เคมีพื้นฐาน: สถานะออกซิเดชัน สถานะออกซิเดชันสูงสุด สถานะออกซิเดชันของกลุ่ม 1

เมื่อนิยามแนวคิดนี้ โดยทั่วไปจะถือว่าอิเล็กตรอนที่มีพันธะ (เวเลนซ์) เคลื่อนที่ไปยังอะตอมที่มีประจุไฟฟ้ามากกว่า (ดูอิเล็กโตรเนกาติวีตี้) ดังนั้นสารประกอบจึงประกอบด้วยไอออนที่มีประจุบวกและประจุลบ เลขออกซิเดชันสามารถมีค่าเป็นศูนย์ ลบ และบวก ซึ่งโดยปกติจะอยู่เหนือสัญลักษณ์องค์ประกอบที่ด้านบน

สถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์ถูกกำหนดให้กับอะตอมขององค์ประกอบในสถานะอิสระ เช่น Cu, H2, N2, P4, S6 อะตอมเหล่านั้นซึ่งเมฆอิเล็กตรอนที่เชื่อมต่อกัน (คู่อิเล็กตรอน) เลื่อนไปจะมีค่าสถานะออกซิเดชันเป็นลบ สำหรับฟลูออรีนในสารประกอบทั้งหมดจะเท่ากับ −1 อะตอมที่บริจาคเวเลนซ์อิเล็กตรอนให้กับอะตอมอื่นจะมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก ตัวอย่างเช่น สำหรับโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ จะเท่ากับ +1 และ +2 ตามลำดับ ในไอออนธรรมดาเช่น Cl−, S2−, K+, Cu2+, Al3+ จะเท่ากับประจุของไอออน ในสารประกอบส่วนใหญ่ สถานะออกซิเดชันของอะตอมไฮโดรเจนคือ +1 แต่ในไฮไดรด์ของโลหะ (สารประกอบของพวกมันกับไฮโดรเจน) - NaH, CaH 2 และอื่น ๆ - มันคือ −1 ออกซิเจนนั้นมีสถานะออกซิเดชันที่ −2 แต่เมื่อรวมกับฟลูออรีน OF2 มันจะเป็น +2 และในสารประกอบเปอร์ออกไซด์ (BaO2 ฯลฯ ) −1 ในบางกรณี ค่านี้สามารถแสดงเป็นเศษส่วนได้: สำหรับเหล็กในเหล็กออกไซด์ (II, III) Fe 3 O 4 จะเท่ากับ +8/3

ผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบเป็นศูนย์ และในไอออนเชิงซ้อนจะเป็นประจุของไอออน การใช้กฎนี้เราคำนวณเช่นสถานะออกซิเดชันของฟอสฟอรัสในกรดออร์โธฟอสฟอริก H 3 PO 4 แทนด้วย x และคูณสถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจน (+1) และออกซิเจน (−2) ด้วยจำนวนอะตอมในสารประกอบ เราได้สมการ: (+1) 3+x+(−2) 4=0 ดังนั้น x=+5 . ในทำนองเดียวกัน เราคำนวณสถานะออกซิเดชันของโครเมียมใน Cr 2 O 7 2− ไอออน: 2x+(−2) 7=−2; x=+6. ในสารประกอบ MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, Mn 3 O 4, K 2 MnO 4, KMnO 4 สถานะออกซิเดชันของแมงกานีสจะเป็น +2, +3, +4, +8/3, +6, +7 ตามลำดับ

สถานะออกซิเดชันสูงสุดคือค่าบวกที่ยิ่งใหญ่ที่สุด สำหรับธาตุส่วนใหญ่ จะเท่ากับเลขหมู่ในตารางธาตุและเป็นคุณลักษณะเชิงปริมาณที่สำคัญของธาตุในสารประกอบของมัน ค่าต่ำสุดของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบที่เกิดขึ้นในสารประกอบมักเรียกว่าสถานะออกซิเดชันต่ำสุด ส่วนอื่นๆ ทั้งหมดอยู่ในระดับกลาง ดังนั้น สำหรับซัลเฟอร์ สถานะออกซิเดชันสูงสุดคือ +6 ค่าต่ำสุดคือ −2 และค่าตัวกลางคือ +4

การเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบตามกลุ่มของระบบคาบสะท้อนถึงคาบของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น

แนวคิดเรื่องสถานะออกซิเดชันของธาตุใช้ในการจำแนกประเภทของสาร คำอธิบายคุณสมบัติของสาร การรวบรวมสูตรของสารประกอบ และชื่อสากลของสาร แต่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายโดยเฉพาะในการศึกษาปฏิกิริยารีดอกซ์ แนวคิดของ "สถานะออกซิเดชัน" มักใช้ในเคมีอนินทรีย์แทนแนวคิดเรื่อง "วาเลนซี" (ดู

เพื่อระบุลักษณะความสามารถในการรีดอกซ์ของอนุภาค แนวคิดเรื่องระดับออกซิเดชันจึงมีความสำคัญ ระดับออกซิเดชันคือประจุที่อะตอมในโมเลกุลหรือไอออนจะมีได้หากพันธะทั้งหมดกับอะตอมอื่นถูกทำลาย และคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันมีองค์ประกอบอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่า

ต่างจากประจุจริงของไอออน สถานะออกซิเดชันจะแสดงเฉพาะประจุตามเงื่อนไขของอะตอมในโมเลกุลเท่านั้น อาจเป็นลบ บวก หรือศูนย์ก็ได้ ตัวอย่างเช่น สถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารอย่างง่ายคือ “0” (,
,,- ในสารประกอบเคมี อะตอมสามารถมีสถานะออกซิเดชันคงที่หรือแปรผันได้ สำหรับโลหะของกลุ่มย่อยหลัก I, II และ III ของกลุ่มตารางธาตุในสารประกอบเคมี ตามกฎแล้วสถานะออกซิเดชันจะคงที่และเท่ากับ Me +1, Me +2 และ Me +3 ตามลำดับ (Li + , Ca +2, อัล +3) อะตอมของฟลูออรีนจะมี -1 เสมอ คลอรีนในสารประกอบที่มีโลหะมีค่า -1 เสมอ ในสารประกอบส่วนใหญ่อย่างท่วมท้น ออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 (ยกเว้นเปอร์ออกไซด์ซึ่งมีสถานะออกซิเดชันคือ -1) และไฮโดรเจน +1 (ยกเว้นโลหะไฮไดรด์ซึ่งมีสถานะออกซิเดชันคือ -1)

ผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุลที่เป็นกลางจะเป็นศูนย์ และในไอออนจะเป็นประจุของไอออน ความสัมพันธ์นี้ทำให้สามารถคำนวณสถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบเชิงซ้อนได้

ในโมเลกุลของกรดซัลฟิวริก H 2 SO 4 อะตอมไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 และอะตอมออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 เนื่องจากมีไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนสี่อะตอม เราจึงมี "+" สองอะตอมและ "-" แปดอะตอม ความเป็นกลางอยู่ห่างออกไปหก “+” หมายเลขนี้คือสถานะออกซิเดชันของกำมะถัน -
- โมเลกุลโพแทสเซียมไดโครเมต K 2 Cr 2 O 7 ประกอบด้วยอะตอมโพแทสเซียม 2 อะตอม โครเมียม 2 อะตอม และออกซิเจน 7 อะตอม โพแทสเซียมมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 เสมอ และออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 ซึ่งหมายความว่าเรามี "+" สองอันและสิบสี่ "-" ส่วนที่เหลืออีก 12 “+” คิดเป็นอะตอมของโครเมียม 2 อะตอม ซึ่งแต่ละอะตอมมีสถานะออกซิเดชันที่ +6 (
).

สารออกซิไดซ์และรีดิวซ์ทั่วไป

จากคำจำกัดความของกระบวนการรีดักชันและออกซิเดชัน ตามหลักการแล้ว สารเชิงซ้อนและซับซ้อนที่มีอะตอมซึ่งไม่มีสถานะออกซิเดชันต่ำที่สุด จึงสามารถลดสถานะออกซิเดชันลงได้จึงทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ได้ ในทำนองเดียวกัน สารที่เรียบง่ายและซับซ้อนซึ่งมีอะตอมซึ่งไม่อยู่ในสถานะออกซิเดชันสูงสุด ดังนั้นจึงสามารถเพิ่มสถานะออกซิเดชันของสารเหล่านั้นได้สามารถทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ได้

สารออกซิไดซ์ที่ทรงพลังที่สุด ได้แก่ :

1) สารอย่างง่ายที่เกิดจากอะตอมซึ่งมีอิเล็กโทรเนกาติวีตี้สูง ได้แก่ อโลหะทั่วไปที่อยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่หกและเจ็ดของตารางธาตุ: F, O, Cl, S (ตามลำดับ F 2, O 2, Cl 2, S);

2) สารที่มีธาตุอยู่ในระดับสูงและปานกลาง

สถานะออกซิเดชันเชิงบวกรวมถึงในรูปแบบของไอออนทั้งเชิงเดี่ยวองค์ประกอบ (Fe 3+) และออกโซแอนไอออนที่มีออกซิเจน (เปอร์แมงกาเนตไอออน - MnO 4 -);

3) สารประกอบเปอร์ออกไซด์

สารเฉพาะที่ใช้ในทางปฏิบัติเป็นตัวออกซิไดซ์ ได้แก่ ออกซิเจนและโอโซน คลอรีน โบรมีน เปอร์แมงกาเนต ไดโครเมต คลอรีนออกซิกรด และเกลือของพวกมัน (เช่น
,
,
), กรดไนตริก (
), กรดซัลฟิวริกเข้มข้น (
), แมงกานีสไดออกไซด์ (
) ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และเปอร์ออกไซด์ของโลหะ (
,
).

สารรีดิวซ์ที่ทรงพลังที่สุด ได้แก่ :

1) สารธรรมดาที่อะตอมมีอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ต่ำ (“ โลหะแอคทีฟ”);

2) ไอออนบวกของโลหะในสถานะออกซิเดชันต่ำ (Fe 2+);

3) แอนไอออนพื้นฐานอย่างง่ายเช่นซัลไฟด์ไอออน S 2-;

4) แอนไอออนที่ประกอบด้วยออกซิเจน (oxoanions) ซึ่งสอดคล้องกับสถานะออกซิเดชันเชิงบวกต่ำสุดขององค์ประกอบ (ไนไตรท์
,ซัลไฟต์
).

สารเฉพาะที่ใช้ในทางปฏิบัติเป็นตัวรีดิวซ์ ได้แก่ โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ท ซัลไฟด์ ซัลไฟต์ ไฮโดรเจนเฮไลด์ (ยกเว้น HF) สารอินทรีย์ - แอลกอฮอล์ อัลดีไฮด์ ฟอร์มาลดีไฮด์ กลูโคส กรดออกซาลิก ตลอดจนไฮโดรเจน คาร์บอน , คาร์บอนมอนอกไซด์ (
) และอลูมิเนียมที่อุณหภูมิสูง

โดยหลักการแล้ว หากสารมีองค์ประกอบอยู่ในสถานะออกซิเดชันขั้นกลาง สารเหล่านี้ก็สามารถแสดงคุณสมบัติทั้งออกซิไดซ์และรีดิวซ์ได้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับ

“คู่หู” ในปฏิกิริยา: ด้วยตัวออกซิไดซ์ที่แรงเพียงพอก็สามารถทำปฏิกิริยาในฐานะตัวรีดิวซ์และด้วยตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งเพียงพอ - ในฐานะตัวออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่น ไนไตรต์ไอออน NO 2 - ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่สัมพันธ์กับ I - ไอออน:

2
+ 2+ 4HCl→ + 2
+ 4KCl + 2H 2 โอ

และเป็นตัวรีดิวซ์ที่เกี่ยวข้องกับไอออนเปอร์แมงกาเนต MnO 4 -

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

การเตรียมเคมีสำหรับมะเร็งและ DPA
ฉบับที่ครอบคลุม

ส่วนและ

เคมีทั่วไป

พันธะเคมีและโครงสร้างของสาร

สถานะออกซิเดชัน

สถานะออกซิเดชันคือประจุตามเงื่อนไขของอะตอมในโมเลกุลหรือคริสตัลที่จะเกิดขึ้นเมื่อพันธะขั้วโลกทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยธรรมชาติเป็นไอออนิก

สถานะออกซิเดชันอาจเป็นบวก ลบ หรือศูนย์ต่างจากเวเลนซ์ ในสารประกอบไอออนิกอย่างง่าย สถานะออกซิเดชันจะเกิดขึ้นพร้อมกับประจุของไอออน ตัวอย่างเช่นในโซเดียมคลอไรด์โซเดียมคลอไรด์ (Na + Cl - ) โซเดียมมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 และคลอรีน -1 ในแคลเซียมออกไซด์ CaO (Ca +2 O -2) แคลเซียมมีสถานะออกซิเดชันที่ +2 และออกซิซีน - -2 กฎนี้ใช้กับออกไซด์พื้นฐานทั้งหมด: สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบโลหะเท่ากับประจุของไอออนของโลหะ (โซเดียม +1, แบเรียม +2, อะลูมิเนียม +3) และสถานะออกซิเดชันของออกซิเจนคือ -2 สถานะออกซิเดชันระบุด้วยเลขอารบิก ซึ่งวางอยู่เหนือสัญลักษณ์ของธาตุ เช่น เวเลนซ์ และเครื่องหมายของประจุจะถูกระบุก่อน จากนั้นจึงระบุค่าตัวเลข:

หากโมดูลัสของสถานะออกซิเดชันเท่ากับ 1 ตัวเลข "1" จะถูกละเว้นและสามารถเขียนได้เฉพาะเครื่องหมายเท่านั้น:นา + Cl - .

เลขออกซิเดชันและเวเลนซ์เป็นแนวคิดที่เกี่ยวข้องกัน ในสารประกอบหลายชนิด ค่าสัมบูรณ์ของสถานะออกซิเดชันของธาตุจะสอดคล้องกับเวเลนซ์ของธาตุเหล่านั้น อย่างไรก็ตาม มีหลายกรณีที่วาเลนซ์แตกต่างจากสถานะออกซิเดชัน

ในสารเชิงเดี่ยว - อโลหะจะมีพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้ว โดยคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมตัวใดตัวหนึ่ง ดังนั้นสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในสารอย่างง่ายจะเป็นศูนย์เสมอ แต่อะตอมมีการเชื่อมต่อซึ่งกันและกัน นั่นคือ พวกมันแสดงความจุที่แน่นอน เช่น ในออกซิเจน ความจุของออกซิเจนคือ II และในไนโตรเจน ความจุของไนโตรเจนคือ III:

ในโมเลกุลไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ความจุของออกซิเจนคือ II เช่นกัน และไฮโดรเจนคือ I:

การกำหนดองศาที่เป็นไปได้ ออกซิเดชันขององค์ประกอบ

การเกิดออกซิเดชันระบุว่าธาตุสามารถแสดงในสารประกอบต่างๆ ในกรณีส่วนใหญ่สามารถถูกกำหนดโดยโครงสร้างของระดับอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกหรือโดยตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุ

อะตอมของธาตุโลหะสามารถบริจาคอิเล็กตรอนได้เท่านั้น ดังนั้นจึงแสดงสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกในสารประกอบ ค่าสัมบูรณ์ในหลายกรณี (ยกเว้นง -ธาตุ) เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในระดับชั้นนอก กล่าวคือ เลขหมู่ในตารางธาตุ อะตอมง -องค์ประกอบยังสามารถบริจาคอิเล็กตรอนจากระดับที่สูงกว่าได้ กล่าวคือ จากที่ไม่ได้รับการบรรจุง -ออร์บิทัล ดังนั้นเพื่อง -องค์ประกอบ การกำหนดสถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้ทั้งหมดนั้นยากกว่ามากส- และองค์ประกอบ p มันปลอดภัยที่จะบอกว่าคนส่วนใหญ่ง - องค์ประกอบมีสถานะออกซิเดชันที่ +2 เนื่องจากอิเล็กตรอนในระดับอิเล็กตรอนชั้นนอก และสถานะออกซิเดชันสูงสุดในกรณีส่วนใหญ่จะเท่ากับหมายเลขกลุ่ม

อะตอมของธาตุอโลหะสามารถแสดงสถานะออกซิเดชันทั้งเชิงบวกและเชิงลบ ขึ้นอยู่กับอะตอมของธาตุที่พวกมันสร้างพันธะด้วย หากองค์ประกอบมีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่า ก็จะแสดงสถานะออกซิเดชันที่เป็นลบ และหากมีอิเล็กโตรเนกาติวีตีน้อยกว่า ก็จะแสดงสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก

ค่าสัมบูรณ์ของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะสามารถกำหนดได้จากโครงสร้างของชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอก อะตอมสามารถรับอิเล็กตรอนได้จำนวนมากจนมีอิเล็กตรอนแปดตัวอยู่ที่ระดับด้านนอก: องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะของกลุ่ม VII ยอมรับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวและแสดงสถานะออกซิเดชันที่ -1, กลุ่ม VI - อิเล็กตรอนสองตัวและมีสถานะออกซิเดชันของ - 2 ฯลฯ

ธาตุที่ไม่ใช่โลหะสามารถบริจาคอิเล็กตรอนได้หลายจำนวน โดยมากที่สุดเท่าที่จะอยู่ในระดับพลังงานภายนอกได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สถานะออกซิเดชันสูงสุดขององค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะจะเท่ากับหมายเลขกลุ่ม เนื่องจากการไหลเวียนของอิเล็กตรอนที่ระดับด้านนอกของอะตอม จำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ซึ่งอะตอมสามารถให้ได้ในปฏิกิริยาเคมีจะแตกต่างกันไป ดังนั้นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะจึงสามารถแสดงค่ากลางที่แตกต่างกันของสถานะออกซิเดชันได้

สถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้ s- และองค์ประกอบ p

พีเอส กรุ๊ป
สถานะออกซิเดชันสูงสุด
สถานะออกซิเดชันระดับกลาง
สถานะออกซิเดชันต่ำกว่า

การกำหนดสถานะออกซิเดชันในสารประกอบ

โมเลกุลที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้นผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมขององค์ประกอบทั้งหมดจะต้องเท่ากับศูนย์ ให้เรากำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันในกำมะถัน (I) V) ออกไซด์ SO 2 เทาฟอสฟอรัส (V) ซัลไฟด์ P 2 S 5

ซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ SO 2 เกิดจากอะตอมของธาตุทั้งสอง ในจำนวนนี้ ออกซิเจนมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้มากที่สุด ดังนั้นอะตอมของออกซิเจนจะมีสถานะออกซิเดชันเป็นลบ สำหรับออกซิเจนจะเท่ากับ -2 ในกรณีนี้ ซัลเฟอร์มีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก ซัลเฟอร์สามารถแสดงสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกันในสารประกอบที่แตกต่างกัน ดังนั้นในกรณีนี้จึงต้องคำนวณ ในโมเลกุลดังนั้น 2 อะตอมออกซิเจน 2 อะตอมที่มีสถานะออกซิเดชันเป็น -2 ดังนั้นประจุรวมของอะตอมออกซิเจนคือ -4 เพื่อให้โมเลกุลมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า อะตอมซัลเฟอร์จะต้องทำให้ประจุของออกซิเจนทั้งสองอะตอมเป็นกลางอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นสถานะออกซิเดชันของซัลเฟอร์คือ +4:

ในโมเลกุลจะมีฟอสฟอรัส ( V) ซัลไฟด์ P 2 S 5 องค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าคือซัลเฟอร์ กล่าวคือ มีสถานะออกซิเดชันเชิงลบ และฟอสฟอรัสมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก สำหรับซัลเฟอร์ สถานะออกซิเดชันเชิงลบจะอยู่ที่ 2 เท่านั้น เมื่อรวมกันแล้ว อะตอมของซัลเฟอร์ทั้ง 5 อะตอมจะมีประจุลบเท่ากับ -10 ดังนั้นอะตอมฟอสฟอรัส 2 อะตอมจึงต้องทำให้ประจุนี้เป็นกลางโดยมีประจุรวมเท่ากับ +10 เนื่องจากมีอะตอมของฟอสฟอรัสอยู่ 2 อะตอมในโมเลกุล แต่ละอะตอมจะต้องมีสถานะออกซิเดชันที่ +5:

การคำนวณสถานะออกซิเดชันในสารประกอบที่ไม่ใช่ไบนารีนั้นทำได้ยากกว่า เช่น เกลือ เบส และกรด แต่สำหรับสิ่งนี้ คุณควรใช้หลักการของความเป็นกลางทางไฟฟ้าด้วย และโปรดจำไว้ว่าในสารประกอบส่วนใหญ่ สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนคือ -2, ไฮโดรเจน +1

ลองดูตัวอย่างนี้โดยใช้โพแทสเซียมซัลเฟตเป็นตัวอย่าง K2SO4. สถานะออกซิเดชันของโพแทสเซียมในสารประกอบสามารถเป็น +1 เท่านั้นและออกซิเจน -2:

โดยใช้หลักการของความเป็นกลางทางไฟฟ้า เราคำนวณสถานะออกซิเดชันของซัลเฟอร์:

2(+1) + 1 (x) + 4 (-2) = 0 โดยที่ x = +6

เมื่อพิจารณาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในสารประกอบควรปฏิบัติตามกฎต่อไปนี้:

1. สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในสารอย่างง่ายคือศูนย์

2. ฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตมากที่สุด ดังนั้นสถานะออกซิเดชันของฟลูออรีนในสารประกอบทั้งหมดจึงเท่ากับ -1

3. ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีการนำไฟฟ้ามากที่สุดรองจากฟลูออรีน ดังนั้นสถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในสารประกอบทั้งหมดยกเว้นฟลูออไรด์จึงเป็นลบ โดยส่วนใหญ่จะเป็น -2 และในเปอร์ออกไซด์จะเป็น -1

4. สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนในสารประกอบส่วนใหญ่คือ +1 และในสารประกอบที่มีธาตุโลหะ (ไฮไดรด์) - -1

5. สถานะออกซิเดชันของโลหะในสารประกอบจะเป็นบวกเสมอ

6. องค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าจะมีสถานะออกซิเดชันเป็นลบเสมอ

7. ผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุลเป็นศูนย์

เป้า: ศึกษาวาเลนซ์ต่อไป ให้แนวคิดเรื่องสถานะออกซิเดชัน พิจารณาประเภทของสถานะออกซิเดชัน: ค่าบวก, ค่าลบ, ค่าศูนย์ เรียนรู้ที่จะระบุสถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบได้อย่างถูกต้อง สอนเทคนิคการเปรียบเทียบและสรุปแนวคิดที่กำลังศึกษา พัฒนาทักษะในการกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันโดยใช้สูตรทางเคมี พัฒนาทักษะการทำงานอิสระต่อไป ส่งเสริมพัฒนาการของการคิดเชิงตรรกะ เพื่อพัฒนาความอดทน (ความอดทนและความเคารพต่อความคิดเห็นของผู้อื่น) และการช่วยเหลือซึ่งกันและกัน ดำเนินการศึกษาด้านสุนทรียศาสตร์ (ผ่านการออกแบบบอร์ดและโน้ตบุ๊กเมื่อใช้การนำเสนอ)

ในระหว่างเรียน

ฉัน- เวลาจัดงาน

การตรวจสอบนักเรียนสำหรับบทเรียน

ครั้งที่สอง- การเตรียมตัวสำหรับบทเรียน

สำหรับบทเรียนคุณจะต้องมี: ตารางธาตุ, หนังสือเรียน, สมุดงาน, ปากกา, ดินสอของ D.I. Mendeleev

สาม- ตรวจการบ้าน.

การสำรวจหน้าผาก บางคนจะทำงานบนกระดานโดยใช้ไพ่ การทดสอบ และบทสรุปของด่านนี้จะเป็นเกมแห่งปัญญา

1. การทำงานกับการ์ด

การ์ด 1 ใบ

กำหนดเศษส่วนมวล (%) ของคาร์บอนและออกซิเจนในคาร์บอนไดออกไซด์ (อ 2 ) .

การ์ด 2 ใบ

กำหนดประเภทของพันธะในโมเลกุล H 2 S เขียนสูตรโครงสร้างและอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล

2. การสำรวจหน้าผาก

1. พันธะเคมีคืออะไร?
2. คุณรู้จักพันธะเคมีประเภทใด
3. พันธะใดเรียกว่าพันธะโควาเลนต์
4. พันธะโควาเลนต์ชนิดใดมีความโดดเด่น?
5. ความจุคืออะไร?
6. เราจะกำหนดวาเลนซ์ได้อย่างไร?
7. ธาตุใด (โลหะและอโลหะ) มีเวเลนซ์แปรผัน

3. การทดสอบ

1. พันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้วอยู่ในโมเลกุลใด

2 . โมเลกุลใดก่อให้เกิดพันธะสามเมื่อเกิดพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว

3 - ไอออนที่มีประจุบวกเรียกว่าอะไร?

ก) ไพเพอร์

ข) โมเลกุล

B) แอนไอออน

ง) คริสตัล

4. สารของสารประกอบไอออนิกอยู่ในแถวใด

ก) CH 4, NH 3, มก

B) CI 2, MgO, NaCI

B) MgF 2, NaCI, CaCI 2

D) H 2 S, HCI, H 2 O

5 - วาเลนซ์ถูกกำหนดโดย:

A) ตามหมายเลขกลุ่ม

B) ตามจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่

B) ตามประเภทของพันธะเคมี

D) ตามหมายเลขงวด

4. เกมทางปัญญา “โอเอกซ์” »

ค้นหาสารที่มีพันธะโควาเลนต์

IV- การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

สถานะออกซิเดชันเป็นลักษณะสำคัญของสถานะของอะตอมในโมเลกุล วาเลนซ์ถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ในอะตอม ออร์บิทัลที่มีคู่อิเล็กตรอนตัวเดียว เฉพาะในกระบวนการกระตุ้นอะตอมเท่านั้น ความจุสูงสุดขององค์ประกอบมักจะเท่ากับหมายเลขกลุ่ม ระดับของการเกิดออกซิเดชันในสารประกอบที่มีพันธะเคมีต่างกันจะเกิดขึ้นแตกต่างกัน

สถานะออกซิเดชันเกิดขึ้นสำหรับโมเลกุลที่มีพันธะเคมีต่างกันอย่างไร

1) ในสารประกอบที่มีพันธะไอออนิก สถานะออกซิเดชันของธาตุจะเท่ากับประจุของไอออน

2) ในสารประกอบที่มีพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว (ในโมเลกุลของสารอย่างง่าย) สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบคือ 0

เอ็น 2 0 , ซีฉัน 2 0 , เอฟ 2 0 , ส 0 , AI. 0

3) สำหรับโมเลกุลที่มีพันธะโควาเลนต์ สถานะออกซิเดชันจะถูกกำหนดในลักษณะเดียวกันกับโมเลกุลที่มีพันธะเคมีไอออนิก

สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ คือประจุที่มีเงื่อนไขของอะตอมในโมเลกุล ถ้าเราถือว่าโมเลกุลประกอบด้วยไอออน

สถานะออกซิเดชันของอะตอมมีสัญญาณซึ่งต่างจากความจุของมัน อาจเป็นค่าบวก ลบ และศูนย์

วาเลนซีระบุด้วยเลขโรมันเหนือสัญลักษณ์องค์ประกอบ:

ครั้งที่สอง	ฉัน	IV
เฟ	ลูกบาศ์ก	ส,

และสถานะออกซิเดชันจะแสดงด้วยเลขอารบิคซึ่งมีประจุอยู่เหนือสัญลักษณ์ธาตุ ( มก +2 , แคลเซียม +2 ,เอ็น+1,ซีไอˉ¹).

สถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่มอบให้กับอะตอมเหล่านี้ อะตอมสามารถสละเวเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งหมดได้ (สำหรับกลุ่มหลักคืออิเล็กตรอนระดับนอก) ซึ่งสอดคล้องกับจำนวนหมู่ที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่ ในขณะที่แสดงสถานะออกซิเดชันสูงสุด (ยกเว้น ОF 2) ตัวอย่างเช่น: สถานะออกซิเดชันสูงสุดของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II คือ +2 ( สังกะสี +2) ระดับบวกจะแสดงทั้งโลหะและอโลหะ ยกเว้น F, He, Ne ค+4,นา+1 , อัล+3

สถานะออกซิเดชันเชิงลบเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมที่กำหนดยอมรับได้ ซึ่งจะแสดงโดยอโลหะเท่านั้น อะตอมของอโลหะจะเพิ่มอิเล็กตรอนมากเท่าที่ขาดไปเพื่อทำให้ระดับภายนอกสมบูรณ์ จึงมีระดับลบ

สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม IV-VII สถานะออกซิเดชันขั้นต่ำจะเท่ากับตัวเลข

ตัวอย่างเช่น:

ค่าของสถานะออกซิเดชันระหว่างสถานะออกซิเดชันสูงสุดและต่ำสุดเรียกว่าค่ากลาง:

สูงกว่า	ระดับกลาง	ต่ำสุด
	ค+3, ค+2, ค 0, ค -2

ในสารประกอบที่มีพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว (ในโมเลกุลของสารอย่างง่าย) สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบคือ 0: เอ็น 2 0 , กับฉัน 2 0 , เอฟ 2 0 , ส 0 , AI. 0

ในการกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบ ควรคำนึงถึงข้อกำหนดหลายประการ:

1. สถานะออกซิเดชันเอฟในการเชื่อมต่อทั้งหมดจะเท่ากับ “-1”นา +1 เอฟ -1 , ชม +1 เอฟ -1

2. สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในสารประกอบส่วนใหญ่คือ (-2) ข้อยกเว้น: Oเอฟ 2 โดยที่สถานะออกซิเดชันคือ O +2เอฟ -1

3. ไฮโดรเจนในสารประกอบส่วนใหญ่มีสถานะออกซิเดชันที่ +1 ยกเว้นสารประกอบที่มีโลหะแอคทีฟซึ่งมีสถานะออกซิเดชันคือ (-1): นา +1 ชม -1

4. ระดับการเกิดออกซิเดชันของโลหะของกลุ่มย่อยหลักฉัน, ครั้งที่สอง, สามหมู่ในสารประกอบทั้งหมดคือ +1,+2,+3

องค์ประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันคงที่คือ:

A) โลหะอัลคาไล (Li, Na, K, Pb, Si, Fr) - สถานะออกซิเดชัน +1

B) องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก II ของกลุ่มยกเว้น (Hg): Be, Mg, Ca, Sr, Ra, Zn, Cd - สถานะออกซิเดชัน +2

B) องค์ประกอบของกลุ่ม III: อัล - สถานะออกซิเดชัน +3

อัลกอริทึมในการเขียนสูตรในสารประกอบ:

1 วิธี

1 - องค์ประกอบที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่ำกว่าจะถูกเขียนในตำแหน่งแรกและอันดับที่สองที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงกว่า

2 - องค์ประกอบที่เขียนในตำแหน่งแรกมีประจุบวก “+” และองค์ประกอบที่เขียนในตำแหน่งที่สองมีประจุลบ “-”

3 - ระบุสถานะออกซิเดชันของแต่ละองค์ประกอบ

4 - ค้นหาผลคูณร่วมของสถานะออกซิเดชัน

5. หารตัวคูณร่วมน้อยด้วยค่าของสถานะออกซิเดชัน และกำหนดดัชนีผลลัพธ์ไว้ที่มุมขวาล่างหลังสัญลักษณ์ขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง

6. หากสถานะออกซิเดชันเป็นเลขคู่ - คี่ สถานะนั้นจะปรากฏถัดจากสัญลักษณ์ที่มุมขวาล่าง - รูปกากบาท - กากบาทโดยไม่มีเครื่องหมาย "+" และ "-":

7. หากสถานะออกซิเดชันมีค่าเท่ากัน จะต้องลดสถานะให้เหลือค่าต่ำสุดของสถานะออกซิเดชันก่อน และใส่เครื่องหมายกากบาทโดยไม่มีเครื่องหมาย "+" และ "-": ค+4 โอ -2

2 ทาง

1 - ให้เราแสดงสถานะออกซิเดชันของ N ด้วย X ระบุสถานะออกซิเดชันของ O: เอ็น 2 xโอ 3 -2

2 - หาผลรวมของประจุลบ โดยคูณสถานะออกซิเดชันของออกซิเจนด้วยดัชนีออกซิเจน: 3· (-2) = -6

3 เพื่อให้โมเลกุลมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า คุณต้องหาผลรวมของประจุบวก: X2 = 2X

4 . สร้างสมการพีชคณิต:

เอ็น 2 + 3 โอ 3 –2

วี- การรวมบัญชี

1) ตอกย้ำหัวข้อด้วยเกมชื่อ “งู”

กฎของเกม: ครูแจกไพ่ การ์ดแต่ละใบประกอบด้วยหนึ่งคำถามและหนึ่งคำตอบสำหรับอีกคำถามหนึ่ง

ครูเริ่มเกม เมื่ออ่านคำถาม นักเรียนที่มีคำตอบสำหรับคำถามของฉันในการ์ดจะยกมือขึ้นแล้วพูดคำตอบ หากคำตอบถูกต้องให้อ่านคำถามแล้วนักเรียนที่ได้รับคำตอบให้ยกมือและคำตอบ ฯลฯ งูแห่งคำตอบที่ถูกต้องเกิดขึ้น

1. สถานะออกซิเดชันของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีระบุได้อย่างไรและที่ไหน?
   คำตอบ: เลขอารบิคเหนือสัญลักษณ์ธาตุ มีประจุ "+" และ "-"
2. สถานะออกซิเดชันประเภทใดที่มีความโดดเด่นในอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี?
   คำตอบ: ระดับกลาง
3. โลหะจัดแสดงระดับใด?
   คำตอบ: บวก ลบ ศูนย์
4. สารหรือโมเลกุลเชิงเดี่ยวที่มีพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้วแสดงได้ระดับใด
   คำตอบ: เชิงบวก
5. แคตไอออนและแอนไอออนมีประจุเท่าใด?
   คำตอบ: โมฆะ.
6. ชื่อของสถานะออกซิเดชันที่อยู่ระหว่างสถานะออกซิเดชันเชิงบวกและเชิงลบคืออะไร
   คำตอบ: บวกลบ

2) เขียนสูตรสารที่ประกอบด้วยธาตุดังต่อไปนี้

1. เอ็น และ เอช
2. อาร์ และ โอ
3. สังกะสี และ Cl

3) ค้นหาและขีดฆ่าสารที่ไม่มีสถานะออกซิเดชันที่แปรผันได้

นา, Cr, เฟ, เค, เอ็น, ปรอท, เอส, อัล, ซี

วี- สรุปบทเรียน

การให้คะแนนพร้อมความคิดเห็น

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว- การบ้าน

§23, หน้า 67-72, ทำงานให้เสร็จสิ้นหลังจาก §23-หน้า 72 หมายเลข 1-4

หนังสือเรียนและคู่มือของโรงเรียนหลายเล่มสอนวิธีสร้างสูตรโดยอิงจากความจุ แม้แต่สารประกอบที่มีพันธะไอออนิกก็ตาม เพื่อให้ขั้นตอนการวาดสูตรง่ายขึ้น เราถือว่าเป็นที่ยอมรับได้ แต่คุณต้องเข้าใจว่าสิ่งนี้ไม่ถูกต้องทั้งหมดเนื่องจากเหตุผลข้างต้น

แนวคิดที่เป็นสากลมากขึ้นคือแนวคิดเรื่องสถานะออกซิเดชัน การใช้ค่าของสถานะออกซิเดชันของอะตอมรวมถึงค่าความจุคุณสามารถเขียนสูตรทางเคมีและเขียนหน่วยของสูตรได้

สถานะออกซิเดชัน- นี่คือประจุตามเงื่อนไขของอะตอมในอนุภาค (โมเลกุล, ไอออน, อนุมูล) ซึ่งคำนวณโดยการประมาณว่าพันธะทั้งหมดในอนุภาคนั้นเป็นไอออนิก

ก่อนที่จะระบุสถานะออกซิเดชัน จำเป็นต้องเปรียบเทียบอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมที่ถูกพันธะ อะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงกว่าจะมีสถานะออกซิเดชันเป็นลบ และอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ต่ำกว่าจะมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก

เพื่อเปรียบเทียบค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมอย่างเป็นกลางเมื่อคำนวณสถานะออกซิเดชันในปี 2556 IUPAC แนะนำให้ใช้สเกลอัลเลน

* ตัวอย่างเช่น ตามสเกลอัลเลน อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของไนโตรเจนคือ 3.066 และคลอรีนคือ 2.869

ให้เราแสดงคำจำกัดความข้างต้นพร้อมตัวอย่าง มาเขียนสูตรโครงสร้างของโมเลกุลน้ำกันดีกว่า

พันธะโควาเลนต์ OH-H จะแสดงด้วยสีน้ำเงิน

ลองจินตนาการว่าพันธะทั้งสองไม่ใช่โควาเลนต์ แต่เป็นไอออนิก หากพวกมันเป็นไอออนิก อิเล็กตรอนหนึ่งตัวก็จะถ่ายโอนจากอะตอมไฮโดรเจนแต่ละอะตอมไปยังอะตอมออกซิเจนที่มีอิเล็กโทรเนกาติตีมากกว่า เรามาแสดงช่วงการเปลี่ยนภาพเหล่านี้ด้วยลูกศรสีน้ำเงิน

*ในนั้นตัวอย่างเช่น ลูกศรทำหน้าที่แสดงการถ่ายโอนอิเล็กตรอนโดยสมบูรณ์ด้วยสายตา และไม่แสดงผลแบบอุปนัย

สังเกตได้ง่ายว่าจำนวนลูกศรแสดงจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอน และทิศทางของลูกศรนั้นบ่งบอกถึงทิศทางของการถ่ายโอนอิเล็กตรอน

มีลูกศรสองลูกชี้ไปที่อะตอมออกซิเจน ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนสองตัวถูกถ่ายโอนไปยังอะตอมออกซิเจน: 0 + (-2) = -2 มีประจุ -2 เกิดขึ้นบนอะตอมออกซิเจน นี่คือสถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในโมเลกุลของน้ำ

อะตอมไฮโดรเจนแต่ละอะตอมสูญเสียอิเล็กตรอนหนึ่งตัว: 0 - (-1) = +1 ซึ่งหมายความว่าอะตอมไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ +1

ผลรวมของสถานะออกซิเดชันจะเท่ากับประจุรวมของอนุภาคเสมอ

ตัวอย่างเช่น ผลรวมของสถานะออกซิเดชันในโมเลกุลของน้ำเท่ากับ: +1(2) + (-2) = 0 โมเลกุลนั้นเป็นอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า

หากเราคำนวณสถานะออกซิเดชันในไอออน ผลรวมของสถานะออกซิเดชันจะเท่ากับประจุของมันตามลำดับ

โดยทั่วไปค่าสถานะออกซิเดชันจะแสดงอยู่ที่มุมขวาบนของสัญลักษณ์องค์ประกอบ นอกจากนี้, ป้ายเขียนไว้หน้าหมายเลข- หากเครื่องหมายอยู่หลังตัวเลข แสดงว่านี่คือประจุของไอออน

ตัวอย่างเช่น S -2 เป็นอะตอมของกำมะถันในสถานะออกซิเดชัน -2, S 2- เป็นไอออนของกำมะถันที่มีประจุ -2

S +6 O -2 4 2- - ค่าของสถานะออกซิเดชันของอะตอมในไอออนซัลเฟต (ประจุของไอออนจะถูกเน้นด้วยสีเขียว)

ตอนนี้ให้พิจารณากรณีที่สารประกอบมีพันธะผสม: Na 2 SO 4 พันธะระหว่างซัลเฟตไอออนและโซเดียมไอออนบวกคือไอออนิก พันธะระหว่างอะตอมกำมะถันกับอะตอมออกซิเจนในซัลเฟตไอออนนั้นเป็นขั้วโควาเลนต์ ลองเขียนสูตรกราฟิกของโซเดียมซัลเฟต และใช้ลูกศรเพื่อระบุทิศทางของการเปลี่ยนผ่านอิเล็กตรอน

*สูตรโครงสร้างแสดงลำดับพันธะโควาเลนต์ในอนุภาค (โมเลกุล ไอออน อนุมูล) สูตรโครงสร้างใช้สำหรับอนุภาคที่มีพันธะโควาเลนต์เท่านั้น สำหรับอนุภาคที่มีพันธะไอออนิก แนวคิดเรื่องสูตรโครงสร้างไม่มีความหมาย หากอนุภาคมีพันธะไอออนิก จะใช้สูตรกราฟิก

เราจะเห็นว่าอิเล็กตรอน 6 ตัวออกจากอะตอมกำมะถันส่วนกลาง ซึ่งหมายความว่าสถานะออกซิเดชันของกำมะถันคือ 0 - (-6) = +6

อะตอมออกซิเจนส่วนปลายแต่ละตัวรับอิเล็กตรอนสองตัว ซึ่งหมายความว่าสถานะออกซิเดชันของพวกมันคือ 0 + (-2) = -2

อะตอมออกซิเจนในการเชื่อมแต่ละอะตอมรับอิเล็กตรอนสองตัวและมีสถานะออกซิเดชันที่ -2

นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันได้โดยใช้สูตรโครงสร้าง-กราฟิก โดยที่พันธะโควาเลนต์ถูกระบุด้วยเส้นประ และระบุประจุของไอออน

ในสูตรนี้ อะตอมออกซิเจนในการเชื่อมมีประจุลบเพียงประจุเดียวอยู่แล้ว และมีอิเล็กตรอนเพิ่มเติมมาจากอะตอมกำมะถัน -1 + (-1) = -2 ซึ่งหมายความว่าสถานะออกซิเดชันของพวกมันเท่ากับ -2

ระดับการออกซิเดชันของโซเดียมไอออนเท่ากับประจุของพวกมันนั่นคือ +1.

ให้เราตรวจสอบสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์ (ซูเปอร์ออกไซด์) เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เรามาสร้างสูตรกราฟิกสำหรับโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์และแสดงการกระจายตัวของอิเล็กตรอนด้วยลูกศร พันธะ O-O เป็นพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว ดังนั้นจึงไม่ได้ระบุถึงการกระจายตัวของอิเล็กตรอน

* ซูเปอร์ออกไซด์ไอออนเป็นไอออนหัวรุนแรง ประจุอย่างเป็นทางการของอะตอมออกซิเจนหนึ่งคือ -1 และอีกอะตอมหนึ่งซึ่งมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่คือ 0

เราจะเห็นว่าสถานะออกซิเดชันของโพแทสเซียมคือ +1 สถานะออกซิเดชันของอะตอมออกซิเจนที่เขียนตรงข้ามโพแทสเซียมในสูตรคือ -1 สถานะออกซิเดชันของอะตอมออกซิเจนตัวที่สองคือ 0

ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันได้โดยใช้สูตรโครงสร้างกราฟิก

วงกลมแสดงถึงประจุอย่างเป็นทางการของโพแทสเซียมไอออนและอะตอมออกซิเจนตัวใดตัวหนึ่ง ในกรณีนี้ค่าของประจุที่เป็นทางการจะตรงกับค่าของสถานะออกซิเดชัน

เนื่องจากอะตอมออกซิเจนทั้งสองในไอออนซูเปอร์ออกไซด์มีสถานะออกซิเดชันต่างกัน เราจึงสามารถคำนวณได้ เลขคณิตหมายถึงสถานะออกซิเดชันออกซิเจน

จะเท่ากับ / 2 = - 1/2 = -0.5

ค่าสำหรับสถานะออกซิเดชันเฉลี่ยทางคณิตศาสตร์มักจะระบุไว้ในสูตรรวมหรือหน่วยสูตรเพื่อแสดงว่าผลรวมของสถานะออกซิเดชันเท่ากับประจุรวมของระบบ

สำหรับกรณีที่มีซูเปอร์ออกไซด์: +1 + 2(-0.5) = 0

ง่ายต่อการระบุสถานะออกซิเดชันโดยใช้สูตรจุดอิเล็กตรอน ซึ่งคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวและอิเล็กตรอนของพันธะโควาเลนต์จะถูกระบุด้วยจุด

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบของหมู่ VIA ดังนั้นอะตอมจึงมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 6 ตัว ลองจินตนาการว่าพันธะในโมเลกุลของน้ำนั้นเป็นไอออนิก ในกรณีนี้ อะตอมออกซิเจนจะได้รับออคเต็ตของอิเล็กตรอน

สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนจะเท่ากับ: 6 - 8 = -2

อะตอมไฮโดรเจน: 1 - 0 = +1

ความสามารถในการระบุสถานะออกซิเดชันโดยใช้สูตรกราฟิกเป็นสิ่งที่ประเมินค่าไม่ได้สำหรับการทำความเข้าใจแก่นแท้ของแนวคิดนี้ และทักษะนี้ยังจำเป็นในหลักสูตรเคมีอินทรีย์อีกด้วย หากเรากำลังจัดการกับสารอนินทรีย์ จำเป็นต้องสามารถระบุสถานะออกซิเดชันได้โดยใช้สูตรโมเลกุลและหน่วยของสูตร

ในการดำเนินการนี้ ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจว่าสถานะออกซิเดชันสามารถคงที่และแปรผันได้ ต้องจดจำองค์ประกอบที่แสดงสถานะออกซิเดชันคงที่

องค์ประกอบทางเคมีใด ๆ มีลักษณะเฉพาะด้วยสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้นและต่ำลง

สถานะออกซิเดชันต่ำสุด- นี่คือประจุที่อะตอมได้มาจากการได้รับอิเล็กตรอนจำนวนสูงสุดบนชั้นอิเล็กตรอนด้านนอก

ในมุมมองนี้, สถานะออกซิเดชันต่ำสุดมีค่าเป็นลบยกเว้นโลหะซึ่งอะตอมไม่ยอมรับอิเล็กตรอนเนื่องจากค่าอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ต่ำ โลหะมีสถานะออกซิเดชันต่ำสุดที่ 0

อโลหะส่วนใหญ่ของกลุ่มย่อยหลักพยายามเติมชั้นอิเล็กตรอนด้านนอกด้วยอิเล็กตรอนมากถึงแปดตัว หลังจากนั้นอะตอมจะมีโครงสร้างที่เสถียร ( กฎออคเต็ต- ดังนั้น เพื่อที่จะหาสถานะออกซิเดชันที่ต่ำที่สุด จำเป็นต้องเข้าใจว่าอะตอมขาดวาเลนซ์อิเล็กตรอนจำนวนเท่าใดจึงจะถึงออคเต็ต

ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหมู่ VA ซึ่งหมายความว่าอะตอมไนโตรเจนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 5 ตัว อะตอมไนโตรเจนมีอิเล็กตรอน 3 ตัวสั้นจากออคเต็ต ซึ่งหมายความว่าสถานะออกซิเดชันต่ำสุดของไนโตรเจนคือ: 0 + (-3) = -3