Oxidatie nummer concept, hoe het eruit te halen en voorbeelden

De oxidatie nummer, Ook wel oxidatietoestand genoemd, het is er een die de winst of het verlies van elektronen in een atoom beschrijft, ervan uitgaande dat de verbinding waarvan het deel uitmaakt een puur ionisch karakter heeft. Daarom, als we het hebben over het oxidatiegetal, wordt aangenomen dat alle atomen worden aangetroffen als ionen die elektrostatisch op elkaar inwerken.

Hoewel het echte plaatje ingewikkelder is dan overal ionen te hebben, is het oxidatiegetal erg handig voor het interpreteren van oxide-reductie (redox) reacties. Door deze getallen te veranderen, wordt duidelijk welke soorten zijn geoxideerd of elektronen verloren, of dat elektronen zijn verminderd of gewonnen..

De ionische lading van een mono-atomair ion komt overeen met zijn oxidatiegetal. Bijvoorbeeld, het oxide-anion, O^twee-, een van de meest voorkomende omdat het in ontelbare mineralen wordt aangetroffen, het heeft een oxidatiegetal van -2. Dit wordt als volgt geïnterpreteerd: het heeft twee extra elektronen in vergelijking met het zuurstofatoom O in de grondtoestand.

Oxidatiegetallen kunnen gemakkelijk worden berekend op basis van een molecuulformule en zijn vaak nuttiger en relevanter als het gaat om met ionen verpakte anorganische verbindingen. Ondertussen heeft het in de organische chemie niet hetzelfde belang, aangezien bijna al zijn bindingen in wezen covalent zijn..

Artikel index

• 1 Hoe het oxidatienummer te krijgen?
  • 1.1 Electroneutraliteit
  • 1.2 Valencia
  • 1.3 Algemene regels
  • 1.4 Rekenkundige bewerkingen
• 2 voorbeelden
  • 2.1 Zuurstof
  • 2.2 Stikstof
  • 2.3 Chloor
  • 2.4 Kalium
  • 2.5 Zwavel
  • 2.6 Koolstof
  • 2.7 Fosfor
• 3 referenties

Hoe het oxidatienummer te krijgen?

Electroneutraliteit

De som van de ionische ladingen in een verbinding moet gelijk zijn aan nul om neutraal te zijn. Alleen ionen kunnen positieve of negatieve ladingen hebben.

Daarom moet worden aangenomen dat de som van de oxidatiegetallen ook gelijk moet zijn aan nul. Dit in gedachten houdend en het uitvoeren van enkele rekenkundige berekeningen, kunnen we het oxidatiegetal van een atoom in elke verbinding extraheren of bepalen.

Valencia

Valenties zijn niet betrouwbaar bij het bepalen van het oxidatiegetal van een atoom, hoewel er verschillende uitzonderingen zijn. Alle elementen van groep 1, de alkalimetalen, hebben bijvoorbeeld een valentie van 1 en daarom een ​​onveranderlijk oxidatiegetal van +1. Hetzelfde gebeurt met aardalkalimetalen, die van groep 2, met een oxidatiegetal van +2.

Merk op dat positieve oxidatienummers altijd worden voorafgegaan door het '+' symbool: +1, +2, +3, etc. En op dezelfde manier zijn de negatieven: -1, -2, -3, etc..

Algemene regels

Er zijn enkele algemene regels waarmee rekening moet worden gehouden bij het bepalen van het oxidatiegetal:

-Het oxidatiegetal voor zuurstof en zwavel is -2: O^twee- en S^twee-

-Zuivere elementen hebben een oxidatiegetal van 0: Fe⁰, P.₄⁰, S₈⁰

-Het waterstofatoom heeft, afhankelijk van aan wie het is gebonden, een oxidatiegetal van +1 (H.⁺) of -1 (H.^-​

-Halogenen hebben, zolang ze niet zijn gebonden aan zuurstof of fluor, een oxidatiegetal van -1: F^-, Cl^-, Br^- en ik^-

-Voor een polyatomisch ion, zoals OH^-, de som van de oxidatiegetallen mag niet gelijk zijn aan nul, maar aan de lading van het ion, wat -1 zou zijn voor OH^- (OF^twee-H.⁺​^-

-Metalen onder normale omstandigheden hebben positieve oxidatiegetallen

Rekenkundige bewerkingen

Stel dat we de verbinding PbCO hebben₃. Als we het carbonaatanion identificeren, CO₃^twee-, het berekenen van alle oxidatiegetallen zal eenvoudig zijn. We beginnen met hetzelfde carbonaat, wetende dat het oxidatiegetal van zuurstof -2 is:

(C.^XOF₃^twee-​^twee-

De som van de oxidatiegetallen moet gelijk zijn aan -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Daarom is het oxidatiegetal van koolstof +4:

(C.⁴⁺OF₃^twee-​^twee-

Het PbCO₃ het zou er nu zo uitzien:

Pb^zC⁴⁺OF₃^twee-

Nogmaals, we voegen de oxidatiegetallen toe aan nul:

z + 4 - 6 = 0

z = +2

Daarom heeft lood een oxidatiegetal van +2, dus wordt aangenomen dat het bestaat als een Pb-kation.^twee+. Eigenlijk was het niet eens nodig om deze berekening uit te voeren, omdat wetende dat carbonaat een lading -2 heeft, lood, zijn tegenion moet noodzakelijkerwijs een lading van +2 hebben om er elektroneutraliteit te hebben.

Voorbeelden

Hier zijn enkele voorbeelden van oxidatiegetallen voor verschillende elementen in verschillende verbindingen..

Zuurstof

Alle metaaloxiden hebben zuurstof als O^twee-: CaO, FeO, Cr_tweeOF₃, BeO, Al_tweeOF₃, PbO_twee, enz. In het peroxide-anion, O_twee^twee-, Elk zuurstofatoom heeft een oxidatiegetal van -1. Evenzo in het superoxide-anion, O_twee^-, elk zuurstofatoom heeft een oxidatiegetal van -1/2.

Aan de andere kant, wanneer zuurstof zich bindt aan fluor, verkrijgt het positieve oxidatiegetallen. Bijvoorbeeld in zuurstofdifluoride, OF_twee, zuurstof heeft een positief oxidatiegetal. Welke? Wetende dat fluor -1 is, hebben we:

OF^XF._twee^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Zuurstof heeft dus een oxidatiegetal van +2 (O^twee+) in de OF_twee (OF^twee+F._twee^-​.

Stikstof

De belangrijkste oxidatiegetallen van stikstof zijn -3 (N^3-H.₃⁺¹), +3 (N³⁺F.₃^-) en +5 (N_twee⁵⁺OF₅^twee-​.

Chloor

Een van de belangrijkste oxidatiegetallen voor chloor is -1. Maar alles verandert wanneer het wordt gecombineerd met zuurstof, stikstof of fluor, meer elektronegatieve elementen. Wanneer dit gebeurt, verkrijgt het positieve oxidatiegetallen, zoals: +1 (N^3-Cl₃⁺, Cl⁺F.^-, Cl_twee⁺OF^twee-), +2, +3 (ClO_twee^-), +4, +5 (ClO_twee⁺), +6 en +7 (Cl_twee⁷⁺OF₇^twee-​.

Kalium

Kalium in al zijn verbindingen heeft een oxidatiegetal van +1 (K⁺​tenzij het een heel bijzondere toestand is, waar het een oxidatiegetal van -1 (K^-​.

Zwavel

Het geval van zwavel is vergelijkbaar met dat van chloor: het heeft een oxidatiegetal van -2, zolang het maar niet wordt gecombineerd met zuurstof, fluor, stikstof of hetzelfde chloor. Uw andere oxidatiegetallen zijn bijvoorbeeld: -1, +1 (S._twee⁺¹Cl_twee^-), +2 (S.^twee+Cl_twee^-), +3 (S._tweeOF₄^twee-), +4 (S.⁴⁺OF_twee^twee-), +5 en +6 (S⁶⁺OF₃^twee-​.

Koolstof

De belangrijkste oxidatietoestanden van koolstof zijn -4 (C.^4-H.₄⁺) en +4 (C⁴⁺OF_twee^twee-​Dit is waar we het falen van dit concept beginnen te zien. Niet in methaan, CH₄, en ook niet in kooldioxide, CO_twee, we hebben koolstof als C-ionen^4- of C⁴⁺, respectievelijk, maar vormen covalente bindingen.

Andere oxidatiegetallen voor koolstof, zoals -3, -2, -1 en 0, zijn te vinden in de molecuulformules van sommige organische verbindingen. Maar nogmaals, het is niet erg geldig om ionische ladingen op het koolstofatoom aan te nemen.

Bij elkaar passen

En tot slot zijn de belangrijkste oxidatiegetallen van fosfor -3 (Ca₃^twee+P._twee^3-), +3 (H.₃⁺P.³⁺OF₃^twee-), en +5 (P_twee⁵⁺OF₅^twee-​.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8e ed.). CENGAGE Leren.
3. Clark J. (2018). Oxidatietoestanden (oxidatienummers). Hersteld van: chemguide.co.uk
4. Wikipedia. (2020). Oxidatie toestand. Hersteld van: en.wikipedia.org
5. Dr. Kristy M. Bailey. (s.f.). Oxidatienummers toewijzen. Hersteld van: occc.edu