Ilt udviser en positiv oxidationstilstand, når det kombineres med hvad? Ilts oxidationstilstand Ilt har en positiv oxidationstilstand i forbindelsen
Redox-processer er af stor betydning for levende og livløs natur. Forbrændingsprocessen kan for eksempel klassificeres som en forbrændingsproces med deltagelse af atmosfærisk oxygen. I denne oxidations-reduktionsreaktion udviser den sine ikke-metalliske egenskaber.
Også eksempler på OVR er fordøjelse, åndedrætsprocesser, fotosyntese.
Klassifikation
Afhængigt af om der er en ændring i oxidationstilstanden af grundstofferne i udgangsstoffet og reaktionsproduktet, er det sædvanligt at opdele alle kemiske omdannelser i to grupper:
- redox;
- uden at ændre oxidationstilstande.
Eksempler på den anden gruppe er ioniske processer, der forekommer mellem opløsninger af stoffer.
Oxidations-reduktionsreaktioner er processer, der er forbundet med en ændring i oxidationstilstanden af de atomer, der udgør de oprindelige forbindelser.
Hvad er oxidationsnummer
Dette er en betinget ladning erhvervet af et atom i et molekyle, når elektronparrene af kemiske bindinger skifter til et mere elektronegativt atom.
For eksempel i natriumfluorid (NaF) molekylet udviser fluor maksimal elektronegativitet, så dets oxidationstilstand er en negativ værdi. Natriumet i dette molekyle vil være en positiv ion. Summen af oxidationstilstande i et molekyle er nul.
Definitionsmuligheder
Hvilken type ion er oxygen? Positive oxidationstilstande er ukarakteristiske for det, men det betyder ikke, at dette grundstof ikke udviser dem i visse kemiske interaktioner.
Selve begrebet oxidationstilstand er formelt af natur, det er ikke relateret til atomets effektive (virkelige) ladning. Det er praktisk at bruge ved klassificering af kemiske stoffer, såvel som ved registrering af igangværende processer.
Bestemmelsesregler
For ikke-metaller skelnes de laveste og højeste oxidationstilstande. Hvis for at bestemme den første indikator trækkes otte fra gruppenummeret, så falder den anden værdi dybest set sammen med nummeret på den gruppe, hvori det givne kemiske element er placeret. For eksempel er det i forbindelser normalt lig med -2. Sådanne forbindelser kaldes oxider. For eksempel omfatter sådanne stoffer kuldioxid (kuldioxid), hvis formel er CO 2.
Ikke-metaller udviser ofte deres maksimale oxidationstilstand i syrer og salte. For eksempel har halogenet i perchlorsyre HClO 4 en valens på VII (+7).
Peroxider
Oxidationstilstanden af oxygenatomet i forbindelser er normalt -2, med undtagelse af peroxider. De betragtes som iltforbindelser, der indeholder en ufuldstændigt reduceret ion i form af O 2 2-, O 4 2-, O 2 -.
Peroxidforbindelser er opdelt i to grupper: simple og komplekse. Simple forbindelser er dem, hvor peroxidgruppen er forbundet til et metalatom eller -ion ved en atom- eller ionisk kemisk binding. Sådanne stoffer er dannet af alkali- og jordalkalimetaller (undtagen lithium og beryllium). Med stigende elektronegativitet af metallet inden for undergruppen observeres en overgang fra den ioniske type binding til den kovalente struktur.
Ud over peroxider af typen Me 2 O 2 har repræsentanter for den første gruppe (hovedundergruppe) også peroxider i form af Me 2 O 3 og Me 2 O 4.
Hvis oxygen udviser en positiv oxidationstilstand med fluor, i kombination med metaller (i peroxider) er denne indikator -1.
Komplekse peroxoforbindelser er stoffer, hvor denne gruppe fungerer som ligander. Lignende stoffer dannes af elementer fra den tredje gruppe (hovedundergruppe) såvel som efterfølgende grupper.
Klassificering af komplekse peroxogrupper
Der er fem grupper af sådanne komplekse forbindelser. Den første består af peroxosyrer, som har den generelle form [Ep(O 2 2-) x L y ] z- . Peroxidioner er i dette tilfælde inkluderet i den komplekse ion eller fungerer som en monodentat (E-O-O-), brodannende (E-O-O-E) ligand, der danner et multinukleært kompleks.
Hvis oxygen udviser en positiv oxidationstilstand med fluor, er det i kombination med alkali- og jordalkalimetaller et typisk ikke-metal (-1).
Et eksempel på et sådant stof er Carosyre (peroxomonomersyre) af formen H 2 SO 5. Ligandperoxidgruppen i sådanne komplekser fungerer som en bro mellem ikke-metalatomer, for eksempel i peroxidisvovlsyre i formen H 2 S 2 O 8 - et hvidt krystallinsk stof med et lavt smeltepunkt.
Den anden gruppe af komplekser er skabt af stoffer, hvor peroxogruppen er en del af en kompleks ion eller et molekyle.
De er repræsenteret ved formlen [E n (O 2) x L y ] z.
De resterende tre grupper er peroxider, der indeholder krystallisationsvand, for eksempel Na 2 O 2 × 8H 2 O, eller krystallisationshydrogenperoxid.
Som typiske egenskaber for alle peroxidstoffer fremhæver vi deres interaktion med sure opløsninger og frigivelsen af aktivt oxygen under termisk nedbrydning.
Klorater, nitrater, permanganater og perklorater kan fungere som iltkilde.
Ilt difluorid
Hvornår udviser oxygen en positiv oxidationstilstand? Når det kombineres med det mere elektronegative oxygen) AF 2. Det er +2. Denne forbindelse blev først opnået af Paul Lebeau i begyndelsen af det tyvende århundrede og studeret lidt senere af Ruff.
Ilt udviser en positiv oxidationstilstand, når det kombineres med fluor. Dens elektronegativitet er 4, så elektrontætheden i molekylet skifter mod fluoratomet.
Egenskaber af oxygenfluorid
Denne forbindelse er i en flydende aggregeret tilstand og er uendelig blandbar med flydende oxygen, fluor og ozon. Opløselighed i koldt vand er minimal.
Hvordan forklares den positive oxidationstilstand? The Great Encyclopedia of Petroleum forklarer, at du kan bestemme den højeste + (positive) oxidationstilstand ved gruppenummeret i det periodiske system. Denne værdi er bestemt af det største antal elektroner, som et neutralt atom kan afgive under fuldstændig oxidation.
Iltfluorid opnås ved den alkaliske metode, som involverer at lede fluorgas gennem en vandig opløsning af alkali.
Ud over iltfluorid producerer dette også ozon og brintoverilte.
En alternativ mulighed for at opnå oxygenfluorid er at udføre elektrolyse af en opløsning af flussyre. Denne forbindelse dannes også delvist under forbrænding af vand i en fluoratmosfære.
Processen forløber efter en radikal mekanisme. Først initieres frie radikaler, ledsaget af dannelsen af et oxygenbiradikal. På næste trin finder den dominerende proces sted.
Iltdifluorid udviser stærke oxiderende egenskaber. Med hensyn til styrke kan det sammenlignes med frit fluor og med hensyn til mekanismen for den oxidative proces - med ozon. Reaktionen kræver en høj aktiveringsenergi, da det første trin involverer dannelsen af atomart oxygen.
Den termiske nedbrydning af dette oxid, hvor oxygen er karakteriseret ved en positiv oxidationstilstand, er en monomolekylær reaktion, der begynder ved temperaturer fra 200 °C.
Særprægede kendetegn
Når oxygenfluorid kommer i varmt vand, sker der hydrolyse, hvis produkter vil være almindeligt molekylært oxygen samt hydrogenfluorid.
Processen accelereres betydeligt i et alkalisk miljø. En blanding af vand og oxygendifluoriddamp er eksplosiv.
Denne forbindelse reagerer intenst med metallisk kviksølv, og på ædelmetaller (guld, platin) danner den kun en tynd fluorfilm. Denne egenskab forklarer muligheden for at bruge disse metaller ved almindelige temperaturer til kontakt med oxygenfluorid.
Hvis temperaturen stiger, oxiderer metaller. De mest egnede metaller til at arbejde med denne fluorforbindelse er magnesium og aluminium.
Rustfrit stål og kobberlegeringer ændrer ikke væsentligt deres oprindelige udseende under påvirkning af oxygenfluorid.
Den høje aktiveringsenergi af nedbrydningen af denne oxygenforbindelse med fluor gør det muligt at blande det sikkert med forskellige kulbrinter og kulilte, hvilket forklarer muligheden for at bruge oxygenfluorid som et fremragende oxidationsmiddel til raketbrændstof.
Konklusion
Kemikere udførte en række eksperimenter, der bekræftede gennemførligheden af at bruge denne forbindelse i gasdynamiske lasersystemer.
Spørgsmål relateret til bestemmelse af iltets og andre ikke-metallers oxidationstilstande indgår i skolens kemikursus.
Sådanne færdigheder er vigtige, fordi de giver gymnasieelever mulighed for at klare de opgaver, der tilbydes i testene til Unified State Exam.
Det kemiske grundstof i en forbindelse, beregnet ud fra den antagelse, at alle bindinger er ioniske.
Oxidationstilstande kan have en positiv, negativ eller nul værdi, derfor er den algebraiske sum af grundstoffernes oxidationstilstande i et molekyle, under hensyntagen til antallet af deres atomer, lig med 0, og i en ion - ladningen af ionen .
1. Oxidationstilstandene for metaller i forbindelser er altid positive.
2. Den højeste oxidationstilstand svarer til nummeret på gruppen af det periodiske system, hvor grundstoffet er placeret (undtagelser er: Au +3(Jeg gruppe), Cu +2(II), fra gruppe VIII kan oxidationstilstanden +8 kun findes i osmium Os og ruthenium Ru.
3. Ikke-metallernes oxidationstilstande afhænger af, hvilket atom det er forbundet med:
- hvis med et metalatom, så er oxidationstilstanden negativ;
- hvis med et ikke-metalatom, så kan oxidationstilstanden være enten positiv eller negativ. Det afhænger af elektronegativiteten af grundstoffernes atomer.
4. Den højeste negative oxidationstilstand for ikke-metaller kan bestemmes ved at trække fra 8 tallet på den gruppe, hvori grundstoffet er placeret, dvs. den højeste positive oxidationstilstand er lig med antallet af elektroner i det ydre lag, hvilket svarer til gruppetallet.
5. Simple stoffers oxidationstilstande er 0, uanset om det er et metal eller et ikke-metal.
Grundstoffer med konstante oxidationstilstande.
|
Element |
Karakteristisk oxidationstilstand |
Undtagelser |
|
Metalhydrider: LIH -1 |
||
|
Oxidationstilstand kaldet den betingede ladning af en partikel under den antagelse, at bindingen er fuldstændig brudt (har en ionisk karakter). H- Cl = H + + Cl - , Bindingen i saltsyre er polær kovalent. Elektronparret er mere forskudt mod atomet Cl - , fordi det er et mere elektronegativt element. Hvordan bestemmer man oxidationstilstanden?Elektronegativitet er atomers evne til at tiltrække elektroner fra andre grundstoffer. Oxidationstallet er angivet over grundstoffet: Br 2 0 , Na0, O+2F2-1,K + Cl - etc. Det kan være negativt og positivt. Oxidationstilstanden for et simpelt stof (ubundet, fri tilstand) er nul. Oxidationstilstanden for oxygen for de fleste forbindelser er -2 (undtagelsen er peroxider H2O2, hvor det er lig med -1 og forbindelser med fluor - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Oxidationstilstand af en simpel monoatomisk ion er lig med dens ladning: Na + , Ca +2 . Hydrogen i dets forbindelser har en oxidationstilstand på +1 (undtagelser er hydrider - Na + H - og typeforbindelser C +4 H 4 -1 ). I metal-ikke-metalbindinger er den negative oxidationstilstand det atom, der har større elektronegativitet (data om elektronegativitet er givet i Pauling-skalaen): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (INGEN 3 ) - etc. Regler for bestemmelse af graden af oxidation i kemiske forbindelser.Lad os tage forbindelsen KMnO 4 , det er nødvendigt at bestemme oxidationstilstanden for manganatomet. Ræsonnement:
K+Mn X O 4 -2 Lade x- ukendt for os oxidationstilstand af mangan. Antallet af kaliumatomer er 1, mangan - 1, oxygen - 4. Det er bevist, at molekylet som helhed er elektrisk neutralt, så dets samlede ladning skal være nul. 1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0, X = +7, Det betyder, at oxidationstilstanden for mangan i kaliumpermanganat = +7. Lad os tage et andet eksempel på et oxid Fe2O3. Det er nødvendigt at bestemme jernatomets oxidationstilstand. Ræsonnement:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Konklusion: oxidationstilstanden for jern i dette oxid er +3. Eksempler. Bestem oxidationstilstandene for alle atomer i molekylet. 1. K2Cr2O7. Oxidationstilstand K+1 ilt O-2. Angivne indekser: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Fordi den algebraiske sum af grundstoffernes oxidationstilstande i et molekyle, under hensyntagen til antallet af deres atomer, er lig med 0, så er antallet af positive oxidationstilstande lig med antallet af negative. Oxidationstilstande K+O=(-14)+(+2)=(-12). Det følger heraf, at chromatomet har 12 positive potenser, men der er 2 atomer i molekylet, hvilket betyder, at der er (+12) pr. atom: 2 = (+6). Svar: K2 + Cr2+607-2. 2.(AsO 4) 3- . I dette tilfælde vil summen af oxidationstilstande ikke længere være lig med nul, men med ladningen af ionen, dvs. - 3. Lad os lave en ligning: x+4×(- 2)= - 3 . Svar: (Som +504-2) 3-. |
DEFINITION
Ilt- det ottende element i det periodiske system. Beliggende i den anden periode af VI gruppe A undergruppe. Betegnelse – O.
Naturlig oxygen består af tre stabile isotoper 16 O (99,76 %), 17 O (0,04 %) og 18 O (0,2 %).
Det mest stabile diatomiske iltmolekyle er O2. Den er paramagnetisk og svagt polariseret. Smeltepunkterne (-218,9 o C) og kogepunkterne (-183 o C) for oxygen er meget lave. Ilt er dårligt opløseligt i vand. Under normale forhold er ilt en farveløs og lugtfri gas.
Flydende og fast ilt tiltrækkes af en magnet, fordi... dens molekyler er paramagnetiske. Fast oxygen er blåt, og flydende oxygen er blåt. Farven skyldes gensidig påvirkning af molekyler.
Ilt findes i form af to allotropiske modifikationer - oxygen O 2 og ozon O 3 .
Oxidationstilstand af oxygen i forbindelser
Ilt danner diatomiske molekyler med sammensætning O 2 på grund af etableringen af kovalente upolære bindinger, og som bekendt er grundstoffernes oxidationstilstand i forbindelser med ikke-polære bindinger lig med nul.
Ilt er karakteriseret ved en ret høj elektronegativitetsværdi, så det udviser oftest en negativ oxidationstilstand svarende til (-2) (Na2O-2, K2O-2, CuO-2, PbO-2, Al2O-23, Fe2O-23, NO -22, P2O-25, CrO-2 3, Mn20-27).
I forbindelser af peroxid-typen udviser oxygen en oxidationstilstand (-1) (H20-12).
I forbindelsen OF 2 udviser oxygen en positiv oxidationstilstand lig med (+2) , da fluor er det mest elektronegative grundstof, og dets oxidationstilstand altid er lig med (-1).
Som et derivat, hvor oxygen udviser en oxidationstilstand (+4) , kan vi overveje en allotrop modifikation af oxygen - ozon O 3 (O +4 O 2).
Eksempler på problemløsning
EKSEMPEL 1
OXIDATIONSGRAD er den ladning, som et atom i et molekyle eller en ion ville have, hvis alle dets bindinger med andre atomer blev brudt, og de delte elektronpar gik med flere elektronegative elementer.
I hvilken af forbindelserne udviser oxygen en positiv oxidationstilstand: H2O; H2O2; CO2; ОF2?
OF2. i denne forbindelse har oxygen en oxidationstilstand på +2
Hvilket af stofferne er kun et reduktionsmiddel: Fe; SO3; Cl2; HNO3?
svovloxid (IV) - SO 2
Hvilket grundstof er i III periode i det periodiske system D.I. Mendeleev, der er i en fri tilstand, er det stærkeste oxidationsmiddel: Na; Al; S; Сl2?
Cl klor
V-del
Hvilke klasser af uorganiske forbindelser tilhører følgende stoffer: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni(OH)2, FeS, Na2CO3?
Komplekse stoffer. Oxider
Lav formlerne for: a) sure kaliumsalte af phosphorsyre; b) basisk zinksalt af kulsyre H2CO3.
Hvilke stoffer opnås ved vekselvirkning af: a) syrer med salte; b) syrer med baser; c) salt med salt; d) baser med salt? Giv eksempler på reaktioner.
A) metaloxider, metalsalte.
C) salte (kun i opløsning)
D) der dannes et nyt salt, en uopløselig base og hydrogen
Hvilket af følgende stoffer vil saltsyre reagere med: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Skriv ligninger for mulige reaktioner ned.
Zn(OH)2 + 2 HCl = ZnCl + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Angiv hvilken type oxid kobberoxid er og bevis det ved hjælp af kemiske reaktioner.
Metaloxid.
Kobber(II)oxid CuO – sorte krystaller, krystalliserer i et monoklinisk system, massefylde 6,51 g/cm3, smeltepunkt 1447°C (under ilttryk). Når det opvarmes til 1100°C, nedbrydes det og danner kobber(I)oxid:
4CuO = 2Cu2O + O2.
Det opløses ikke i vand og reagerer ikke med det. Det har svagt udtrykte amfotere egenskaber med en overvægt af grundlæggende.
I vandige opløsninger af ammoniak danner det tetraammin kobber(II)hydroxid:
CuO + 4NH3 + H2O = (OH)2.
Reagerer let med fortyndede syrer og danner salt og vand:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Når det smelter sammen med alkalier, danner det kuprater:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Reduceret af brint, kulilte og aktive metaller til metallisk kobber:
CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Det opnås ved at kalcinere kobber(II)hydroxid ved 200°C:
Cu(OH)2 = CuO + H2O Fremstilling af kobber(II)oxid og hydroxid
eller under oxidation af kobbermetal i luft ved 400–500°C:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Udfyld reaktionsligningerne:
Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4+2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ + SO4^2-=Mg^2+ + SO4^2- +2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ = Mg^2+ +2H2O^-
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4+H2O FE=1
H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O FE =1/2
H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O FE =1/3
i det første tilfælde, 1 mol phosphorsyre, um... svarende til 1 proton... det betyder, at ækvivalensfaktoren er 1
procentkoncentration - massen af et stof i gram indeholdt i 100 gram opløsning. Hvis 100 g opløsning indeholder 5 g salt, hvor meget skal der så til for 500 g?
titer - massen af et stof i gram indeholdt i 1 ml opløsning. 0,3 g er nok til 300 ml.
Ca(OH)2 + H2CO3 = CaO + H2O 2/ karakteristisk reaktion er neutraliseringsreaktionen Ca/OH/2 + H2CO3 = CaCO3 + H2O 3/ reagerer med sure oxider Ca/OH/2 + CO2 = CaCO3 + H2O 4/ med sure salte Ca/OH/2 + 2KHCO3 = K2CO3 + CaCO3 + 2H2O 5/ alkalier indgår i en udvekslingsreaktion med salte. hvis et bundfald dannes 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu/OH/2 /præcipitat/ 6/ alkaliopløsninger reagerer med ikke-metaller, samt med aluminium eller zink. OVR.
Nævn tre måder at opnå salte på. Bekræft dit svar med reaktionsligninger
A) Neutraliseringsreaktion.. Efter afdampning af vandet opnås et krystallinsk salt. For eksempel:
B) Reaktion af baser med sure oxider(se afsnit 8.2). Dette er også en variant af neutraliseringsreaktionen:
I) Reaktion af syrer med salte. Denne metode er for eksempel egnet, hvis der dannes et uopløseligt salt og udfældes:
Hvilke af følgende stoffer kan reagere med hinanden: NaOH, H3PO4, Al(OH)3, SO3, H2O, CaO? Bekræft dit svar med reaktionsligninger
2 NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2
Al(OH)3 + NaOH = Na(Al(OH)4) eller NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
VI-del
Kernen i et atom (protoner, neutroner).
Et atom er den mindste partikel af et kemisk grundstof, der bevarer alle sine kemiske egenskaber. Et atom består af en kerne, som har en positiv elektrisk ladning, og negativt ladede elektroner. Ladningen af kernen af ethvert kemisk grundstof er lig med produktet af Z og e, hvor Z er serienummeret på dette grundstof i det periodiske system af kemiske grundstoffer, e er værdien af den elementære elektriske ladning.
Protoner- stabile elementarpartikler med en enkelt positiv elektrisk ladning og en masse 1836 gange større end en elektrons masse. En proton er kernen i et atom af det letteste grundstof, brint. Antallet af protoner i kernen er Z. Neutron- en neutral (uden elektrisk ladning) elementarpartikel med en masse meget tæt på en protons masse. Da kernens masse består af massen af protoner og neutroner, er antallet af neutroner i kernen af et atom lig med A - Z, hvor A er massetallet for en given isotop (se Periodisk system over kemiske grundstoffer) . Protonen og neutronen, der udgør kernen, kaldes nukleoner. I kernen er nukleoner forbundet med specielle kernekræfter.
Elektroner
Elektron- den mindste partikel af et stof med en negativ elektrisk ladning e=1,6·10 -19 coulombs, taget som en elementær elektrisk ladning. Elektroner, der roterer rundt om kernen, er placeret i elektronskallerne K, L, M osv. K er den skal tættest på kernen. Størrelsen af et atom bestemmes af størrelsen af dets elektronskal.
Isotoper
En isotop er et atom af det samme kemiske grundstof, hvis kerne har det samme antal protoner (positivt ladede partikler), men et andet antal neutroner, og selve grundstoffet har samme atomnummer som hovedgrundstoffet. På grund af dette har isotoper forskellige atommasser.
Når der dannes bindinger med mindre elektronegative atomer (for fluor er disse alle grundstoffer, for chlor - alt undtagen fluor og oxygen), er valensen af alle halogener ens. Oxidationstilstanden er -1 og ladningen af ionen er 1-. Positive oxidationstilstande er ikke mulige for fluor. Klor udviser forskellige positive oxidationstilstande op til +7 (gruppenummer). Eksempler på forbindelser er givet i afsnittet Reference.
I de fleste forbindelser optræder klor, som et stærkt elektronegativt grundstof (EO = 3,0), i en negativ oxidationstilstand på -1. I forbindelser med mere elektronegativ fluor, oxygen og nitrogen udviser det positive oxidationstilstande. Særligt forskelligartede er forbindelserne af klor og oxygen, hvor oxidationstilstandene for klor er +1, -f3, +5 og +7, samt +4 og Ch-6.
Sammenlignet med klor er fluor F meget mere aktivt. Det reagerer med næsten alle kemiske grundstoffer, med alkali- og jordalkalimetaller, selv i kulde. Nogle metaller (Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ni) er resistente over for fluor i kulde på grund af dannelsen af en fluorfilm. Fluor er det stærkeste oxidationsmiddel af alle kendte grundstoffer. Det er det eneste halogen, der ikke er i stand til at udvise positive oxidationstilstande. Ved opvarmning reagerer fluor med alle metaller, inklusive guld og platin. Det danner en række forbindelser med oxygen, disse er de eneste forbindelser, hvori oxygenet er elektropositivt (f.eks. oxygendifluorid OFa). I modsætning til oxider kaldes disse forbindelser oxygenfluorider.
Elementerne i oxygenundergruppen adskiller sig væsentligt fra oxygen i egenskaber. Deres vigtigste forskel er deres evne til at udvise positive oxidationstilstande, op til
De mest mærkbare forskelle mellem halogener er i forbindelser, hvor de udviser positive oxidationstilstande. Disse er hovedsageligt halogenforbindelser med de mest elektronegative elementer - fluor og oxygen, som
Iltatomet har den elektroniske konfiguration [He]25 2p. Da dette grundstof kun er næst efter fluor i dets elektronegativitet, har det næsten altid en negativ oxidationstilstand i dets forbindelser. De eneste forbindelser, hvor oxygen har en positiv oxidationstilstand, er fluorholdige forbindelser Op2 og OP.
I 1927 blev der indirekte opnået en oxygenforbindelse af fluor, hvor oxygen har en positiv oxidationstilstand på to
Fordi nitrogenatomerne i ammoniak tiltrækker elektroner stærkere end dem i elementært nitrogen, siges de at have en negativ oxidationstilstand. I nitrogendioxid, hvor nitrogenatomerne er svagere til at tiltrække elektroner end i elementært nitrogen, har det en positiv oxidationstilstand. I elementært nitrogen eller elementært oxygen har hvert atom en oxidationstilstand på nul. (Nul oxidationstilstand er tildelt alle elementer i den ubundne tilstand.) Oxidationstilstand er et nyttigt koncept til at forstå redoxreaktioner.
Klor danner en hel række af oxyanioner, Cl, Cl, Cl og Cl, hvori det udviser en successiv række positive oxidationstilstande. Chloridionen, C1, har den elektroniske struktur af ædelgassen Ar med fire par valenselektroner. De ovennævnte fire chloroxyanioner kan opfattes som reaktionsprodukterne af en chloridion, CG, som en Lewis-base med et, to, tre eller fire oxygenatomer, som hver har elektronacceptoregenskaber, dvs. Lewis-syre
De kemiske egenskaber af svovl, selen og tellur adskiller sig på mange måder fra egenskaberne af ilt. En af de vigtigste forskelle er eksistensen af positive oxidationstilstande i disse grundstoffer op til -1-6, som findes f.eks.
Den elektroniske konfiguration ns np tillader elementerne i denne gruppe at udvise oxidationstilstande -I, +11, +IV og +VI. Da der kun mangler to elektroner før dannelsen af den inerte gaskonfiguration, opstår -II-oxidationstilstanden meget let. Dette gælder især for lette elementer i gruppen.
Faktisk adskiller oxygen sig fra alle elementer i gruppen i den lethed, hvormed dets atom erhverver to elektroner og danner en dobbeltladet negativ ion. Med undtagelse af de usædvanlige negative oxidationstilstande af oxygen i peroxider (-1), superoxider (-Va) og ozonider (7h), forbindelser, hvori der er oxygen - oxygenbindinger, samt + 1 og - + II tilstandene i O. Fa og OR3 oxygen i alle forbindelser har en oxidationstilstand på -I. For de resterende elementer i gruppen bliver den negative oxidationstilstand gradvist mindre stabil, og de positive bliver mere stabile. I tunge grundstoffer dominerer lavere positive oxidationstilstande.
I overensstemmelse med grundstoffets beskaffenhed i en positiv oxidationstilstand ændres oxidernes natur i perioderne og grupperne i det periodiske system naturligt. I perioder falder den negative effektive ladning på oxygenatomer, og der sker en gradvis overgang fra basiske over amfotere oxider til sure, f.eks.
Nal, Mg b, AIF3, ZrBf4. Ved bestemmelse af grundstoffernes oxidationstilstand i forbindelser med polære kovalente bindinger sammenlignes værdierne af deres elektronegativitet (se 1.6, da elektroner under dannelsen af en kemisk binding forskydes til atomerne af mere elektronegative elementer, sidstnævnte). har en negativ oxidationstilstand i forbindelserne Fluor, karakteriseret ved den højeste elektronegativitetsværdi, i forbindelser har altid en konstant negativ oxidationstilstand -1.
Ilt, som også har en høj elektronegativitetsværdi, er karakteriseret ved en negativ oxidationstilstand, sædvanligvis -2, i peroxider -1. Undtagelsen er forbindelse OF2, hvor oxygenets oxidationstilstand er 4-2. Alkaliske og jordalkaliske grundstoffer, som er karakteriseret ved en relativt lav elektronegativitetsværdi, har altid en positiv oxidationstilstand lig med henholdsvis +1 og +2. Hydrogen udviser en konstant oxidationstilstand (+ 1) i de fleste forbindelser, f.eks
Med hensyn til elektronegativitet er oxygen kun næst efter fluor. Forbindelser af oxygen med fluor er unikke, da kun i disse forbindelser oxygen har en positiv oxidationstilstand.
Derivater af den positive oxidationstilstand af oxygen er de stærkeste energikrævende oxidationsmidler, der er i stand til at frigive den kemiske energi, der er lagret i dem under visse forhold. De kan bruges som effektive oxidationsmidler til raketbrændstof.
A tilhører ikke-metaller, denne tilstand er den mest almindelige for dem. Grundstoffer i gruppe 6A, med undtagelse af oxygen, findes dog ofte i tilstande med en positiv oxidationstilstand op til + 6, hvilket svarer til deling af alle seks valenselektroner med atomer af mere elektronegative grundstoffer.
Alle elementer i denne undergruppe, undtagen polonium, er ikke-metaller. I deres forbindelser udviser de både negative og positive oxidationstilstande. I forbindelser med metaller og brint er deres oxidationstilstand normalt -2. I forbindelser med ikke-metaller, for eksempel oxygen, kan det have en værdi på +4 eller -)-6. Undtagelsen fra dette er ilt selv. Med hensyn til elektronegativitet er det kun næst efter fluor, derfor er dets oxidationstilstand positiv (-1-2) kun i kombination med dette element (ORg). I forbindelser med alle andre grundstoffer er oxygenets oxidationstilstand negativ og er normalt lig med -2. I hydrogenperoxid og dets derivater er det lig med -1.
Nitrogen er kun ringere i elektronegativitet end oxygen og fluor. Derfor udviser det kun positive oxidationstilstande i forbindelser med disse to elementer. I oxider og oxyanioner tager nitrogens oxidationstilstand værdier fra + 1 til -b 5.
I forbindelser med mere elektronegative grundstoffer har p-elementer i gruppe VI en positiv oxidationstilstand. For dem (bortset fra oxygen) er de mest karakteristiske oxidationstilstande -2, +4, -4-6, hvilket svarer til en gradvis stigning i antallet af uparrede elektroner ved excitation af et grundstofs atom.
Særligt velkendte er komplekse anioner med oxygenligander - oxokomplekser. De er dannet af atomer af overvejende ikke-metalliske grundstoffer i positive oxidationstilstande (metalliske - kun i høje oxidationstilstande). Oxo-komplekser opnås ved interaktion af kovalente oxider af de tilsvarende grundstoffer med det negativt polariserede oxygenatom af basiske oxider eller vand, f.eks.
Oxider og hydroxider. Oxider og hydroxider af p-elementer kan betragtes som forbindelser med den højeste positive oxidationstilstand, p-elementer med oxygen
O, ClCl, ClO), hvor chlor udviser en positiv oxidationstilstand. Nitrogen ved høje temperaturer kombineres direkte med oxygen og udviser derfor reducerende egenskaber
I forbindelser med oxygen kan grundstoffer udvise en højere positiv oxidationstilstand svarende til gruppetallet. Oxider af grundstoffer, afhængigt af deres placering i det periodiske system og graden af oxidation af grundstoffet, kan udvise basiske eller sure egenskaber.
Derudover er disse grundstoffer i stand til at udvise positive oxidationstilstande op til +6, med undtagelse af oxygen (kun op til +2). Elementer i iltundergruppen er ikke-metaller.
De mest almindelige oxidationsmidler omfatter halogener, oxygen og oxyanioner såsom MPO4, Cr3O og NO, hvori det centrale atom har en høj positiv oxidationstilstand. Nogle gange brugt som oxidationsmidler
Forbindelserne Org og Org er stærke oxidationsmidler, da oxygen i dem er i en positiv oxidationstilstand - -1 og +2, og derfor vil de med stor energiforsyning (høj elektronaffinitet) tiltrække elektroner kraftigt pga. ønske om ilt til at gå ind i de mest stabile tilstande for det.
Ioniserede ikke-metalatomer i positiv oxidationstilstand og metalioner i høj oxidationstilstand med oxygen danner neutrale molekyler af oxider CO, CO2, N0, N02, ZOg, 5102, 5n02, MnO og komplekse oxygenholdige ioner N0, P04, ZO, Cr0, MnOg osv.
Det højeste elektriske niveau af disse grundstoffers atomer svarer til formlen pa Oxygen er det næstmest elektronegative grundstof (efter det mest negative fluor), det kan tilskrives en stabil oxidationstilstand i forbindelser lig med (-Og) i oxygenfluorider dens oxidationstilstand er positiv. De resterende grundstoffer i VIA-gruppen udviser oxidationstilstande (-I), (+ IV) og (CH VI) i deres forbindelser, og oxidationstilstanden er stabil for svovl (+ VI) og for de resterende grundstoffer (4-IV) ). Ved elektronegativitet
Når O2 interagerer med det stærkeste oxidationsmiddel P1Pb, dannes stoffet 02[P1Pb], hvori molekylionen O2 er kationen. Forbindelser, hvori oxygen har en positiv oxidationstilstand, er de stærkeste energikrævende oxidationsmidler, der er i stand til at frigive lagret kemisk energi under visse forhold. De kan bruges som effektive oxidationsmidler til raketbrændstof.
Imidlertid er deres evne til at tilføje elektroner meget mindre udtalt end for de tilsvarende elementer i gruppe VI og VII. Med oxygen danner de oxider af typen RjOj, der udviser den højeste positive oxidationstilstand på +5.
Brom og jod udviser positive oxidationstilstande i deres forbindelser med oxygen og med mere elektronegative halogener. De oxygenholdige syrer (og deres salte) af disse grundstoffer er blevet grundigt undersøgt, såsom HOI (bromerede, salte - hypobromiter) og HOI (bromerede, salte - hypoioditter) НВгОз (bromerede, salte - bromater) og НУз (joderet, salte - iodater) , samt NbYub (ortho-jod, salte - ortho-periodater).
(gentagelse)
II. Oxidationstilstand (nyt materiale)
Oxidationstilstand- dette er en betinget ladning, som et atom modtager som følge af den fuldstændige donation (accept) af elektroner, baseret på betingelsen om, at alle bindinger i forbindelsen er ioniske.
Lad os overveje strukturen af fluor- og natriumatomer:
F +9)2)7
Na +11)2)8)1
- Hvad kan man sige om fuldstændigheden af det eksterne niveau af fluor- og natriumatomer?
- Hvilket atom er lettere at acceptere, og hvilket er nemmere at give valenselektroner væk for at fuldende det ydre niveau?
Har begge atomer et ufuldstændigt ydre niveau?
Det er lettere for et natriumatom at afgive elektroner, og for et fluoratom at acceptere elektroner, før det afslutter det ydre niveau.
F 0 + 1ē → F -1 (et neutralt atom accepterer en negativ elektron og opnår en oxidationstilstand på "-1", og bliver til negativt ladet ion - anion )
Na 0 – 1ē → Na +1 (et neutralt atom afgiver en negativ elektron og opnår oxidationstilstanden "+1", og bliver til positivt ladet ion - kation )
Sådan bestemmes oxidationstilstanden for et atom i PSHE D.I. Mendeleev?
Bestemmelsesregler oxidationstilstand for et atom i PSHE D.I. Mendeleev:
1. Brint udviser normalt oxidationstal (CO) +1 (undtagelse, forbindelser med metaller (hydrider) – i brint er CO lig med (-1) Me + n H n -1)
2. Ilt normalt udviser SO -2 (undtagelser: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - hydrogenperoxid)
3. Metaller kun vise + n positiv CO
4. Fluor udviser altid CO lig -1 (F-1)
5. For elementer hovedundergrupper:
Højere CO (+) = gruppenummer N grupper
Laveste CO (-) = N grupper – 8
Regler for bestemmelse af oxidationstilstanden af et atom i en forbindelse:
I. Oxidationstilstand frie atomer og atomer i molekyler simple stoffer svarende til nul - Na0, P40, O20
II. I komplekst stof den algebraiske sum af CO'erne for alle atomer, under hensyntagen til deres indekser, er lig med nul = 0 , og i kompleks ion dens afgift.
For eksempel, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Øvelse 1 – bestemme oxidationstilstandene for alle atomer i formlen for svovlsyre H 2 SO 4?
1. Lad os sætte de kendte oxidationstilstande for brint og oxygen og tage CO af svovl som "x"
H+1S x O4-2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X = 6 eller (+6), derfor har svovl C O +6, dvs. S+6
Opgave 2 – bestemme oxidationstilstandene for alle atomer i formlen for fosforsyre H 3 PO 4?
1. Lad os sætte de kendte oxidationstilstande for brint og oxygen, og tage CO for fosfor som "x"
H3+1 P x O4-2
2. Lad os sammensætte og løse ligningen i henhold til regel (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X = 5 eller (+5), derfor har phosphor C O +5, dvs. P+5
Opgave 3 – bestemme oxidationstilstandene for alle atomer i formlen for ammoniumion (NH 4) +?
1. Lad os sætte den kendte oxidationstilstand for brint og tage CO2 af nitrogen som "x"
