酸化数も酸化状態と呼ばれるが、それが一部である化合物が純粋にイオン性の性質を有すると仮定すると、原子中の電子の獲得または損失を説明するものです。したがって、酸化数といえば、すべての原子が静電的に相互作用しているイオンであると考えられます。
実際の画像は、どこにでもイオンがあるよりも複雑ですが、酸化数は、酸化還元(redox)反応を解釈するのに非常に役立ちます。これらの数を変更すると、どの種が酸化または電子を失っているか、または電子が還元または獲得されたかどうかがわかります。
鉄の装飾品や彫像を覆う酸化物層は、酸素の酸化数が-2であるO2-アニオンの一部で構成されています。ソース:ドラセノワ
単原子イオンのイオン電荷は、その酸化数と一致します。たとえば、無数の鉱物に見られる最も豊富なものの1つである酸化物アニオンO 2-の酸化数は-2です。これは次のように解釈されます。基底状態Oの酸素原子と比較して、2つの余分な電子があります。
酸化数は分子式から簡単に計算でき、イオン充填無機化合物の場合、多くの場合より有用で関連性があります。一方、有機化学では、ほとんどすべての結合が本質的に共有結合であるため、同じような重要性はありません。
酸化数を取得する方法は?
電気中性
化合物が中性であるためには、化合物のイオン電荷の合計がゼロでなければなりません。正または負の電荷を持つことができるのはイオンだけです。
したがって、酸化数の合計もゼロに等しくなければならないことを前提としています。これを念頭に置き、いくつかの算術計算を実行すると、任意の化合物の原子の酸化数を抽出または決定できます。
バレンシアス
いくつかの例外はありますが、原子価は原子の酸化数を決定する上で信頼できません。たとえば、グループ1のすべての元素、アルカリ金属は1の価数を持ち、したがって、不変の酸化数は+1です。+2の酸化数を持つグループ2のアルカリ土類金属でも同じことが起こります。
正の酸化数の前には常に「+」記号が付きます:+ 1、+ 2、+ 3など。そして同じようにネガティブ:-1、-2、-3など
一般的なルール
酸化数を決定する際に考慮しなければならないいくつかの一般的なルールがあります:
-酸素と硫黄の酸化数は-2:O 2-とS 2-
-純粋な元素の酸化数は0です:Fe 0、P 4 0、S 8 0
-The水素原子、それが結合している人に応じて、+1(Hの酸化数持つ+の)または-1(H - )
-Halogensは、限り、彼らは酸素またはフッ素で拘束されていないとして、-1の酸化数があります:Fを-はCl -、Brで-およびI -
例えばOHなどの分子イオン、-for - 、酸化数の和がされるであろう、ゼロに等しいが、イオンの電荷にすべきではない-1 OHための-(O 2- H +)-
-通常の状態の金属は正の酸化数を持っています
算術演算
化合物PbCO 3があるとします。炭酸アニオンCO 3 2-を特定すると、すべての酸化数の計算が簡単になります。酸素の酸化数が-2であることを知って、同じ炭酸塩から始めます。
(C x O 3 2-)2-
酸化数の合計は-2に等しくなければなりません:
x + 3(-2)= -2
x -6 = -2
x = +4
したがって、炭素の酸化数は+4です。
(C 4+ O 3 2-)2-
PbCO 3は次のようになります。
Pb z C 4+ O 3 2-
再び、酸化数をゼロに等しくなるように追加します。
z + 4-6 = 0
z = +2
したがって、鉛の酸化数は+2であるため、鉛はPb 2+カチオンとして存在すると想定されます。実際、炭酸塩の電荷が-2、鉛であることを知っているため、この計算を行う必要はありませんでした。
例
異なる化合物のさまざまな元素の酸化数のいくつかの例を以下に示します。
酸素
すべての金属酸化物はO 2-として酸素を持っています:CaO、FeO、Cr 2 O 3、BeO、Al 2 O 3、PbO 2など。ただし、過酸化物アニオンO 2 2-では、各酸素原子の酸化数は-1です。同様に、スーパーオキシドアニオン、Oで2 - 、各酸素原子が-1/2の酸化数を有しています。
一方、酸素がフッ素に結合すると、正の酸化数が得られます。例えば、二フッ化酸素、OF 2では、酸素は正の酸化数を持っています。どっち?フッ素が-1であることを知っていると、次のようになります。
O x F 2 -1
x + 2(-1)= 0
x -2 = 0
x = +2
したがって、酸素は酸化数を有する+2(O 2+)での2(O 2 + F 2 - )。
窒素
窒素のメイン酸化数は-3(N 3- H 3 +1)+3(N 3+ F 3 - )および+5(N 2 5+ O 5 2-)。
塩素
塩素の主な酸化数の1つは-1です。しかし、それが酸素、窒素またはフッ素、より電気陰性の元素と結合すると、すべてが変化します。+1(N:これが起こるとき、それは、次のような正の酸化数、取得3-のCl 3 +とCl + F -、Clで2 + O 2-、+ 2、+ 3(のClO)2 - )、+4、+5(ClO 2 +)、+ 6および+7(Cl 2 7+ O 7 2-)。
カリウム
すべての化合物に含まれるカリウムの酸化数は+1(K +)です。それは-1(K酸化数を取得することができる非常に特殊な条件でない限り- )。
硫黄
硫黄の場合は塩素の場合と同様です。酸素、フッ素、窒素、または同じ塩素と結合しない限り、酸化数は-2です。たとえば、他の酸化数は、-1、+ 1(S 2 +1 Cl 2 -)、+ 2(S 2+ Cl 2 -)、+ 3(S 2 O 4 2-)、+ 4( S 4+ O 2 2 -)、+ 5および+6(S 6+ O 3 2-)。
炭素
炭素の主な酸化状態は-4(C 4- H 4 +)と+4(C 4+ O 2 2-)です。ここから、この概念の失敗がわかります。メタン(CH 4)でも二酸化炭素(CO 2)でも、炭素はそれぞれC 4またはC 4+イオンではなく、共有結合を形成していますか。
-3、-2、-1、0などの他の炭素の酸化数は、一部の有機化合物の分子式に含まれています。ただし、繰り返しになりますが、炭素原子にイオン電荷があると仮定することはあまり有効ではありません。
一致
そして最後に、リンの主な酸化数は-3(Ca 3 2+ P 2 3-)、+ 3(H 3 + P 3+ O 3 2-)、および+5(P 2 5+ O 5 2-)。
参考文献
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