Πώς τα ηλεκτρόνια σθένους καθορίζουν έναν αριθμό οξείδωσης ατόμων;
1. Κατανόηση ηλεκτρόνων σθένους:
* Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι τα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας ενός ατόμου. Αυτά είναι τα ηλεκτρόνια που εμπλέκονται στη χημική σύνδεση.
* Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους που ένα άτομο έχει καθορίζει την τάση του να κερδίζει, να χάνει ή να μοιράζεται ηλεκτρόνια για να επιτύχει μια σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων (συνήθως μοιάζει με ένα ευγενές αέριο).
2. Κανόνες αριθμού οξείδωσης:
* Κανόνας 1:Στοιχεία στην στοιχειώδη κατάσταση τους έχουν αριθμό οξείδωσης 0. Για παράδειγμα, ο αριθμός οξείδωσης του Na στο Na Metal είναι 0.
* Κανόνας 2:Το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε ουδέτερη ένωση είναι 0. Για παράδειγμα, στο NaCl, ο αριθμός οξείδωσης του Na είναι +1 και CL είναι -1, αθροίζοντας στο 0.
* Κανόνας 3:Το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε ένα πολυατομικό ιόν ισούται με το φορτίο του ιόντος Για παράδειγμα, στο SO₄²⁻, το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης θείου και οξυγόνου είναι -2.
* Κανόνας 4:Το οξυγόνο έχει συνήθως έναν αριθμό οξείδωσης -2. Αυτός ο κανόνας έχει εξαιρέσεις στα υπεροξείδια (όπως το H₂O₂) όπου το οξυγόνο είναι -1 και σε ενώσεις με φθόριο (όπως και του) όπου το οξυγόνο είναι θετικό.
* Κανόνας 5:Το υδρογόνο έχει συνήθως αριθμό οξείδωσης +1. Μπορεί να είναι -1 σε μεταλλικά υδρίδια όπως nah.
* Κανόνας 6:Τα στοιχεία της ομάδας 1 (αλκαλικά μέταλλα) έχουν αριθμό οξείδωσης +1 και τα στοιχεία της ομάδας 2 (αλκαλικά μέταλλα γης) έχουν αριθμό οξείδωσης +2 στις ενώσεις τους.
* Κανόνας 7:Τα αλογόνα (ομάδα 17) έχουν συνήθως έναν αριθμό οξείδωσης -1. Ωστόσο, μπορούν να έχουν θετικούς αριθμούς οξείδωσης όταν συνδυάζονται με οξυγόνο ή άλλα αλογόνα.
3. Προσδιορισμός αριθμού οξείδωσης:
* για μέταλλα: Τα μέταλλα τείνουν να χάνουν ηλεκτρόνια σθένους για να σχηματίσουν θετικά ιόντα. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που χάθηκαν ισούται με τον θετικό αριθμό οξείδωσης.
* για μη μέταλλα: Τα μη μέταλλα τείνουν να κερδίζουν ηλεκτρόνια σθένους για να σχηματίσουν αρνητικά ιόντα. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που αποκτήθηκαν ισούται με τον αρνητικό αριθμό οξείδωσης.
* για ομοιοπολικές ενώσεις: Σε ομοιοπολικές ενώσεις, ο αριθμός οξείδωσης αποδίδεται με βάση την ηλεκτροαρνητικότητα. Το πιο ηλεκτροαρνητικό στοιχείο αποδίδεται αρνητικός αριθμός οξείδωσης, ενώ το λιγότερο ηλεκτροαρνητικό στοιχείο αποδίδεται ένας θετικός αριθμός οξείδωσης.
Παράδειγμα:Προσδιορισμός του αριθμού οξείδωσης του άνθρακα σε co₂
* Το οξυγόνο έχει αριθμό οξείδωσης -2 (κανόνας 4).
* Δεδομένου ότι υπάρχουν δύο άτομα οξυγόνου, το συνολικό αρνητικό φορτίο είναι -4.
* Για να γίνει το σύνθετο ουδέτερο (κανόνας 2), το άτομο άνθρακα πρέπει να έχει αριθμό οξείδωσης +4.
Βασικά σημεία:
* Ο αριθμός οξείδωσης είναι ένα θεωρητικό φορτίο που αντιστοιχεί σε ένα άτομο σε μια ένωση.
* Δεν αντικατοπτρίζει απαραιτήτως την πραγματική φόρτιση στο άτομο, ειδικά σε ομοιοπολικές ενώσεις.
* Παρέχει ένα χρήσιμο πλαίσιο για την κατανόηση και την πρόβλεψη των χημικών αντιδράσεων.
Με την κατανόηση του ρόλου των ηλεκτρονίων σθένους και την εφαρμογή αυτών των κανόνων, μπορείτε να καθορίσετε τον αριθμό οξείδωσης ενός ατόμου σε μια ένωση.
