתאר תגובות כימיות. לכן, על מנת לקבוע את הערכים החיוביים והשליליים המרביים של מספר החמצון, יש צורך לבדוק את ייעוד היסוד הכימי בטבלה:

1. החיובי המקסימלי הוא מספר הקבוצה שבה נמצא האלמנט.
2. מצב החמצון השלילי המרבי הוא ההפרש בין הגבול החיובי המרבי למספר 8.

לפיכך, מספיק פשוט לגלות את הגבולות הקיצוניים של המטען הפורמלי של אלמנט. פעולה כזו יכולה להתבצע באמצעות חישובים המבוססים על הטבלה המחזורית.

חשוב לדעת! לאלמנט אחד יכולים להיות מספר מדדי חמצון שונים בו-זמנית.

ישנן שתי דרכים עיקריות לקבוע את רמת החמצון, דוגמאות להן מוצגות להלן. הראשונה שבהן היא שיטה הדורשת ידע ומיומנויות כדי ליישם את חוקי הכימיה. איך מסדרים מצבי חמצון בשיטה זו?

הכלל לקביעת מצבי חמצון

בשביל זה אתה צריך:

1. קבע אם חומר נתון הוא יסודי והאם הוא מחוץ לקשר. אם כן, אז מספר החמצון שלו יהיה שווה ל-0, ללא קשר להרכב החומר (אטומים בודדים או תרכובות אטומיות מרובות רמות).
2. קבע אם החומר המדובר מורכב מיונים. אם כן, אז מידת החמצון תהיה שווה למטען שלהם.
3. אם החומר המדובר הוא מתכת, אז תסתכל על האינדיקטורים של חומרים אחרים בנוסחה וחשב את קריאות המתכת באמצעות חשבון.
4. אם לתרכובת כולה יש מטען אחד (למעשה, זה הסכום של כל חלקיקי היסודות המוצגים), אז זה מספיק כדי לקבוע את האינדיקטורים של חומרים פשוטים, ואז להחסיר אותם מהכמות הכוללת ולקבל את נתוני המתכת.
5. אם הקשר הוא ניטרלי, הסכום הכולל חייב להיות אפס.

למשל, שקול שילוב עם יון אלומיניום שהמטען הכולל שלו הוא אפס. כללי הכימיה מאשרים את העובדה שליון Cl יש מספר חמצון של -1, ובמקרה זה יש שלושה מהם בתרכובת. אז יון Al חייב להיות +3 כדי שהתרכובת כולה תהיה ניטרלית.

שיטה זו טובה למדי, שכן תמיד ניתן לבדוק את תקינות התמיסה על ידי חיבור כל רמות החמצון יחד.

ניתן ליישם את השיטה השנייה ללא ידע בחוקים כימיים:

1. מצא נתוני חלקיקים שאין להם כללים נוקשים ומספר האלקטרונים המדויק שלהם אינו ידוע (אפשרי על ידי חיסול).
2. גלה את האינדיקטורים של כל החלקיקים האחרים ולאחר מכן מתוך הכמות הכוללת על ידי חיסור מצא את החלקיק הרצוי.

הבה נבחן את השיטה השנייה תוך שימוש בחומר Na2SO4 כדוגמה, שבה אטום הגופרית S אינו מוגדר, רק ידוע שהוא אינו אפס.

כדי למצוא למה כל מצבי החמצון שווים:

1. מצא אלמנטים ידועים, תוך הקפדה על כללים וחריגים מסורתיים.
2. יון Na = +1 וכל חמצן = -2.
3. הכפלו את מספר החלקיקים של כל חומר באלקטרונים שלהם וקבלו את מצבי החמצון של כל האטומים מלבד אחד.
4. Na2SO4 מורכב מ-2 נתרן ו-4 חמצן, כאשר מכפילים מתברר: 2 X +1 \u003d 2 הוא המספר המחמצן של כל חלקיקי הנתרן ו-4 X -2 \u003d -8 - חמצן.
5. הוסף את התוצאות 2+(-8) = -6 - זהו המטען הכולל של התרכובת ללא חלקיק גופרית.
6. הביעו את הסימון הכימי כמשוואה: סכום נתונים ידועים + מספר לא ידוע = מטען כולל.
7. Na2SO4 מיוצג באופן הבא: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

לפיכך, כדי להשתמש בשיטה השנייה, מספיק להכיר את חוקי החשבון הפשוטים.

טבלת חמצון

לנוחות התפעול וחישוב מדדי החמצון עבור כל כימיקל, נעשה שימוש בטבלאות מיוחדות, שבהן כל הנתונים נרשמים.

זה נראה כמו זה:

סרטון שימושי: לימוד קביעת מידת החמצון לפי נוסחאות

סיכום

מציאת מצב החמצון עבור כימיקל היא פעולה פשוטה הדורשת רק טיפול וידע של הכללים והחריגים הבסיסיים. הכרת החריגים ושימוש בטבלאות מיוחדות, פעולה זו לא תיקח הרבה זמן.