كيفية العثور على أعداد الأكسدة

المحتوى

• مراحل
• جزء 1 تحديد أرقام الأكسدة من قواعد الكيمياء
• الجزء 2: تحديد أرقام الأكسدة للذرات التي لا تتبع قواعد محددة

في الكيمياء ، يشير المصطلحان "الأكسدة" و "الاختزال" إلى التفاعلات التي تفقد فيها الذرة (أو مجموعة من الذرات) أو تكتسب الإلكترونات ، على التوالي. أرقام الأكسدة هي أرقام مخصصة للذرات (أو مجموعات من الذرات) تساعد الكيميائيين على معرفة عدد الإلكترونات التي يمكن نقلها وما إذا كان الكاشف يخضع للأكسدة أو الاختزال أثناء التفاعل. يمكن أن تكون العملية التي يتم بواسطتها تخصيص عدد من الانحلال للذرات بسيطة إلى غاية التعقيد اعتمادًا على شحنة الذرات والتركيب الكيميائي للجزيئات التي تنتمي إليها. لزيادة تعقيد الأمور ، قد تحتوي بعض الذرات على أكثر من رقمين للأكسدة. لحسن الحظ ، يخضع تحديد رقم الأكسدة لقواعد محددة جيدًا يسهل تنفيذها ، على الرغم من أنه قد يكون من المفيد معرفة الكيمياء والجبر.

مراحل

جزء 1 تحديد أرقام الأكسدة من قواعد الكيمياء

1. 
   

   
   حدد ما إذا كان المنتج الذي تعمل عليه عبارة عن ذرة أولية. عدد أكسدة الذرات الأولية ، مجاني وغير مدمج مع عناصر أخرى ، يكون دائمًا 0. هذا صحيح بالنسبة للذرات التي يتكون شكلها الأولي من هذه الذرة البسيطة ، ولكن أيضًا للذرات التي يكون شكلها الأولي هو ثنائي الذرة أو متعدد الذرات.
   • على سبيل المثال ، آل_(S) و Cl₂ كلاهما له رقم أكسدة يساوي 0 لأنهما في شكل أولي غير مترابط.
   • لاحظ أن الشكل الأولي للكبريت ، S₈، أو octasulfur ، على الرغم من عدم انتظامه ، له أيضًا رقم أكسدة يساوي 0.

2. 
   

   
   تحديد ما إذا كان المنتج المعني في شكل مؤين. عدد أكسدة الأيونات يساوي شحنتها. هذا صحيح بالنسبة للأيونات غير المرتبطة بعناصر أخرى ولكن أيضًا بالنسبة للأيونات التي تشكل جزءًا من مركب أيوني.
   • على سبيل المثال ، رقم الأكسدة لـ Cl ion هو -1.
   • تمتلك Cl ion دائما عدد أكسدة -1 عندما يكون جزءًا من مركب NaCl. لأن تهمة Na ion ، بحكم تعريفها ، هي +1 ، نعلم أن شحنة Cl ion هي -1. وبالتالي ، فإن رقم الأكسدة هو دائما -1.

3. 
   

   
   
   
   بالنسبة لأيونات المعادن ، قد يكون هناك العديد من أرقام الأكسدة. العديد من العناصر المعدنية لها أكثر من حمولة واحدة. على سبيل المثال ، قد يكون الحديد (الحديد) في شكل مؤين بتهمة +2 أو +3. يمكن تحديد شحنات أيونات المعدن (وبالتالي أعدادها المؤكسدة) كدالة لشحن الذرات الأخرى للمركب الذي تكون جزءًا منه ، أو غير ذلك باستخدام الأرقام الرومانية عندما تتم كتابة المعلومات في شكل e (مثل في الجملة: "شحنة أيون الحديد (III) هي +3").
   • خذ على سبيل المثال مركب يحتوي على أيون معدن الألمنيوم. مجمع AlCl₃ لديه شحنة إجمالية قدرها 0. نحن نعلم أن Cl ions لها شحنة -1 وأن ​​هناك 3 في المركب ، لذلك يجب أن يكون لدى Al ion شحنة بقيمة +3 بحيث تكون الشحنة الكلية جميع الأيونات تساوي 0. لذلك ، فإن رقم الأكسدة لـ Al هو +3.

4. 
   

   
   تعيين الأكسجين عدد الأكسدة -2 (مع استثناءات). في معظم في بعض الحالات ، يكون لذرات الأكسجين عدد أكسدة -2. ومع ذلك ، هناك بعض الاستثناءات لهذه القاعدة:
   • عندما يكون الأكسجين في الحالة الأولية (O₂) ، رقم الأكسدة الخاص به هو 0 ، كما هو الحال بالنسبة لجميع الذرات الأولية.
   • عندما الأكسجين هو جزء من بيروكسيد، ثم رقم الأكسدة هو -1. البيروكسيدات هي فئة من المركبات التي لها رابطة بسيطة بين الأكسجين والأكسجين (أو أنيون البيروكسيد)₂). على سبيل المثال ، في جزيء H₂O₂ (بيروكسيد الهيدروجين) ، وعدد أكسدة الأكسجين (وشحنته) هو -1.
   • عندما يرتبط الأكسجين بالفلور ، يكون رقم أكسده هو +2. لمزيد من المعلومات ، اقرأ قواعد الفلوريد لاحقًا في هذه المقالة.

5. 
   

   
   
   
   عيّن رقم أكسدة من +1 للهيدروجين (مع استثناءات). بالنسبة للأكسجين ، يخضع عدد أكسدة الهيدروجين لحالات استثنائية. بشكل عام ، يكون عدد أكسدة الهيدروجين +1 (ما لم يكن ، مرة أخرى ، في شكله الأولي ، H₂). ومع ذلك ، في حالة ما يسمى المركبات الهجينة الخاصة ، يكون للهيدروجين رقم أكسدة -1.
   • على سبيل المثال ، في جزيء H₂نحن نعلم أن الهيدروجين يحتوي على عدد أكسدة يبلغ +1 لأن الأكسجين له شحنة -2 ونحتاج إلى شحنة 2 + 1 للشحنة الكلية للمركب لتكون 0.ومع ذلك ، في شكل هجين من هيدروكسيد الصوديوم ، NaH ، يحتوي الهيدروجين على عدد أكسدة -1 لأن أيونات Na لها شحنة بقيمة +1 ؛ لذلك ، لكي تكون الشحنة الكلية للمركب صفراً ، يجب أن تكون شحنة الهيدروجين (وبالتالي رقم أكسدة) مساوية -1.

6. 
   

   
   فلور لديه دائما عدد الأكسدة -1. كما ذكرنا من قبل ، يمكن أن يختلف عدد أكسدة بعض العناصر لعدة أسباب (هذه هي حالة أيونات المعادن ، ذرات الأكسجين في البيروكسيدات ، إلخ). ومع ذلك ، يحتوي الفلور على عدد أكسدة -1 ، وهذا لا يتغير أبدًا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الفلور هو العنصر الأكثر إلكترونيا - بمعنى آخر ، هو العنصر الذي لديه أقل فرصة لإعطاء واحد من الإلكترونات والتي من المرجح أن تأخذ أو الإلكترون (العناصر) لعنصر آخر. لهذا السبب لا تتغير شحنته.

7. 
   

   
   النظر في عدد أكسدة مركب على قدم المساواة مع شحنة من هذا المركب. يجب أن يكون مجموع أرقام الأكسدة لجميع ذرات المركب مساوياً لشحنة هذا المركب. على سبيل المثال ، إذا لم يتم شحن المركب ، فيجب أن يكون مجموع أرقام الأكسدة لجميع ذراته يساوي 0 ؛ إذا كان المركب عبارة عن أيون شحنة متعدد الذرات -1 ، فيجب أن يكون مجموع أرقام الأكسدة -1 ، وهكذا.
   • هذه طريقة جيدة للتحقق مما إذا كنت قد أنجزت عملك بشكل جيد - إذا كان مجموع أرقام الأكسدة في مركبك لا يساوي إجمالي تكلفة مركبك ، فيمكنك التأكد من أنك ارتكبت خطأً. في مكان ما في تحديد أرقام الأكسدة الخاصة بك.

الجزء 2: تحديد أرقام الأكسدة للذرات التي لا تتبع قواعد محددة

1. 
   

   
   ابحث عن ذرات لا تحتوي على قواعد لتعيين أرقام الأكسدة. بالنسبة لبعض الذرات ، لا توجد قاعدة محددة لتحديد عدد الأكسدة. إذا لم تظهر الذرة الخاصة بك في الفقرات السابقة ولم تكن متأكدًا من تكلفتها (إذا كانت على سبيل المثال جزءًا من مجمع أكبر ولم يتم تحصيل رسومها الفردية لك) ، فيمكنك العثور على عدد من أكسدة الذرة عن طريق المضي قدما في القضاء. أولاً ، ستحدد رقم أكسدة كل من ذرات المركب الأخرى ، قبل تحديد عدد الذرة التي تهمك بناءً على الشحنة الكلية للمركب.
   • على سبيل المثال ، في مجمع نا₂SO₄، الشحنة الكبريتية (S) غير معروفة - كل ما يمكننا قوله هو أن شحنتها مختلفة عن صفر لأنها ليست في شكلها الأولي. إنه مرشح جيد لتطبيق هذه الطريقة الجبرية لتحديد عدد الأكسدة.

2. 
   

   
   أوجد أرقام الأكسدة للعناصر الأخرى للمركب. باستخدام القواعد الكيميائية لتحديد عدد الأكسدة ، ابحث عن أرقام أكسدة ذرات المركب الأخرى. انتبه إلى الحالات الاستثنائية لذرات O ، H ، إلخ.
   • باتباع قواعد الكيمياء الموضحة في القسم السابق ، نعلم أنه في مركب Na₂SO₄ تحتوي أيونات Na على شحنة (وبالتالي رقم أكسدة) بقيمة +1 وذرات الأكسجين لها رقم أكسدة -2.

3. 
   

   
   لكل ذرة ، اضرب عددهم برقم الأكسدة. الآن بعد أن عرفنا أعداد الأكسدة لجميع ذراتنا باستثناء ذرة الاهتمام ، يجب أن نأخذ في الاعتبار أن بعض هذه الذرات قد تظهر أكثر من مرة في المركب. اضرب المعامل العددي لكل ذرة (مكتوب في الفهرس بعد الرمز الكيميائي للذرة في المركب) برقم الأكسدة الخاص به.
   • في مجمع نا₂SO₄نحن نعلم أن هناك ذرتان من Na و 4 ذرات من O. لذلك يتعين علينا مضاعفة +1 (عدد أكسدة Na) بمقدار 2 للحصول على نتيجة 2 ، ثم ضرب -2 (عدد أكسدة O) بمقدار 4 للحصول على نتيجة -8.

4. 
   

   
   أضف النتائج. أضف نتائج مضاعفاتك للحصول على رقم الأكسدة بدون تأخذ في الاعتبار عدد من أكسدة الذرة التي تهمنا.
   • في مثال نا₂SO₄، كان من الضروري إضافة 2 و -8 للحصول على -6.

5. 
   

   
   احسب رقم الأكسدة غير المعروف بناءً على شحنة المركب. لديك الآن جميع المعلومات اللازمة للعثور على رقم الأكسدة الذي يهمنا باستخدام قواعد جبرية بسيطة. حدد معادلة تساوي نتائج الخطوات السابقة بالإضافة إلى رقم الأكسدة غير المعروف الشحنة الكلية للمركب. وبعبارة أخرى : (مجموع أرقام الأكسدة المعروفة) + (رقم الأكسدة غير معروف) = (الشحنة المركبة).
   • من خلال أخذ مثال نا₂SO₄إليك كيفية القيام بذلك:
     • (مجموع أرقام الأكسدة المعروفة) + (رقم الأكسدة غير معروف) = (الشحنة المركبة)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. عدد أكسدة S يساوي 6 في مجمع نا₂SO₄.