วิธีตรวจสอบประจุขององค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบ สถานะออกซิเดชันสูงสุด

อิเล็กโทรเนกาติวิตีเช่นเดียวกับคุณสมบัติอื่น ๆ ของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี การเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ ๆ โดยเพิ่มจำนวนลำดับขององค์ประกอบ:

กราฟด้านบนแสดงช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงในอิเล็กโทรเนกาติวิตีขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก ขึ้นอยู่กับหมายเลขลำดับขององค์ประกอบ

เมื่อย้ายกลุ่มย่อยของตารางธาตุลง ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีขององค์ประกอบทางเคมีจะลดลง เมื่อเลื่อนไปทางขวาตามคาบ จะเพิ่มขึ้น

ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสะท้อนความเป็นอโลหะของธาตุ ยิ่งค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงเท่าใด ธาตุก็จะแสดงคุณสมบัติของอโลหะมากขึ้นเท่านั้น

สถานะออกซิเดชัน

จะคำนวณสถานะออกซิเดชันของธาตุในสารประกอบได้อย่างไร?

1) สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีในสารอย่างง่ายจะเป็นศูนย์เสมอ

2) มีองค์ประกอบที่แสดงสถานะออกซิเดชันคงที่ในสารเชิงซ้อน:

3) มีองค์ประกอบทางเคมีที่แสดงสถานะออกซิเดชันคงที่ในสารประกอบส่วนใหญ่ องค์ประกอบเหล่านี้รวมถึง:

องค์ประกอบ	สถานะออกซิเดชันในสารประกอบเกือบทั้งหมด	ข้อยกเว้น
ไฮโดรเจนเอช	+1	อัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธเมทัลไฮไดรด์ ตัวอย่างเช่น:
ออกซิเจน O	-2	ไฮโดรเจนและเปอร์ออกไซด์ของโลหะ: ออกซิเจนฟลูออไรด์ -

4) ผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุลจะเป็นศูนย์เสมอ ผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในไอออนจะเท่ากับประจุของไอออน

5) สถานะออกซิเดชันสูงสุด (สูงสุด) เท่ากับหมายเลขกลุ่ม ข้อยกเว้นที่ไม่อยู่ภายใต้กฎนี้คือองค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่ม I, องค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่ม VIII เช่นเดียวกับออกซิเจนและฟลูออรีน

ธาตุเคมีที่มีเลขหมู่ไม่ตรงกับสถานะออกซิเดชั่นสูงสุด (จำเป็นต้องจำ)

6) สถานะออกซิเดชันต่ำสุดของโลหะจะเป็นศูนย์เสมอ และสถานะออกซิเดชันต่ำสุดของอโลหะคำนวณโดยสูตร:

สถานะออกซิเดชันต่ำสุดของอโลหะ = หมายเลขกลุ่ม - 8

ตามกฎข้างต้น คุณสามารถกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันได้ องค์ประกอบทางเคมีในสารใดๆ

การหาสถานะออกซิเดชันของธาตุในสารประกอบต่างๆ

ตัวอย่างที่ 1

กำหนดสถานะออกซิเดชันของธาตุทั้งหมดในกรดซัลฟิวริก

สารละลาย:

เขียนสูตรสำหรับกรดซัลฟิวริก:

สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนในสารเชิงซ้อนทั้งหมดคือ +1 (ยกเว้นเมทัลไฮไดรด์)

สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในสารเชิงซ้อนทั้งหมดคือ -2 (ยกเว้นเปอร์ออกไซด์และออกซิเจนฟลูออไรด์ของ 2) มาจัดเรียงสถานะออกซิเดชันที่รู้จักกัน:

ให้เราแสดงสถานะออกซิเดชันของกำมะถันเป็น x:

โมเลกุลของกรดซัลฟิวริกก็เหมือนกับโมเลกุลของสารใดๆ โดยทั่วไปจะเป็นกลางทางไฟฟ้าเพราะ ผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุลเป็นศูนย์ แผนผังนี้สามารถอธิบายได้ดังนี้:

เหล่านั้น. เราได้สมการต่อไปนี้:

มาแก้ปัญหากันเถอะ:

ดังนั้นสถานะออกซิเดชันของกำมะถันในกรดซัลฟิวริกคือ +6

ตัวอย่างที่ 2

กำหนดสถานะออกซิเดชันของธาตุทั้งหมดในแอมโมเนียมไดโครเมต

สารละลาย:

เขียนสูตรของแอมโมเนียมไดโครเมต:

ในกรณีก่อนหน้านี้ เราสามารถจัดเรียงสถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนและออกซิเจนได้:

อย่างไรก็ตาม เราพบว่าสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมี 2 ชนิดพร้อมกัน ได้แก่ ไนโตรเจนและโครเมียมนั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ดังนั้นเราจึงไม่สามารถหาสถานะออกซิเดชั่นได้เหมือนกับในตัวอย่างก่อนหน้า (หนึ่งสมการที่มีสองตัวแปรไม่มีวิธีแก้ปัญหาเฉพาะ)

ให้เราใส่ใจกับข้อเท็จจริงที่ว่าสารที่ระบุอยู่ในชั้นของเกลือและมีโครงสร้างไอออนิก จากนั้นเราสามารถพูดได้อย่างถูกต้องว่าองค์ประกอบของแอมโมเนียมไดโครเมตนั้นรวมถึง NH 4 + ไอออนบวก (ประจุของไอออนบวกนี้สามารถเห็นได้ในตารางความสามารถในการละลาย) ดังนั้น เนื่องจากมี NH 4 + ไอออนบวกที่มีประจุบวกสองประจุบวกในหน่วยสูตรของแอมโมเนียมไดโครเมต ประจุของไดโครเมตไอออนคือ -2 เนื่องจากสารโดยรวมเป็นกลางทางไฟฟ้า เหล่านั้น. สารนี้เกิดจาก NH 4 + ไอออนบวกและ Cr 2 O 7 2- แอนไอออน

เราทราบสถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนและออกซิเจน รู้ว่าผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุทั้งหมดในไอออนมีค่าเท่ากับประจุ และแสดงว่าสถานะออกซิเดชันของไนโตรเจนและโครเมียมเป็น xและ ยดังนั้น เราสามารถเขียน:

เหล่านั้น. เราได้สองสมการอิสระ:

การแก้ปัญหาที่เราพบ xและ ย:

ดังนั้น ในแอมโมเนียมไดโครเมต สถานะออกซิเดชันของไนโตรเจนคือ -3, ไฮโดรเจน +1, โครเมียม +6 และออกซิเจน -2

วิธีตรวจสอบสถานะออกซิเดชันของธาตุใน อินทรียฺวัตถุสามารถอ่านได้

วาเลนซ์

ความจุของอะตอมแสดงด้วยเลขโรมัน: I, II, III เป็นต้น

ความเป็นไปได้ของวาเลนซ์ของอะตอมขึ้นอยู่กับปริมาณ:

1) อิเล็กตรอนคู่

2) คู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งปันในวงโคจรของระดับวาเลนซ์

3) วงโคจรอิเล็กตรอนเปล่าของระดับวาเลนซ์

ความเป็นไปได้ของเวเลนซ์ของอะตอมไฮโดรเจน

อธิบายสูตรกราฟิกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมไฮโดรเจน:

ว่ากันว่าปัจจัยสามประการสามารถส่งผลต่อความเป็นไปได้ของเวเลนซ์ - การมีอยู่ของอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ การมีอยู่ของคู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งปันที่ระดับภายนอก และการมีอยู่ของออร์บิทัลที่ว่าง (ว่าง) ในระดับภายนอก เราเห็นอิเล็กตรอนคู่เดียวในระดับพลังงานชั้นนอก (และเท่านั้น) จากสิ่งนี้ ไฮโดรเจนสามารถมีความจุเท่ากับ I ได้อย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม ที่ระดับพลังงานแรกจะมีระดับย่อยเพียงระดับเดียวเท่านั้น - เอสเหล่านั้น. อะตอมของไฮโดรเจนที่ระดับชั้นนอกไม่มีคู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งปันหรือออร์บิทัลที่ว่างเปล่า

ดังนั้น วาเลนซ์เดียวที่อะตอมไฮโดรเจนสามารถแสดงได้คือ I

ความเป็นไปได้ของเวเลนซ์ของอะตอมคาร์บอน

พิจารณาโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคาร์บอน ในสถานะพื้น การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของระดับภายนอกจะเป็นดังนี้:

เหล่านั้น. ในสถานะพื้น ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมของคาร์บอนที่ไม่ถูกกระตุ้นจะประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ 2 ตัว ในสถานะนี้ มันสามารถแสดงความจุเท่ากับ II อย่างไรก็ตาม อะตอมของคาร์บอนจะเข้าสู่สถานะตื่นเต้นได้ง่ายมากเมื่อมีการจ่ายพลังงานให้กับมัน และการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของชั้นนอกในกรณีนี้จะอยู่ในรูปแบบ:

แม้ว่าพลังงานบางส่วนจะถูกใช้ไปในกระบวนการกระตุ้นอะตอมของคาร์บอน แต่ค่าใช้จ่ายนั้นได้รับการชดเชยมากกว่าโดยการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์สี่พันธะ ด้วยเหตุนี้วาเลนซ์ IV จึงเป็นลักษณะเฉพาะของอะตอมคาร์บอนมากกว่า ตัวอย่างเช่น คาร์บอนมีวาเลนซี IV ในโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ กรดคาร์บอนิก และสารอินทรีย์ทั้งหมด

นอกจากอิเล็กตรอนคู่เดี่ยวและอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวแล้ว การมีออร์บิทัลว่าง () ในระดับเวเลนซ์ยังส่งผลต่อความเป็นไปได้ของเวเลนซ์อีกด้วย การปรากฏตัวของออร์บิทัลดังกล่าวในระดับที่เต็มจะนำไปสู่ความจริงที่ว่าอะตอมสามารถทำหน้าที่เป็นตัวรับคู่อิเล็กตรอนได้ เช่น สร้างพันธะโควาเลนต์เพิ่มเติมโดยกลไกผู้รับบริจาค ตัวอย่างเช่น ตรงกันข้ามกับความคาดหวัง ในโมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์ CO พันธะไม่ได้เป็นสองเท่า แต่เป็นสามเท่า ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในภาพประกอบต่อไปนี้:

ความเป็นไปได้ของเวเลนซ์ของอะตอมไนโตรเจน

ลองเขียนสูตรกราฟิกอิเล็กตรอนของระดับพลังงานภายนอกของอะตอมไนโตรเจน:

ดังที่เห็นได้จากภาพประกอบด้านบน อะตอมของไนโตรเจนในสถานะปกติมีอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่ 3 ตัว ดังนั้นจึงมีเหตุผลที่จะสันนิษฐานว่าสามารถแสดงวาเลนซ์เท่ากับ III ได้ อันที่จริง วาเลนซีของสามถูกสังเกตพบในโมเลกุลของแอมโมเนีย (NH 3) กรดไนตรัส (HNO 2) ไนโตรเจนไตรคลอไรด์ (NCl 3) เป็นต้น

มีการกล่าวไว้ข้างต้นว่าวาเลนซ์ของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับจำนวนของอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของคู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งปันด้วย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพันธะเคมีโควาเลนต์สามารถก่อตัวได้ไม่เพียง แต่เมื่อสองอะตอมให้อิเล็กตรอนหนึ่งตัวแก่กันและกัน แต่ยังรวมถึงเมื่ออะตอมหนึ่งที่มีอิเล็กตรอนคู่ที่ไม่แบ่งปัน - ผู้บริจาค () มอบให้กับอะตอมอื่นที่ว่าง () ระดับเวเลนซ์วงโคจร (ตัวรับ) เหล่านั้น. สำหรับอะตอมของไนโตรเจน วาเลนซี IV ก็เป็นไปได้เช่นกัน เนื่องจากพันธะโควาเลนต์เพิ่มเติมซึ่งเกิดจากกลไกของผู้บริจาคและผู้รับ ตัวอย่างเช่น พันธะโควาเลนต์ 4 พันธะ ซึ่งหนึ่งในนั้นเกิดจากกลไกตัวรับ-ผู้รับ ระหว่างการก่อตัวของแอมโมเนียมไอออนบวก:

แม้จะมีความจริงที่ว่าหนึ่งในพันธะโควาเลนต์นั้นเกิดจากกลไกของผู้บริจาคและผู้รับทั้งหมด พันธบัตร N-Hในแอมโมเนียมไอออนบวกนั้นเหมือนกันทุกประการและไม่แตกต่างกัน

ความจุเท่ากับ V อะตอมของไนโตรเจนไม่สามารถแสดงได้ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอะตอมไนโตรเจนไม่สามารถเปลี่ยนไปสู่สถานะตื่นเต้นได้ซึ่งการจับคู่ของอิเล็กตรอนสองตัวเกิดขึ้นกับการเปลี่ยนหนึ่งในนั้นไปสู่วงโคจรอิสระซึ่งเป็นระดับพลังงานที่ใกล้เคียงที่สุด อะตอมของไนโตรเจนไม่มี ง-sublevel และการเปลี่ยนไปสู่ ​​3s-orbital นั้นแพงมากจนค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไม่ครอบคลุมโดยการก่อตัวของพันธะใหม่ หลายคนอาจสงสัยว่าความจุของไนโตรเจนเช่นในโมเลกุลของกรดไนตริก HNO 3 หรือไนตริกออกไซด์ N 2 O 5 คืออะไร น่าแปลกที่วาเลนซ์มี IV ด้วย ดังจะเห็นได้จากสูตรโครงสร้างต่อไปนี้:

เส้นประในภาพประกอบแสดงสิ่งที่เรียกว่า แบ่งเขต π -การเชื่อมต่อ. ด้วยเหตุผลนี้ ไม่มีเทอร์มินอลบอนด์สามารถเรียกว่า "หนึ่งครึ่ง" นอกจากนี้ยังพบพันธะหนึ่งเท่าครึ่งที่คล้ายกันในโมเลกุลโอโซน O 3 , เบนซีน C 6 H 6 เป็นต้น

ความเป็นไปได้ของฟอสฟอรัส

ให้เราอธิบายสูตรกราฟิกอิเล็กตรอนของระดับพลังงานภายนอกของอะตอมฟอสฟอรัส:

อย่างที่เราเห็น โครงสร้างของชั้นนอกของอะตอมฟอสฟอรัสในสถานะพื้นและอะตอมของไนโตรเจนนั้นเหมือนกัน ดังนั้นจึงมีเหตุผลที่จะคาดหวังว่าอะตอมของฟอสฟอรัส เช่นเดียวกับอะตอมของไนโตรเจน จะมีวาเลนซ์เท่ากัน ถึง I, II, III และ IV ซึ่งสังเกตได้ในทางปฏิบัติ

อย่างไรก็ตามอะตอมของฟอสฟอรัสก็มีซึ่งแตกต่างจากไนโตรเจน ง- ระดับย่อยที่มีวงโคจรว่าง 5 วง

ในเรื่องนี้ มันสามารถผ่านเข้าสู่สถานะตื่นเต้น นึ่งอิเล็กตรอน 3 ส-วงโคจร:

ดังนั้น วาเลนซี V สำหรับอะตอมของฟอสฟอรัสซึ่งไนโตรเจนเข้าไม่ถึงจึงเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น อะตอมของฟอสฟอรัสมีวาเลนซ์เป็นห้าในโมเลกุลของสารประกอบ เช่น กรดฟอสฟอริก ฟอสฟอรัส (V) เฮไลด์ ฟอสฟอรัส (V) ออกไซด์ เป็นต้น

ความเป็นไปได้ของเวเลนซ์ของอะตอมออกซิเจน

สูตรกราฟิกอิเล็กตรอนของระดับพลังงานภายนอกของอะตอมออกซิเจนมีรูปแบบ:

เราเห็นอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่สองตัวที่ระดับ 2 ดังนั้น วาเลนซี II จึงเป็นไปได้สำหรับออกซิเจน ควรสังเกตว่าความจุของอะตอมออกซิเจนนี้มีอยู่ในสารประกอบเกือบทั้งหมด ข้างต้น เมื่อพิจารณาความเป็นไปได้ของเวเลนซ์ของอะตอมของคาร์บอน เราได้กล่าวถึงการก่อตัวของโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์ พันธะในโมเลกุล CO นั้นมีสามเท่า ดังนั้น ออกซิเจนจึงเป็นไตรวาเลนต์ที่นั่น (ออกซิเจนคือผู้บริจาคคู่อิเล็กตรอน)

เนื่องจากอะตอมของออกซิเจนไม่มีระดับภายนอก ง- ระดับย่อย การแยกอิเล็กตรอน สและ p-วงโคจรเป็นไปไม่ได้ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ความสามารถของอะตอมออกซิเจนมีจำกัดเมื่อเทียบกับองค์ประกอบอื่นๆ ในกลุ่มย่อย เช่น กำมะถัน

ความเป็นไปได้ของวาเลนซ์ของอะตอมกำมะถัน

ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมกำมะถันในสถานะไม่ตื่นเต้น:

อะตอมของกำมะถัน เช่น อะตอมของออกซิเจน มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่สองตัวในสถานะปกติ ดังนั้นเราจึงสามารถสรุปได้ว่ากำมะถันมีค่าวาเลนซ์เท่ากับสอง แท้จริงแล้ว กำมะถันมีวาเลนซี II เช่น ในโมเลกุลของไฮโดรเจนซัลไฟด์ H 2 S

อย่างที่เราเห็น อะตอมของกำมะถันที่ระดับชั้นนอกมี งระดับย่อยที่มีวงโคจรว่าง ด้วยเหตุผลนี้ อะตอมของกำมะถันจึงสามารถขยายขีดความสามารถของวาเลนซ์ได้ ซึ่งแตกต่างจากออกซิเจน เนื่องจากการเปลี่ยนสถานะเป็นสถานะตื่นเต้น ดังนั้น เมื่อเลิกจับคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 3 หน้า- ระดับย่อยของอะตอมกำมะถันที่ได้มา การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนอกดังนี้

ในสถานะนี้ อะตอมของกำมะถันมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ 4 ตัว ซึ่งบอกเราเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่อะตอมของกำมะถันจะแสดงวาเลนซ์เท่ากับ IV แท้จริงแล้ว กำมะถันมีวาเลนซี IV ในโมเลกุล SO 2, SF 4, SOCl 2 เป็นต้น

เมื่อจับคู่อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวตัวที่สองซึ่งอยู่บนเลข 3 ส- ระดับย่อย ระดับพลังงานภายนอกได้รับการกำหนดค่าต่อไปนี้:

ในสถานะดังกล่าวการรวมตัวกันของวาเลนซ์ VI นั้นเป็นไปได้แล้ว ตัวอย่างของสารประกอบที่มีกำมะถัน VI-valent ได้แก่ SO 3 , H 2 SO 4 , SO 2 Cl 2 เป็นต้น

ในทำนองเดียวกัน เราสามารถพิจารณาความเป็นไปได้ของเวเลนซ์ขององค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ

เพื่อระบุลักษณะความสามารถในการรีดอกซ์ของอนุภาค แนวคิดเช่นระดับของการเกิดออกซิเดชันมีความสำคัญ สถานะออกซิเดชันคือประจุที่อะตอมในโมเลกุลหรือไอออนสามารถมีได้หากพันธะทั้งหมดกับอะตอมอื่นถูกทำลาย และคู่อิเล็กตรอนทั่วไปจะเหลือองค์ประกอบที่มีประจุไฟฟ้าลบมากกว่า

สถานะออกซิเดชันแสดงเฉพาะประจุตามเงื่อนไขของอะตอมในโมเลกุล ซึ่งแตกต่างจากประจุไอออนในชีวิตจริง อาจเป็นค่าลบ บวก หรือศูนย์ก็ได้ ตัวอย่างเช่น สถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารอย่างง่ายคือ "0" (,
,,). ในสารประกอบทางเคมี อะตอมสามารถมีสถานะออกซิเดชันคงที่หรือแปรผันได้ สำหรับโลหะของกลุ่มย่อยหลัก I, II และ III ของกลุ่มระบบธาตุในสารประกอบทางเคมี สถานะออกซิเดชันมักจะคงที่และเท่ากับ Me +1, Me +2 และ Me +3 (Li +, Ca +2, Al +3) ตามลำดับ อะตอมของฟลูออรีนจะมี -1 เสมอ คลอรีนในสารประกอบที่มีโลหะมีค่า -1 เสมอ ในสารประกอบส่วนใหญ่ ออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 (ยกเว้นเปอร์ออกไซด์ ซึ่งสถานะออกซิเดชันคือ -1) และไฮโดรเจน +1 (ยกเว้นโลหะไฮไดรด์ ซึ่งสถานะออกซิเดชันคือ -1)

ผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุลที่เป็นกลางเท่ากับศูนย์ และในไอออนจะเท่ากับประจุของไอออน ความสัมพันธ์นี้ทำให้สามารถคำนวณสถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบเชิงซ้อนได้

ในโมเลกุลของกรดซัลฟิวริก H 2 SO 4 อะตอมของไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 และอะตอมของออกซิเจนคือ -2 เนื่องจากมีไฮโดรเจน 2 อะตอมและออกซิเจน 4 อะตอม เราจึงมี "+" 2 ตัวและ "-" 8 ตัว "+" หกตัวหายไปจากความเป็นกลาง มันคือตัวเลขที่เป็นสถานะออกซิเดชันของกำมะถัน -
. โมเลกุลโพแทสเซียมไดโครเมต K 2 Cr 2 O 7 ประกอบด้วยโพแทสเซียม 2 อะตอม โครเมียม 2 อะตอม และออกซิเจน 7 อะตอม โพแทสเซียมมีสถานะออกซิเดชันเป็น +1 ออกซิเจนมี -2 เราจึงมีสอง "+" และสิบสี่ "-" ส่วนที่เหลืออีกสิบสอง "+" ตกลงบนอะตอมโครเมียมสองอะตอม ซึ่งแต่ละอะตอมมีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ +6 (
).

สารออกซิไดซ์และรีดิวซ์โดยทั่วไป

จากคำนิยามของกระบวนการรีดักชันและออกซิเดชัน ตามหลักการแล้ว สารที่ง่ายและซับซ้อนประกอบด้วยอะตอมที่ไม่อยู่ในสถานะออกซิเดชันต่ำสุด ดังนั้นจึงสามารถลดสถานะออกซิเดชันของพวกมันได้ สามารถทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ได้ ในทำนองเดียวกัน สารที่ง่ายและซับซ้อนประกอบด้วยอะตอมที่ไม่อยู่ในสถานะออกซิเดชันสูงสุด ดังนั้นจึงสามารถเพิ่มสถานะออกซิเดชันได้ สามารถทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ได้

สารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดคือ:

1) สารอย่างง่ายที่เกิดจากอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง เช่น อโลหะทั่วไปที่อยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่หกและเจ็ดของระบบธาตุ: F, O, Cl, S (ตามลำดับ F 2 , O 2 , Cl 2 , S);

2) สารที่มีองค์ประกอบในระดับสูงและระดับกลาง

สถานะออกซิเดชั่นในเชิงบวกรวมถึงในรูปของไอออนทั้งแบบธรรมดา, ธาตุ (Fe 3+) และที่มีออกซิเจน, ออกโซแอนไอออน (ไอออนเปอร์แมงกาเนต - MnO 4 -);

3) สารประกอบเปอร์ออกไซด์

สารเฉพาะที่ใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ในทางปฏิบัติ ได้แก่ ออกซิเจนและโอโซน คลอรีน โบรมีน เปอร์แมงกาเนต ไดโครเมต ออกซิแอซิดของคลอรีนและเกลือของคลอรีน (ตัวอย่างเช่น
,
,
), กรดไนตริก (
), กรดกำมะถันเข้มข้น (
) แมงกานีสไดออกไซด์ (
), ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโลหะเปอร์ออกไซด์ (
,
).

สารรีดิวซ์ที่ทรงพลังที่สุดคือ:

1) สารอย่างง่ายที่อะตอมมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่ำ ("โลหะแอคทีฟ");

2) ไอออนบวกของโลหะในสถานะออกซิเดชันต่ำ (Fe 2+);

3) ไอออนที่เป็นองค์ประกอบอย่างง่าย ตัวอย่างเช่น ซัลไฟด์ไอออน S 2- ;

4) แอนไอออนที่มีออกซิเจน (oxoanions) ซึ่งสอดคล้องกับสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกต่ำสุดของธาตุ (ไนไตรต์
,ซัลไฟต์
).

สารเฉพาะที่ใช้ในทางปฏิบัติเป็นตัวรีดิวซ์ เช่น โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ ซัลไฟด์ ซัลไฟต์ ไฮโดรเจนเฮไลด์ (ยกเว้น HF) สารอินทรีย์ - แอลกอฮอล์ อัลดีไฮด์ ฟอร์มาลดีไฮด์ กลูโคส กรดออกซาลิก รวมทั้งไฮโดรเจน คาร์บอน , คาร์บอนมอนอกไซด์ (
) และอะลูมิเนียมที่อุณหภูมิสูง.

โดยหลักการแล้ว หากสารมีองค์ประกอบในสถานะออกซิเดชันขั้นกลาง สารเหล่านี้สามารถแสดงคุณสมบัติทั้งออกซิไดซ์และรีดิวซ์ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับ

"หุ้นส่วน" ในปฏิกิริยา: ด้วยตัวออกซิไดซ์ที่แรงเพียงพอ มันสามารถทำปฏิกิริยาในฐานะตัวรีดิวซ์ และด้วยตัวรีดิวซ์ที่แรงเพียงพอ เป็นตัวออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่น ไนไตรท์ไอออน NO 2 - ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่เกี่ยวกับไอออน I -:

2
+ 2+ 4HCl→ + 2
+ 4KCl + 2H 2 O

และเป็นตัวรีดิวซ์ที่เกี่ยวข้องกับไอออนเปอร์แมงกาเนต MnO 4 -

5
+ 2
+ 3H 2 SO 4 → 2
+ 5
+ K 2 SO 4 + 3H 2 O

หลักสูตรวิดีโอ "รับ A" รวมหัวข้อทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการประสบความสำเร็จ ผ่านการสอบในวิชาคณิตศาสตร์ 60-65 คะแนน ทำภารกิจทั้งหมด 1-13 ให้สำเร็จ การสอบโปรไฟล์คณิตศาสตร์. เหมาะสำหรับสอบผ่าน Basic USE ในวิชาคณิตศาสตร์ อยากสอบผ่าน 90-100 คะแนน ต้องแก้ตอนที่ 1 ให้เสร็จภายใน 30 นาที และไม่มีพลาด!

หลักสูตรเตรียมสอบสำหรับเกรด 10-11 เช่นเดียวกับครู ทุกสิ่งที่จำเป็นในการแก้ข้อสอบส่วนที่ 1 ในวิชาคณิตศาสตร์ (โจทย์ 12 ข้อแรก) และโจทย์ข้อ 13 (ตรีโกณมิติ) และนี่คือคะแนนมากกว่า 70 คะแนนในการสอบ Unified State และไม่มีนักเรียนร้อยคะแนนหรือนักมนุษยนิยมไม่สามารถทำได้หากไม่มีพวกเขา

ทั้งหมด ทฤษฎีที่จำเป็น. วิธีที่รวดเร็ววิธีแก้ปัญหา กับดัก และ ใช้ความลับ. งานที่เกี่ยวข้องทั้งหมดของส่วนที่ 1 จากงาน Bank of FIPI ได้รับการวิเคราะห์แล้ว หลักสูตรนี้เป็นไปตามข้อกำหนดของ USE-2018 อย่างครบถ้วน

หลักสูตรประกอบด้วย 5 หัวข้อใหญ่ ๆ ละ 2.5 ชั่วโมง แต่ละหัวข้อจะได้รับตั้งแต่เริ่มต้น เรียบง่ายและชัดเจน

งานสอบหลายร้อยงาน ปัญหาข้อความและทฤษฎีความน่าจะเป็น อัลกอริทึมการแก้ปัญหาที่เรียบง่ายและง่ายต่อการจดจำ เรขาคณิต. ทฤษฎี, วัสดุอ้างอิงการวิเคราะห์งาน USE ทุกประเภท สามมิติ เคล็ดลับไหวพริบในการแก้ปัญหา, สูตรโกงที่มีประโยชน์, การพัฒนาจินตนาการเชิงพื้นที่ ตรีโกณมิติตั้งแต่เริ่มต้น - ไปจนถึงงานที่ 13 ทำความเข้าใจแทนการยัดเยียด คำอธิบายภาพของแนวคิดที่ซับซ้อน พีชคณิต. ราก กำลังและลอการิทึม ฟังก์ชันและอนุพันธ์ ฐานการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนของข้อสอบส่วนที่ 2

ส่วนที่ 1

1. สถานะออกซิเดชัน (s. o.) คือประจุตามเงื่อนไขของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในสารเชิงซ้อน คำนวณบนพื้นฐานของสมมติฐานว่าประกอบด้วยไอออนอย่างง่าย

ควรรู้!

1) ในการเชื่อมต่อกับ อ. ไฮโดรเจน = +1 ยกเว้นไฮไดรด์
2) ในสารประกอบด้วย. อ. ออกซิเจน = -2 ยกเว้นเปอร์ออกไซด์ และฟลูออไรด์
3) สถานะออกซิเดชันของโลหะเป็นบวกเสมอ

สำหรับโลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มแรก สามกลุ่ม กับ. อ. คงที่:
โลหะกลุ่ม IA - หน้า อ. = +1,
โลหะกลุ่ม IIA - หน้า อ. = +2,
โลหะกลุ่ม IIIA - หน้า อ. = +3
4) สำหรับอะตอมอิสระและสารอย่างง่าย p. อ. = 0
5) รวม s อ. องค์ประกอบทั้งหมดในสารประกอบ = 0

2. วิธีการสร้างชื่อสารประกอบสององค์ประกอบ (ไบนารี)

4. กรอกตาราง "ชื่อและสูตรของสารประกอบไบนารี"

5. กำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบที่เน้นของสารประกอบเชิงซ้อน

ส่วนที่ 2

1. กำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบตามสูตร จดชื่อสารเหล่านี้

2. แยกสาร FeO, Fe2O3, CaCl2, AlBr3, CuO, K2O, BaCl2, SO3ออกเป็นสองกลุ่ม จดชื่อสารระบุระดับของการเกิดออกซิเดชัน

3. สร้างความสัมพันธ์ระหว่างชื่อและสถานะออกซิเดชันของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีและสูตรของสารประกอบ

4. สร้างสูตรของสารตามชื่อ

5. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) 48 กรัมมีกี่โมเลกุล

6. ใช้อินเทอร์เน็ตและแหล่งข้อมูลอื่น ๆ เตรียมรายงานเกี่ยวกับการใช้การเชื่อมต่อไบนารีใด ๆ ตามแผนต่อไปนี้:
1) สูตร;
2) ชื่อ;
3) คุณสมบัติ
4) ใบสมัคร

น้ำ H2O ไฮโดรเจนออกไซด์
น้ำในสภาวะปกติเป็นของเหลวไม่มีสีไม่มีกลิ่นในชั้นหนา - สีน้ำเงิน จุดเดือดอยู่ที่ประมาณ100⁰С เป็นตัวทำละลายที่ดี โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอมและออกซิเจน 1 อะตอม ซึ่งเป็นองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ นี้ สารที่ซับซ้อนมีลักษณะดังต่อไปนี้ คุณสมบัติทางเคมี: อันตรกิริยากับโลหะอัลคาไล, โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท ปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนกับน้ำเรียกว่าไฮโดรไลซิส ปฏิกิริยาเหล่านี้มี ความสำคัญอย่างยิ่งในวิชาเคมี

7. สถานะออกซิเดชันของแมงกานีสในสารประกอบ K2MnO4 คือ:
3) +6

8. โครเมียมมีสถานะออกซิเดชันต่ำที่สุดในสารประกอบที่มีสูตรคือ:
1) Cr2O3

9. คลอรีนแสดงสถานะออกซิเดชั่นสูงสุดในสารประกอบที่มีสูตรคือ:
3) Сl2O7

องค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบซึ่งคำนวณจากสมมติฐานว่าพันธะทั้งหมดเป็นไอออนิก

สถานะออกซิเดชันสามารถมีค่าเป็นบวก ลบ หรือเป็นศูนย์ ดังนั้นผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในโมเลกุลโดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมของพวกมันคือ 0 และในไอออน - ประจุของไอออน

1. สถานะออกซิเดชันของโลหะในสารประกอบเป็นบวกเสมอ

2. สถานะออกซิเดชันสูงสุดสอดคล้องกับหมายเลขกลุ่มของระบบธาตุที่องค์ประกอบนี้ตั้งอยู่ (ข้อยกเว้นคือ: ออสเตรเลีย+3(กลุ่มฉัน), ลูกบาศ์ก+2(II) จากหมู่ VIII สถานะออกซิเดชัน +8 สามารถอยู่ในออสเมียมเท่านั้น ออสและรูทีเนียม รู.

3. สถานะออกซิเดชันของอโลหะขึ้นอยู่กับอะตอมที่เชื่อมต่อกับ:

• ถ้ามีอะตอมของโลหะแสดงว่าสถานะออกซิเดชันเป็นลบ
• หากมีอะตอมที่ไม่ใช่โลหะสถานะออกซิเดชันสามารถเป็นได้ทั้งบวกและลบ ขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอมของธาตุ

4. สถานะออกซิเดชันเชิงลบสูงสุดของอโลหะสามารถกำหนดได้โดยการลบจำนวนของกลุ่มที่องค์ประกอบนี้ตั้งอยู่ออกจาก 8 เช่น สถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกสูงสุดจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในชั้นนอกซึ่งตรงกับหมายเลขกลุ่ม

5. สถานะออกซิเดชันของสารอย่างง่ายคือ 0 ไม่ว่าจะเป็นโลหะหรืออโลหะ

ธาตุที่มีสถานะออกซิเดชันคงที่

องค์ประกอบ	สถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะ	ข้อยกเว้น
		เมทัลไฮไดรด์: LIH-1
		สถานะออกซิเดชันเรียกว่าประจุตามเงื่อนไขของอนุภาคภายใต้สมมติฐานว่าพันธะหักอย่างสมบูรณ์ (มีลักษณะไอออนิก) ชม- ค = ชม + + ค - , การสื่อสารใน กรดไฮโดรคลอริกขั้วโควาเลนต์ คู่อิเล็กตรอนมีความเอนเอียงไปทางอะตอมมากขึ้น ค - , เพราะ มันเป็นองค์ประกอบทั้งหมดที่มีประจุไฟฟ้าลบมากกว่า จะกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันได้อย่างไร? อิเล็กคือความสามารถของอะตอมในการดึงดูดอิเล็กตรอนจากธาตุอื่นๆ สถานะออกซิเดชันแสดงอยู่เหนือองค์ประกอบ: บร 2 0 , นา 0 , O +2 F 2 -1 ,เค + ค - เป็นต้น อาจเป็นลบและบวก สถานะออกซิเดชัน สารที่เรียบง่าย(หลุด, สถานะว่าง) เป็นศูนย์ สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในสารประกอบส่วนใหญ่คือ -2 (ยกเว้นเปอร์ออกไซด์ เอชทูออ2โดยที่มันคือ -1 และสารประกอบที่มีฟลูออรีน - อ +2 ฉ 2 -1 , อ 2 +1 ฉ 2 -1 ). - สถานะออกซิเดชันไอออนเชิงเดี่ยวอย่างง่ายมีค่าเท่ากับประจุของมัน: นา + , แคลิฟอร์เนีย +2 . ไฮโดรเจนในสารประกอบมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 (ข้อยกเว้นคือไฮไดรด์ - นา + ชม - และประเภทการเชื่อมต่อ ค +4 ชม 4 -1 ). ในพันธะระหว่างโลหะกับอโลหะ อะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงสุดจะมีสถานะออกซิเดชันเป็นลบ (ข้อมูลค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะได้รับจากมาตราส่วน Pauling): ชม + ฉ - , ลูกบาศ์ก + บร - , แคลิฟอร์เนีย +2 (เลขที่ 3 ) - เป็นต้น กฎสำหรับการกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันในสารเคมี มาเชื่อมต่อกันเถอะ กมธ 4 , จำเป็นต้องกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมแมงกานีส การให้เหตุผล: โพแทสเซียมเป็นโลหะอัลคาไลในกลุ่ม I ของตารางธาตุ ดังนั้นจึงมีสถานะออกซิเดชันเป็นบวกที่ +1 เท่านั้น เป็นที่รู้กันว่าออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 ในสารประกอบส่วนใหญ่ สารนี้ไม่ใช่เปอร์ออกไซด์ ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีข้อยกเว้น สร้างสมการ: เค+MnXO 4 -2 อนุญาต เอ็กซ์- เราไม่ทราบระดับของการเกิดออกซิเดชันของแมงกานีส จำนวนอะตอมของโพแทสเซียมคือ 1, แมงกานีส - 1, ออกซิเจน - 4 มีการพิสูจน์ว่าโมเลกุลโดยรวมเป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้นประจุทั้งหมดจะต้องเท่ากับศูนย์ 1*(+1) + 1*(เอ็กซ์) + 4(-2) = 0, X = +7, ดังนั้นสถานะออกซิเดชันของแมงกานีสในโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต = +7 ลองมาอีกตัวอย่างหนึ่งของออกไซด์ Fe2O3. จำเป็นต้องกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมเหล็ก การให้เหตุผล: เหล็กเป็นโลหะ ออกซิเจนเป็นอโลหะ หมายความว่าออกซิเจนจะเป็นตัวออกซิไดซ์และมีประจุลบ เรารู้ว่าออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 เราพิจารณาจำนวนอะตอม: เหล็ก - 2 อะตอม, ออกซิเจน - 3 เราสร้างสมการโดยที่ เอ็กซ์- สถานะออกซิเดชันของอะตอมเหล็ก: 2*(X) + 3*(-2) = 0, สรุป: สถานะออกซิเดชันของเหล็กในออกไซด์นี้คือ +3 ตัวอย่าง.กำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุล 1. K2Cr2O7. สถานะออกซิเดชัน K+1,ออกซิเจน ต-2. ดัชนีที่กำหนด: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). เพราะ ผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในโมเลกุลโดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมของพวกมันคือ 0 จากนั้นจำนวนของสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกจะเท่ากับจำนวนของสถานะออกซิเดชันที่เป็นลบ สถานะออกซิเดชัน K+O=(-14)+(+2)=(-12). จากนี้ไปจำนวนพลังบวกของอะตอมโครเมียมคือ 12 แต่มี 2 อะตอมในโมเลกุล ซึ่งหมายความว่ามี (+12):2=(+6) ต่ออะตอม คำตอบ: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(สอ4) 3-. ใน กรณีนี้ผลรวมของสถานะออกซิเดชันจะไม่เท่ากับศูนย์อีกต่อไป แต่จะเป็นประจุของไอออน เช่น - 3. มาสร้างสมการกัน: x+4×(- 2)= - 3 . คำตอบ: (ในฐานะ +5 O 4 -2) 3-.