Kimyada, oksidasyon ve indirgeme terimleri, bir atomun (veya atom grubunun) art arda elektron kaybettiği veya kazandığı reaksiyonları ifade eder. Oksidasyon numarası, bir atoma (veya atom grubuna) atanan ve kimyagerlerin transfer için kaç elektronun mevcut olduğunu ve belirli bir reaktantın bir reaksiyonda oksitlenip indirgenmediğini izlemesine yardımcı olan bir sayıdır. Atomlara oksidasyon sayıları atama işlemi, atomdaki yüke ve atomu oluşturan moleküllerin kimyasal bileşimine bağlı olarak çok kolaydan oldukça karmaşıka kadar değişebilir. İşleri daha karmaşık hale getirmek için, bazı atomların birden fazla oksidasyon numarası vardır. Neyse ki, temel kimya ve cebir bilgisi bu kuralları açıklamayı çok daha kolaylaştıracak olsa da, oksidasyon sayısının belirlenmesi açık ve takip etmesi kolay kurallarla yapılır.
Adım
Yöntem 1/2: Kimyasal Düzenlemelere Göre Oksidasyon Sayısının Belirlenmesi
Adım 1. Söz konusu maddelerin element olup olmadığını belirleyin
Serbest elementlerin atomlarının yükseltgenme sayısı her zaman 0'dır. Bu, temel biçimi tek bir atomdan oluşan atomların yanı sıra, temel biçimi iki atomlu veya çok atomlu olan atomlar için de geçerlidir.
- Örneğin, hem Al(s) aynı zamanda Cl2 0 oksidasyon numarasına sahiptirler çünkü bunlar diğer elementlere bağlı olmayan element formlarıdır.
- Kükürt, S element formunun8, veya oktasülfür, anormal olmasına rağmen, ayrıca 0 oksidasyon numarasına sahiptir.
Adım 2. Söz konusu maddelerin iyon olup olmadığını belirleyin
İyonlar, yükleriyle aynı oksidasyon numarasına sahiptir. Bu, diğer elementlere bağlı olmayan iyonlar ve iyonik bileşiklerin parçası olan iyonlar için geçerlidir.
- Örneğin, Cl iyonu- -1 oksidasyon numarasına sahiptir.
- Cl, NaCl bileşiğinin bir parçası olduğunda, Cl iyonu hala -1 oksidasyon sayısına sahiptir. Na iyonunun tanımı gereği +1 yükü olduğundan, Cl iyonunun -1 yükü olduğunu biliyoruz, bu nedenle oksidasyon sayısı -1 olarak kalır.
Adım 3. Metal iyonlarının birden fazla oksidasyon durumuna sahip olabileceğini kabul edin
Birçok metalik elementin birden fazla yükü vardır. Örneğin, metal Demir (Fe), +2 veya +3 yüklü bir iyon olabilir. Bir metal iyonunun yükü (ve dolayısıyla yükseltgenme sayısı) ya bileşikteki diğer kurucu atomların yükleri cinsinden ya da metin biçiminde Roma rakamıyla yazıldığında (cümlede olduğu gibi) belirlenebilir. demir(III) iyonunun yükü +3'tür).
Örneğin, metal iyonu alüminyum içeren bir bileşiği inceleyelim. AlCl bileşiği3 toplam yükü 0'dır. Bildiğimizden beri Cl. iyonu- -1 yükü vardır ve 3 Cl iyonu vardır- bileşikte, Al iyonunun tüm iyonların toplam yükünün 0 olması için +3 yükü olması gerekir. Bu nedenle Al'ın oksidasyon sayısı +3'tür.
Adım 4. Oksijene -2 oksidasyon numarasını atayın (istisnasız)
Hemen hemen tüm durumlarda, oksijen atomunun oksidasyon sayısı -2'dir. Bu kuralın bazı istisnaları vardır:
- Oksijen element halindeyken (O2), oksidasyon numarası 0'dır, çünkü bu, elementin tüm atomları için kuraldır.
- Oksijen bir peroksitin parçası olduğunda, oksidasyon numarası -1'dir. Peroksitler, oksijen-oksijen tekli bağları (veya peroksit anyonu O) içeren bir bileşik sınıfıdır.2-2). Örneğin, H. molekülünde2Ö2 (hidrojen peroksit), oksijenin oksidasyon numarası (ve yükü) -1'dir. Ayrıca oksijen süperoksitin bir parçası olduğunda oksidasyon sayısı -0.5'tir.
- Oksijen flora bağlandığında oksidasyon numarası +2'dir. Daha fazla bilgi için aşağıdaki Flor düzenlemelerine bakın. Ben hayır2F2), oksidasyon numarası +1'dir.
Adım 5. +1 oksidasyon numarasını hidrojene atayın (istisnasız)
Oksijen gibi, hidrojenin oksidasyon sayısı özel bir durumdur. Genel olarak, Hidrojen +1'lik bir oksidasyon numarasına sahiptir (yukarıdaki gibi, temel formunda H2). Bununla birlikte, hidritler adı verilen özel bileşikler söz konusu olduğunda, hidrojenin oksidasyon sayısı -1'dir.
Örneğin, H'de2O, hidrojenin oksidasyon sayısının +1 olduğunu biliyoruz çünkü oksijenin yükü -2'dir ve bileşiğin yükünü sıfır yapmak için 2+1'lik bir yüke ihtiyacımız var. Bununla birlikte, sodyum hidrit, NaH'de hidrojenin oksidasyon sayısı -1'dir, çünkü iyondaki yük +1'dir ve bileşik üzerindeki yüklerin toplamının sıfır olması için hidrojen yükü (ve dolayısıyla onun oksidasyon numarası) -1 olmalıdır.
Adım 6. Flor her zaman -1 oksidasyon numarasına sahiptir
Yukarıda belirtildiği gibi, belirli elementlerin oksidasyon sayıları çeşitli faktörlere bağlı olarak (metal iyonları, peroksitlerdeki oksijen atomları, vb.) farklılık gösterebilir. Ancak Flor, hiç değişmeyen -1'lik bir oksidasyon sayısına sahiptir. Bunun nedeni, florun en elektronegatif element olmasıdır - başka bir deyişle, elektronlarından vazgeçme olasılığı en düşük ve diğer elementlerin atomlarını alma olasılığı en yüksek olan elementtir. Böylece ücret değişmez.
Adım 7. Bileşikteki oksidasyon sayısını bileşik üzerindeki yüke eşit yapın
Bir bileşikteki tüm atomların oksidasyon sayıları, bileşik üzerindeki yüke eşit olmalıdır. Örneğin, bir bileşiğin yükü yoksa, her bir atomun oksidasyon sayısı sıfıra eşit olmalıdır; bileşik -1 yüklü çok atomlu bir iyon ise, oksidasyon sayısı -1'e kadar eklemelidir, vb.
Bu, işinizi kontrol etmenin iyi bir yoludur - eğer bileşiminizdeki oksidasyon sayıları bileşiminizdeki yüke eşit değilse, bir veya daha fazla yanlış oksidasyon numarası ayarladığınızı bilirsiniz
Yöntem 2/2: Oksidasyon Sayısı Kuralı Olmadan Atomlara Sayı Atama
Adım 1. Oksidasyon sayısı kuralı olmayan atomları bulun
Bazı atomların oksidasyon sayıları hakkında özel kuralları yoktur. Atomunuz yukarıdaki kurallarda görünmüyorsa ve yükünün ne olduğundan emin değilseniz (örneğin, atomlar daha büyük bir bileşiğin parçasıysa ve dolayısıyla ilgili yüklerini göstermiyorsa), atomun bir eleme işlemi ile oksidasyon numarası. Önce bileşikteki tüm atomların oksidasyon durumunu belirleyecek, ardından bileşiğin toplam yüküne göre sadece bilinmeyen atomları çözeceksiniz.
Örneğin, Na bileşiğinde2BU YÜZDEN4, Kükürt (S) yükü bilinmiyor - atom elemental formda değil, bu nedenle oksidasyon numarası 0 değil, ancak tüm bildiğimiz bu. Bu, oksidasyon numarasını belirlemenin bu cebirsel yolunun güzel bir örneğidir.
Adım 2. Bileşikteki diğer elementlerin bilinen oksidasyon numaralarını bulun
Yükseltgenme sayıları atama kurallarını kullanarak, bileşikteki diğer atomların yükseltgenme sayılarını belirleyin. O, H vb. gibi özel durumlara dikkat edin.
Na'da2BU YÜZDEN4, kurallarımıza göre Na iyonunun yükü (ve dolayısıyla oksidasyon numarası) +1 ve oksijen atomunun oksidasyon sayısı -2 olduğunu biliyoruz.
Adım 3. Atom sayısını oksidasyon sayılarıyla çarpın
Artık bilinmeyen dışındaki tüm atomlarımızın yükseltgenme sayılarını bildiğimize göre, bu atomlardan bazılarının birden fazla kez görünebileceği gerçeğini göz önünde bulundurmalıyız. Her bir atomun her bir katsayı numarasını (bileşikteki atomun kimyasal sembolünden sonra küçük olarak yazılır) oksidasyon numarası ile çarpın.
Na'da2BU YÜZDEN4, 2 Na atomu ve 4 O atomu olduğunu biliyoruz. Cevabı 2 elde etmek için Na'nın oksidasyon sayısı olan 2 × +1'i çarpacağız ve elde etmek için oksidasyon numarası O olan 4 × -2'yi çarpacağız. cevap -8.
Adım 4. Sonuçları ekleyin
Çarpmanızın ürününü eklemek, atomunuzun bilinmeyen oksidasyon sayısını hesaplamadan size bileşiğin oksidasyon numarasını verecektir.
Na örneğinde2BU YÜZDEN4 bize, -6'yı elde etmek için 2'ye -8 ekleyeceğiz.
Adım 5. Bileşik yüküne bağlı olarak bilinmeyen oksidasyon sayısını hesaplayın
Artık basit cebir kullanarak bilinmeyen oksidasyon numaralarını bulmak için ihtiyacınız olan her şeye sahipsiniz. Bir denklem oluşturun: önceki adımdaki cevabınız artı bilinmeyen oksidasyon sayısı, bileşiğin toplam yüküne eşittir. Başka bir deyişle: (Bilinen oksidasyon sayısı miktarı) + (aranan bilinmeyen oksidasyon sayısı) = (bileşik yükü).
-
Na örneğinde2BU YÜZDEN4 bize, aşağıdaki gibi çözeceğiz:
- (bilinen oksidasyon sayısının toplamı) + (aranan bilinmeyen oksidasyon numarası) = (bileşik yükü)
- -6 + S = 0
- S = 0 + 6
-
S = 6. S'nin bir oksidasyon numarası vardır
Adım 6. Na'da2BU YÜZDEN4.
İpuçları
- Elemental formdaki atomlar her zaman 0 oksidasyon numarasına sahiptir. Monatomik bir iyon, yüküne eşit bir oksidasyon numarasına sahiptir. Hidrojen, lityum ve sodyum gibi element formundaki Metal 1A'nın oksidasyon sayısı +1'dir; Magnezyum ve kalsiyum gibi elemental formdaki 2A metallerinin oksidasyon sayısı +2'dir. Hem hidrojen hem de oksijen, bağa bağlı olabilen iki farklı oksidasyon durumuna sahiptir.
- Bir bileşikte, tüm yükseltgenme sayılarının toplamı 0'a eşit olmalıdır. Örneğin, bir iyonun 2 atomu varsa, yükseltgenme sayılarının toplamı iyon üzerindeki yüke eşit olmalıdır.
- Periyodik element tablosunu ve metallerin ve metal olmayanların yerlerini nasıl okuyacağınızı bilmek çok yararlıdır.
