Oksidācijas pakāpes

Pamatnoteikumi un to secība

Oksidācijas pakāpe ir formāls elektronu uzskaites paņēmiens: saites elektroni tiek piešķirti elektronegatīvākajam atomam. Brīvam elementam tā ir 0, vienatomu jonam vienāda ar lādiņu, F parasti −1, O parasti −2, H ar nemetāliem parasti +1, metālu hidrīdos −1. Visu pakāpju summa ir daļiņas kopējais lādiņš.

Izstrādāti piemēri

Tas pats uzskaites algoritms darbojas molekulām, joniem un jauktas valences cietvielām.

Kālija permanganāts

KMnO₄: K=+1, katrs O=−2. Neitralitāte dod +1+x−8=0, tātad Mn=+7.

Sulfāta jons

SO₄²⁻: x+4(−2)=−2, tādēļ S=+6.

Amonija jons

NH₄⁺: H=+1. x+4=+1, tātad N=−3.

Magnetīts

Fe₃O₄ skābekļa kopējā vērtība ir −8, tāpēc trīs Fe kopā dod +8 un vidējā pakāpe ir +8/3. Klasiski to apraksta ar Fe²⁺ un Fe³⁺ vietām.

Oksidācijas pakāpe, formālais un daļējais lādiņš

Oksidācijas pakāpe pilnībā piešķir saites elektronus elektronegatīvākajam partnerim. Formālais lādiņš tos sadala vienādi, bet daļējais lādiņš rodas no reālā elektronu blīvuma un parasti nav vesels skaitlis.

Daļējas un jauktas oksidācijas pakāpes

Daļskaitļa vidējā vērtība nenozīmē, ka katram atomam mikroskopiski ir tieši tāds daļējs stāvoklis. Cietvielā var būt nevienādas vietas, jaukta valence vai delokalizēti elektroni. Formālisms paliek noderīgs bilancei, bet nav tiešs lādiņa mērījums.

Pakāpes maiņa identificē redoksu

Oksidācijas pakāpes palielināšanās ir oksidēšanās, samazināšanās – reducēšanās. Reakcijā Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu Zn mainās 0→+2 un ir reducētājs, savukārt Cu +2→0, tāpēc Cu²⁺ ir oksidētājs. Oksidētājs pats reducējas.

Svarīgi izņēmumi un precīza interpretācija

Noteikumu secībai ir nozīme, un dažas saites situācijas aizstāj parasto O vai H vērtību.

Peroksīdi, superoksīdi un OF₂

H₂O₂ skābeklis ir −1, KO₂ vidēji −1/2, bet OF₂ fluoram paliek −1 un O kļūst +2. Tas parāda, kāpēc apgalvojums „O vienmēr ir −2” ir nepareizs.

Metālu hidrīdi

H ar nemetāliem parasti ir +1, bet NaH un CaH₂ – −1, jo metāls ir elektropozitīvākais partneris.

Vidējā vērtība un lokālās vietas

Fe₃O₄ vidējā +8/3 var pārstāvēt vairākas vietas ar atšķirīgām veselām oksidācijas pakāpēm. Stipri delokalizētā vielā pat lokālais veselo skaitļu attēls var būt tikai modelis.

Koordinācijas un kovalentie savienojumi

Oksidācijas pakāpe ir formāls piešķīrums pēc elektronegativitātes. Metāla–liganda saite var būt stipri kovalenta, pat ja uzskaitē lieto veselus skaitļus; tie nav tieši izmērīti Coulomba lādiņi.

Atrisināti uzdevumi

Vispirms pārbaudiet izņēmumus, pēc tam izmantojiet summas nosacījumu.