Objetivo: Continuar estudiando valencia. Dar el concepto de estado de oxidación. Considere los tipos de estados de oxidación: positivo, negativo, valor cero. Aprenda a determinar correctamente el estado de oxidación de un átomo en un compuesto. Enseñar técnicas para comparar y generalizar los conceptos estudiados; desarrollar habilidades para determinar el grado de oxidación mediante fórmulas químicas; continuar desarrollando habilidades Trabajo independiente; promover el desarrollo pensamiento lógico. Desarrollar un sentido de tolerancia (tolerancia y respeto por las opiniones de otras personas) y asistencia mutua; Realizar educación estética (a través del diseño de pizarrones y cuadernos, al utilizar presentaciones).
durante las clases
I. Organizar el tiempo
Revisando a los estudiantes para la lección.
II. Preparándose para la lección.
Para la lección necesitará: tabla periódica de D.I. Mendeleev, libro de texto, cuadernos de trabajo, bolígrafos, lápices.
III. revisando la tarea.
Un examen frontal, algunos trabajarán en el tablero con cartas, una prueba y la conclusión de esta etapa será un juego intelectual.
1. Trabajar con tarjetas.
1 tarjeta
Determinar las fracciones de masa (%) de carbono y oxígeno en dióxido de carbono. (CO 2 ) .
2 tarjeta
Determine el tipo de enlace en la molécula de H 2 S. Escriba las fórmulas estructurales y electrónicas de la molécula.
2. Encuesta frontal
- ¿Qué es un enlace químico?
- ¿Qué tipos de enlaces químicos conoces?
- ¿Qué enlace se llama enlace covalente?
- ¿Qué enlaces covalentes se distinguen?
- ¿Qué es la valencia?
- ¿Cómo definimos la valencia?
- ¿Qué elementos (metales y no metales) tienen valencia variable?
3. Pruebas
1. ¿En qué moléculas existe un enlace covalente apolar?
2 . ¿Qué molécula forma un triple enlace cuando se forma un enlace covalente no polar?
3 . ¿Cómo se llaman los iones cargados positivamente?
a) cationes
b) moléculas
B) aniones
D) cristales
4. ¿En qué fila se ubican las sustancias de un compuesto iónico?
A) CH4, NH3, Mg
B) CI 2, MgO, NaCI
B) MgF 2, NaCI, CaCI 2
D) H2S, HCl, H2O
5 . La valencia está determinada por:
A) por número de grupo
B) por el número de electrones desapareados
B) por tipo de enlace químico
D) por número de período.
4. Juego intelectual “Tic-tac-toe” »
Encuentra sustancias con enlaces covalentemente polares.
IV. Aprendiendo nuevo material
El estado de oxidación es una característica importante del estado de un átomo en una molécula. La valencia está determinada por el número de electrones desapareados en un átomo, orbitales con pares de electrones libres, solo en el proceso de excitación del átomo. La valencia más alta de un elemento suele ser igual al número de grupo. El grado de oxidación en compuestos con diferentes enlaces químicos se forma de manera diferente.
¿Cómo se forma el estado de oxidación de moléculas con diferentes enlaces químicos?
1) En compuestos con enlaces iónicos, los estados de oxidación de los elementos son iguales a las cargas de los iones.
2) En compuestos con enlace covalente apolar (en moléculas de sustancias simples), el estado de oxidación de los elementos es 0.
norte 2 0 , CI 2 0 , F 2 0 , S 0 , AI. 0
3) Para moléculas con un enlace covalente polar, el estado de oxidación se determina de manera similar a las moléculas con un enlace químico iónico.
Estado de oxidación del elemento es la carga condicional de su átomo en una molécula, si asumimos que la molécula está formada por iones.
El estado de oxidación de un átomo, a diferencia de su valencia, tiene signo. Puede ser positivo, negativo y cero.
La valencia se indica con números romanos encima del símbolo del elemento:
II |
I |
IV |
fe |
Cu |
S, |
y el estado de oxidación se indica mediante números arábigos con la carga encima de los símbolos de los elementos ( METROgramo +2 , Ca +2 ,norteun +1,CIˉ¹).
Un estado de oxidación positivo es igual al número de electrones dados a estos átomos. Un átomo puede ceder todos los electrones de valencia (para los grupos principales, estos son electrones del nivel exterior) correspondientes al número del grupo en el que se encuentra el elemento, mientras exhibe el estado de oxidación más alto (con la excepción de ОF 2). Por ejemplo: el estado de oxidación más alto del subgrupo principal del grupo II es +2 ( zinc +2) Tanto los metales como los no metales presentan un grado positivo, excepto F, He y Ne. Por ejemplo: C+4,N / A+1 , Alabama+3
Un estado de oxidación negativo es igual al número de electrones aceptados por un átomo dado; solo lo exhiben los no metales. Los átomos no metálicos añaden tantos electrones como les faltan para completar el nivel exterior, exhibiendo así un grado negativo.
Para los elementos de los principales subgrupos de los grupos IV-VII, el estado de oxidación mínimo es numéricamente igual a
Por ejemplo:
El valor del estado de oxidación entre el estado de oxidación más alto y el más bajo se llama intermedio:
Más alto |
Intermedio |
Más bajo |
C+3, C+2, C0, C-2 |
||
En compuestos con enlace covalente no polar (en moléculas de sustancias simples), el estado de oxidación de los elementos es 0: norte 2 0 , CONI 2 0 , F 2 0 , S 0 , AI. 0
Para determinar el estado de oxidación de un átomo en un compuesto, se deben tener en cuenta una serie de disposiciones:
1. Estado de oxidaciónFen todas las conexiones es igual a “-1”.N / A +1 F -1 , h +1 F -1
2. El estado de oxidación del oxígeno en la mayoría de los compuestos es (-2) excepción: OF 2 , donde el estado de oxidación es O +2F -1
3. El hidrógeno en la mayoría de los compuestos tiene un estado de oxidación de +1, excepto en los compuestos con metales activos, donde el estado de oxidación es (-1): N / A +1 h -1
4. El grado de oxidación de los metales de los principales subgrupos.I, II, IIILos grupos en todos los compuestos son +1,+2,+3.
Los elementos con estados de oxidación constantes son:
A) metales alcalinos (Li, Na, K, Pb, Si, Fr) - estado de oxidación +1
B) elementos del II subgrupo principal del grupo excepto (Hg): Be, Mg, Ca, Sr, Ra, Zn, Cd - estado de oxidación +2
B) elemento del grupo III: Al - estado de oxidación +3
Algoritmo para componer fórmulas en compuestos:
1 vía
1 . En primer lugar se escribe el elemento con menor electronegatividad y en segundo lugar el de mayor electronegatividad.
2 . El elemento escrito en primer lugar tiene carga positiva “+”, y el elemento escrito en segundo lugar tiene carga negativa “-”.
3 . Indique el estado de oxidación de cada elemento.
4 . Encuentra el múltiplo común de los estados de oxidación.
5. Divida el mínimo común múltiplo por el valor de los estados de oxidación y asigne los índices resultantes en la parte inferior derecha después del símbolo del elemento correspondiente.
6. Si el estado de oxidación es par - impar, entonces aparecen junto al símbolo en la parte inferior derecha - una cruz - entrecruzada sin los signos "+" y "-":
7. Si el estado de oxidación tiene un valor uniforme, primero se deben reducir al valor más bajo del estado de oxidación y poner una cruz sin los signos "+" y "-": C+4O-2
Método 2
1 . Denotamos el estado de oxidación de N por X, indicamos el estado de oxidación de O: norte 2 Xoh 3 -2
2 . Determinar la suma de cargas negativas, para ello multiplicar el estado de oxidación del oxígeno por el índice de oxígeno: 3· (-2) = -6
3 Para que una molécula sea eléctricamente neutra, es necesario determinar la suma de cargas positivas: X2 = 2X
4 .Inventa una ecuación algebraica:
norte 2 + 3 oh 3 –2
V. Consolidación
1) Reforzando el tema con un juego llamado “Serpiente”.
Reglas del juego: el profesor reparte tarjetas. Cada tarjeta contiene una pregunta y una respuesta a otra pregunta.
El profesor inicia el juego. Cuando se lee la pregunta, el estudiante que tiene la respuesta a mi pregunta en la tarjeta levanta la mano y dice la respuesta. Si la respuesta es correcta, entonces lee su pregunta y el alumno que tiene la respuesta a esta pregunta levanta la mano y responde, etc. Se forma una serpiente de respuestas correctas.
- ¿Cómo y dónde se indica el estado de oxidación de un átomo de un elemento químico?
Respuesta: Número arábigo encima del símbolo del elemento con carga "+" y "-". - ¿Qué tipos de estados de oxidación se distinguen en los átomos de los elementos químicos?
Respuesta: intermedio - ¿Qué grado exhibe el metal?
Respuesta: positivo, negativo, cero. - ¿Qué grado exhiben sustancias o moléculas simples con enlaces covalentes no polares?
Respuesta: positivo - ¿Qué carga tienen los cationes y aniones?
Respuesta: nulo. - ¿Cómo se llama el estado de oxidación que se encuentra entre los estados de oxidación positivo y negativo?
Respuesta: positivo negativo
2) Escribir fórmulas para sustancias que constan de los siguientes elementos.
- norte y h
- R y O
- Zn y Cl
3) Encuentra y tacha sustancias que no tengan un estado de oxidación variable.
Na, Cr, Fe, K, N, Hg, S, Al, C
VI. Resumen de la lección.
Calificación con comentarios
VII. Tarea
§23, páginas 67-72, complete la tarea después de §23-página 72 No. 1-4.
DEFINICIÓN
Estado de oxidación es una evaluación cuantitativa del estado de un átomo de un elemento químico en un compuesto, basada en su electronegatividad.
Ella acepta tanto lo positivo como lo valores negativos. Para indicar el estado de oxidación de un elemento en un compuesto, es necesario colocar un número arábigo con el signo correspondiente (“+” o “-”) encima de su símbolo.
Cabe recordar que el estado de oxidación es una cantidad que no tiene significado físico, ya que no refleja la carga real del átomo. Sin embargo, este concepto es muy utilizado en química.
Tabla de estados de oxidación de elementos químicos.
El estado de oxidación máximo positivo y mínimo negativo se puede determinar utilizando la Tabla Periódica D.I. Mendeleev. Son iguales al número del grupo en el que se ubica el elemento y a la diferencia entre el valor del estado de oxidación "más alto" y el número 8, respectivamente.
Si consideramos los compuestos químicos más específicamente, entonces en sustancias con enlaces no polares el estado de oxidación de los elementos es cero (N 2, H 2, Cl 2).
El estado de oxidación de los metales en estado elemental es cero, ya que la distribución de la densidad electrónica en ellos es uniforme.
En compuestos iónicos simples, el estado de oxidación de los elementos incluidos en ellos es igual a la carga eléctrica, ya que durante la formación de estos compuestos se produce una transición casi completa de electrones de un átomo a otro: Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F - 1 3 , Zr +4 Br -1 4 .
Al determinar el estado de oxidación de elementos en compuestos con enlaces covalentes polares, se comparan sus valores de electronegatividad. Dado que durante la formación de un enlace químico los electrones se desplazan hacia los átomos de elementos más electronegativos, estos últimos tienen un estado de oxidación negativo en los compuestos.
Hay elementos que se caracterizan por un solo valor de estado de oxidación (flúor, metales de los grupos IA y IIA, etc.). El flúor, caracterizado por el valor de electronegatividad más alto, siempre tiene un estado de oxidación negativo constante (-1) en los compuestos.
Los elementos alcalinos y alcalinotérreos, que se caracterizan por un valor de electronegatividad relativamente bajo, siempre tienen un estado de oxidación positivo igual a (+1) y (+2), respectivamente.
Sin embargo, también existen elementos químicos que se caracterizan por varios estados de oxidación (azufre - (-2), 0, (+2), (+4), (+6), etc.).
Para que sea más fácil recordar cuántos y qué estados de oxidación son característicos de un elemento químico en particular, utilice tablas de estados de oxidación de elementos químicos, que se ven así:
|
Número de serie |
Ruso Inglés Nombre |
Símbolo químico |
Estado de oxidación |
|
Hidrógeno |
|||
|
Helio |
|||
|
Litio |
|||
|
Berilio |
|||
|
(-1), 0, (+1), (+2), (+3) |
|||
|
Carbón |
(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4) |
||
|
Nitrógeno / Nitrógeno |
(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) |
||
|
Oxígeno |
(-2), (-1), 0, (+1), (+2) |
||
|
Flúor |
|||
|
Sodio/Sodio |
|||
|
Magnesio / Magnesio |
|||
|
Aluminio |
|||
|
Silicio |
(-4), 0, (+2), (+4) |
||
|
Fósforo / Fósforo |
(-3), 0, (+3), (+5) |
||
|
Azufre/Azufre |
(-2), 0, (+4), (+6) |
||
|
Cloro |
(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), raramente (+2) y (+4) |
||
|
Argón / Argón |
|||
|
Potasio/Potasio |
|||
|
Calcio |
|||
|
Escandio / Escandio |
|||
|
Titanio |
(+2), (+3), (+4) |
||
|
Vanadio |
(+2), (+3), (+4), (+5) |
||
|
Cromo / Cromo |
(+2), (+3), (+6) |
||
|
Manganeso / Manganeso |
(+2), (+3), (+4), (+6), (+7) |
||
|
Hierro |
(+2), (+3), raro (+4) y (+6) |
||
|
Cobalto |
(+2), (+3), raramente (+4) |
||
|
Níquel |
(+2), raro (+1), (+3) y (+4) |
||
|
Cobre |
+1, +2, raro (+3) |
||
|
Galio |
(+3), raro (+2) |
||
|
Germanio / Germanio |
(-4), (+2), (+4) |
||
|
Arsénico/Arsénico |
(-3), (+3), (+5), raramente (+2) |
||
|
Selenio |
(-2), (+4), (+6), raramente (+2) |
||
|
Bromo |
(-1), (+1), (+5), raramente (+3), (+4) |
||
|
Criptón / Criptón |
|||
|
Rubidio / Rubidio |
|||
|
Estroncio / Estroncio |
|||
|
Itrio / Itrio |
|||
|
Circonio / Circonio |
(+4), raro (+2) y (+3) |
||
|
Niobio / Niobio |
(+3), (+5), raro (+2) y (+4) |
||
|
Molibdeno |
(+3), (+6), raro (+2), (+3) y (+5) |
||
|
Tecnecio / Tecnecio |
|||
|
Rutenio / Rutenio |
(+3), (+4), (+8), raro (+2), (+6) y (+7) |
||
|
Rodio |
(+4), raro (+2), (+3) y (+6) |
||
|
Paladio |
(+2), (+4), raramente (+6) |
||
|
Plata |
(+1), raro (+2) y (+3) |
||
|
Cadmio |
(+2), raro (+1) |
||
|
indio |
(+3), raro (+1) y (+2) |
||
|
Estaño/Estaño |
(+2), (+4) |
||
|
Antimonio / Antimonio |
(-3), (+3), (+5), raramente (+4) |
||
|
Telurio / Telurio |
(-2), (+4), (+6), raramente (+2) |
||
|
(-1), (+1), (+5), (+7), raramente (+3), (+4) |
|||
|
Xenón / Xenón |
|||
|
Cesio |
|||
|
Bario / Bario |
|||
|
Lantano / Lantano |
|||
|
Cerio |
(+3), (+4) |
||
|
Praseodimio / Praseodimio |
|||
|
Neodimio / Neodimio |
(+3), (+4) |
||
|
Prometio / Prometio |
|||
|
Samario / Samario |
(+3), raro (+2) |
||
|
europio |
(+3), raro (+2) |
||
|
Gadolinio / Gadolinio |
|||
|
Terbio / Terbio |
(+3), (+4) |
||
|
Disprosio / Disprosio |
|||
|
Holmio |
|||
|
Erbio |
|||
|
Tulio |
(+3), raro (+2) |
||
|
Iterbio / Iterbio |
(+3), raro (+2) |
||
|
Lutecio / Lutecio |
|||
|
Hafnio / Hafnio |
|||
|
Tantalio / Tantalio |
(+5), raro (+3), (+4) |
||
|
Tungsteno/Tungsteno |
(+6), raro (+2), (+3), (+4) y (+5) |
||
|
Renio / Renio |
(+2), (+4), (+6), (+7), raro (-1), (+1), (+3), (+5) |
||
|
Osmio / Osmio |
(+3), (+4), (+6), (+8), raro (+2) |
||
|
Iridio / Iridio |
(+3), (+4), (+6), raramente (+1) y (+2) |
||
|
Platino |
(+2), (+4), (+6), raro (+1) y (+3) |
||
|
Oro |
(+1), (+3), raramente (+2) |
||
|
Mercurio |
(+1), (+2) |
||
|
Talio / Talio |
(+1), (+3), raramente (+2) |
||
|
Liderar/Liderar |
(+2), (+4) |
||
|
Bismuto |
(+3), raro (+3), (+2), (+4) y (+5) |
||
|
Polonio |
(+2), (+4), raramente (-2) y (+6) |
||
|
Astato |
|||
|
Radón / Radón |
|||
|
francio |
|||
|
Radio |
|||
|
Actinio |
|||
|
Torio |
|||
|
Proactinio / Protactinio |
|||
|
Uranio / Uranio |
(+3), (+4), (+6), raro (+2) y (+5) |
Ejemplos de resolución de problemas
EJEMPLO 1
- El estado de oxidación del fósforo en la fosfina es (-3) y en el ácido ortofosfórico - (+5). Cambio en el estado de oxidación del fósforo: +3 → +5, es decir primera opción de respuesta.
- El estado de oxidación de un elemento químico en una sustancia simple es cero. El grado de oxidación del fósforo en el óxido de composición P 2 O 5 es (+5). Cambio en el estado de oxidación del fósforo: 0 → +5, es decir Tercera opción de respuesta.
- El grado de oxidación del fósforo en la composición ácida HPO 3 es (+5) y H 3 PO 2 es (+1). Cambio en el estado de oxidación del fósforo: +5 → +1, es decir Quinta opción de respuesta.
EJEMPLO 2
| Ejercicio | El estado de oxidación (-3) del carbono en el compuesto es: a) CH 3 Cl; b) C2H2; c) HCOH; d) C2H6. |
| Solución | Para dar la respuesta correcta a la pregunta planteada, determinaremos alternativamente el grado de oxidación del carbono en cada uno de los compuestos propuestos. a) el estado de oxidación del hidrógeno es (+1) y el del cloro es (-1). Tomemos el estado de oxidación del carbono como “x”: x + 3×1 + (-1) =0; La respuesta es incorrecta. b) el estado de oxidación del hidrógeno es (+1). Tomemos el estado de oxidación del carbono como "y": 2×y + 2×1 = 0; La respuesta es incorrecta. c) el estado de oxidación del hidrógeno es (+1) y el del oxígeno es (-2). Tomemos el estado de oxidación del carbono como “z”: 1 + z + (-2) +1 = 0: La respuesta es incorrecta. d) el estado de oxidación del hidrógeno es (+1). Tomemos el estado de oxidación del carbono como “a”: 2×a + 6×1 = 0; Respuesta correcta. |
| Respuesta | Opción (d) |
(repetición)
II. Estado de oxidación (material nuevo)
Estado de oxidación- esta es una carga condicional que recibe un átomo como resultado de la donación (aceptación) completa de electrones, basada en la condición de que todos los enlaces del compuesto sean iónicos.
Consideremos la estructura de los átomos de flúor y sodio:
F+9)2)7
Na+11)2)8)1
- ¿Qué se puede decir sobre la integridad del nivel externo de los átomos de flúor y sodio?
- ¿Qué átomo es más fácil de aceptar y cuál es más fácil de ceder electrones de valencia para completar el nivel exterior?
¿Ambos átomos tienen un nivel exterior incompleto?
Es más fácil para un átomo de sodio ceder electrones y para un átomo de flúor aceptar electrones antes de completar el nivel exterior.
F 0 + 1ē → F -1 (un átomo neutro acepta un electrón negativo y adquiere un estado de oxidación “-1”, convirtiéndose en ion cargado negativamente - anión )
Na 0 – 1ē → Na +1 (un átomo neutro cede un electrón negativo y adquiere un estado de oxidación de “+1”, convirtiéndose en ion cargado positivamente - catión )
Cómo determinar el estado de oxidación de un átomo en PSHE D.I. ¿Mendeleev?
Reglas de determinación estado de oxidación de un átomo en PSHE D.I. Mendeleev:
1. Hidrógeno generalmente presenta número de oxidación (CO) +1 (excepción, compuestos con metales (hidruros) - en hidrógeno, CO es igual a (-1) Me + n H n -1)
2. Oxígeno generalmente exhibe SO -2 (excepciones: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - peróxido de hidrógeno)
3. Rieles solo mostrar + norte CO positivo
4. Flúor siempre presenta CO igual -1 (F-1)
5. Para elementos subgrupos principales:
Más alto CO (+) = número de grupo norte grupos
Más bajo CO (-) = norte grupos – 8
Reglas para determinar el estado de oxidación de un átomo en un compuesto:
I. Estado de oxidación átomos libres y átomos en moléculas sustancias simples igual a cero - Na 0 , P 4 0 , O 2 0
II. EN sustancia compleja la suma algebraica de los CO de todos los átomos, teniendo en cuenta sus índices, es igual a cero = 0 , y en ion complejo su cargo.
Por ejemplo, h +1 norte +5 oh 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Ejercicio 1 – determinar los estados de oxidación de todos los átomos en la fórmula del ácido sulfúrico H 2 SO 4?
1. Pongamos los estados de oxidación conocidos del hidrógeno y el oxígeno, y tomemos el CO del azufre como “x”
H +1 S x O 4 -2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X = 6 o (+6), por lo tanto, el azufre tiene C O +6, es decir S+6
Tarea 2 – determinar los estados de oxidación de todos los átomos en la fórmula del ácido fosfórico H 3 PO 4?
1. Pongamos los estados de oxidación conocidos del hidrógeno y el oxígeno, y tomemos el CO del fósforo como “x”
H3+1PxO4-2
2. Compongamos y resolvamos la ecuación según la regla (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X = 5 o (+5), por lo tanto, el fósforo tiene C O +5, es decir P+5
Tarea 3 – determinar los estados de oxidación de todos los átomos en la fórmula del ion amonio (NH 4) +?
1. Pongamos el estado de oxidación conocido del hidrógeno y tomemos el CO2 del nitrógeno como “x”
La valencia (del latín valere - tener un valor) es una medida de la "capacidad de conexión" de un elemento químico, igual al número de enlaces químicos individuales que puede formar un átomo.
La valencia está determinada por el número de enlaces que forma un átomo con otros. Por ejemplo, considere la molécula
Para determinar la valencia, es necesario tener un buen conocimiento de las fórmulas gráficas de las sustancias. En este artículo verás muchas fórmulas. También te informo sobre elementos químicos con valencia constante, que es muy útil conocer.
En teoría electrónica, se cree que la valencia de un enlace está determinada por el número de electrones no apareados (de valencia) en el estado fundamental o excitado. Tocamos el tema de los electrones de valencia y el estado excitado del átomo. Usando el fósforo como ejemplo, combinemos estos dos temas para una comprensión completa.
La gran mayoría de elementos químicos tienen un valor de valencia variable. La valencia variable es característica del cobre, hierro, fósforo, cromo y azufre.
A continuación verás elementos con valencia variable y sus compuestos. Tenga en cuenta que otros elementos con valencia constante nos ayudan a determinar su valencia inestable.
Recuerde que para algunas sustancias simples la valencia toma los siguientes valores: III - para nitrógeno, II - para oxígeno. Resumamos los conocimientos adquiridos al escribir fórmulas gráficas para nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono y monóxido de carbono, carbonato de sodio, fosfato de litio, sulfato de hierro (II) y acetato de potasio.
Como habrás notado, las valencias se indican con números romanos: I, II, III, etc. En las fórmulas presentadas, las valencias de las sustancias son iguales:
- norte-iii
- O-II
- H, Na, K, li - Yo
- S-VI
- C - II (en monóxido de carbono CO), IV (en dióxido de carbono CO 2 y carbonato de sodio Na 2 CO 3
- Fe-II
El grado de oxidación (CO) es un indicador condicional que caracteriza la carga de un átomo en un compuesto y su comportamiento en una ORR (reacción redox). En sustancias simples, el CO es siempre cero, en sustancias complejas se determina en función de los estados de oxidación constantes de algunos elementos.
Numéricamente, el estado de oxidación es igual a la carga convencional que se le puede asignar a un átomo, guiado por el supuesto de que todos los electrones que forman enlaces han ido a un elemento más electronegativo.
Al determinar el grado de oxidación, asignamos una carga convencional "+" a algunos elementos y "-" a otros. Esto se debe a la electronegatividad, la capacidad de un átomo de atraer electrones hacia sí mismo. El signo "+" significa falta de electrones y el signo "-", exceso. Repito, el CO es un concepto relativo.
La suma de todos los estados de oxidación de una molécula es cero; es importante recordar esto durante la autoevaluación.
Conociendo los cambios de electronegatividad en períodos y grupos de la tabla periódica D.I. Mendeleev, podemos concluir qué elemento toma “+” y cuál toma menos. En este asunto también ayudan los elementos con un estado de oxidación constante.
El que es más electronegativo atrae con más fuerza los electrones y “entra en menos”. Aquellos que donan sus electrones y experimentan una falta de ellos reciben un signo “+”.
Determine de forma independiente los estados de oxidación de los átomos en las siguientes sustancias: RbOH, NaCl, BaO, NaClO 3, SO 2 Cl 2, KMnO 4, Li 2 SO 3, O 2, NaH 2 PO 4. A continuación encontrará una solución a este problema.
Compara el valor de la electronegatividad según la tabla periódica y, por supuesto, usa tu intuición :) Sin embargo, a medida que estudias química, el conocimiento preciso de los estados de oxidación debería reemplazar incluso la intuición más desarrollada;-)
Especialmente quiero resaltar el tema de los iones. Un ion es un átomo o grupo de átomos que, debido a la pérdida o adquisición de uno o más electrones, ha adquirido una carga positiva o negativa.
Al determinar el CO de los átomos de un ion, no se debe esforzarse por llevar la carga total del ion a "0", como en una molécula. Los iones se dan en la tabla de solubilidad, tienen diferentes cargas: esta es la carga a la que se debe llevar el ion en total. Te lo explicaré con un ejemplo.
© Bellevich Yuri Sergeevich 2018-2020
Este artículo fue escrito por Yuri Sergeevich Bellevich y es su propiedad intelectual. La copia, distribución (incluso mediante copia a otros sitios y recursos en Internet) o cualquier otro uso de información y objetos sin el consentimiento previo del titular de los derechos de autor está penado por la ley. Para obtener los materiales del artículo y el permiso para usarlos, comuníquese con
Temas Codificador del examen estatal unificado: Electronegatividad. Estado de oxidación y valencia de elementos químicos.
Cuando los átomos interactúan y se forman, los electrones entre ellos en la mayoría de los casos se distribuyen de manera desigual, ya que las propiedades de los átomos difieren. Más electronegativo el átomo atrae más fuertemente hacia sí la densidad de electrones. Un átomo que ha atraído hacia sí densidad de electrones adquiere una carga negativa parcial. δ — , su “compañero” es una carga positiva parcial δ+ . Si la diferencia de electronegatividad de los átomos que forman un enlace no excede 1,7, llamamos al enlace polar covalente . Si la diferencia de electronegatividades que forman un enlace químico excede 1,7, entonces llamamos a dicho enlace iónico .
Estado de oxidación es la carga condicional auxiliar de un átomo de elemento en un compuesto, calculada a partir del supuesto de que todos los compuestos están formados por iones (todos los enlaces polares son iónicos).
¿Qué significa "cargo condicional"? Simplemente aceptamos que simplificaremos un poco las cosas: consideraremos que cualquier enlace polar es completamente iónico y asumiremos que el electrón sale o viene completamente de un átomo a otro, aunque en realidad no sea así. Y un electrón condicional sale de un átomo menos electronegativo a uno más electronegativo.
Por ejemplo, en el enlace H-Cl creemos que el hidrógeno "cedió" condicionalmente un electrón y su carga pasó a ser +1, y el cloro "aceptó" un electrón y su carga pasó a ser -1. De hecho, no existen cargas totales en estos átomos.
Seguramente tienes una pregunta: ¿por qué inventar algo que no existe? Este no es un plan insidioso de los químicos, todo es simple: este modelo es muy conveniente. Las ideas sobre el estado de oxidación de los elementos son útiles al compilar. clasificaciones sustancias químicas, descripción de sus propiedades, recopilación de fórmulas de compuestos y nomenclatura. Los estados de oxidación se utilizan especialmente cuando se trabaja con reacciones redox.
Hay estados de oxidación. más alto, inferior Y intermedio.
Más alto el estado de oxidación es igual al número del grupo con un signo más.
Más bajo se define como el número de grupo menos 8.
Y intermedio Un número de oxidación es casi cualquier número entero que va desde el estado de oxidación más bajo hasta el más alto.
Por ejemplo, el nitrógeno se caracteriza por: el estado de oxidación más alto es +5, el más bajo 5 - 8 = -3 y los estados de oxidación intermedios de -3 a +5. Por ejemplo, en la hidracina N 2 H 4 el estado de oxidación del nitrógeno es intermedio, -2.
Muy a menudo, el estado de oxidación de los átomos en sustancias complejas se indica primero con un signo y luego con un número, por ejemplo. +1, +2, -2 etc. Cuando estamos hablando acerca de sobre la carga del ion (suponiendo que el ion realmente exista en el compuesto), luego indique primero el número y luego el signo. Por ejemplo: Ca 2+ , CO 3 2- .
Para encontrar los estados de oxidación, use lo siguiente normas :
- Estado de oxidación de los átomos en sustancias simples igual a cero;
- EN moléculas neutras la suma algebraica de los estados de oxidación es cero, para los iones esta suma es igual a la carga del ion;
- Estado de oxidación Metales alcalinos (elementos del grupo I del subgrupo principal) en compuestos es +1, estado de oxidación metales alcalinotérreos (elementos del grupo II del subgrupo principal) en compuestos es +2; estado de oxidación aluminio en conexiones es igual a +3;
- Estado de oxidación hidrógeno en compuestos con metales (- NaH, CaH 2, etc.) es igual a -1 ; en compuestos con no metales () +1 ;
- Estado de oxidación oxígeno igual a -2 . Excepción constituir peróxidos– compuestos que contienen el grupo –O-O-, donde el estado de oxidación del oxígeno es igual a -1 y algunos otros compuestos ( superóxidos, ozonuros, fluoruros de oxígeno DE 2 y etc.);
- Estado de oxidación fluoruro en todas las sustancias complejas es igual -1 .
Arriba se enumeran situaciones en las que consideramos el estado de oxidación. constante . Todos los demás elementos químicos tienen un estado de oxidación. — variable, y depende del orden y tipo de átomos del compuesto.
Ejemplos:
Ejercicio: determine los estados de oxidación de los elementos en la molécula de dicromato de potasio: K 2 Cr 2 O 7 .
Solución: El estado de oxidación del potasio es +1, el estado de oxidación del cromo se denota como X, el estado de oxidación del oxígeno es -2. La suma de todos los estados de oxidación de todos los átomos de una molécula es igual a 0. Obtenemos la ecuación: +1*2+2*x-2*7=0. Resolviendolo obtenemos el estado de oxidación del cromo +6.
En los compuestos binarios, el elemento más electronegativo tiene un estado de oxidación negativo y el elemento menos electronegativo tiene un estado de oxidación positivo.
tenga en cuenta que ¡El concepto de estado de oxidación es muy arbitrario! El número de oxidación no indica la carga real de un átomo y no tiene ningún significado físico real.. Este es un modelo simplificado que funciona eficazmente cuando necesitamos, por ejemplo, igualar los coeficientes en la ecuación de una reacción química o algoritmizar la clasificación de sustancias.
El número de oxidación no es valencia.! El estado de oxidación y la valencia no coinciden en muchos casos. Por ejemplo, la valencia del hidrógeno en una sustancia simple H2 es igual a I y el estado de oxidación, según la regla 1, es igual a 0.
Estas son las reglas básicas que le ayudarán a determinar el estado de oxidación de los átomos en los compuestos en la mayoría de los casos.
En algunas situaciones, es posible que tenga dificultades para determinar el estado de oxidación de un átomo. Veamos algunas de estas situaciones y veamos cómo resolverlas:
- En los óxidos dobles (tipo sal), el grado de un átomo suele ser de dos estados de oxidación. Por ejemplo, en la escala de hierro Fe 3 O 4, el hierro tiene dos estados de oxidación: +2 y +3. ¿Cuál debo indicar? Ambos. Para simplificar, podemos imaginar este compuesto como una sal: Fe(FeO 2) 2. En este caso, el residuo ácido forma un átomo con un estado de oxidación de +3. O el doble óxido se puede representar de la siguiente manera: FeO*Fe 2 O 3.
- En los compuestos peroxo, el estado de oxidación de los átomos de oxígeno conectados por enlaces covalentes apolares, por regla general, cambia. Por ejemplo, en el peróxido de hidrógeno H 2 O 2 y los peróxidos de metales alcalinos, el estado de oxidación del oxígeno es -1, porque uno de los enlaces es covalente no polar (H-O-O-H). Otro ejemplo es el ácido peroxomonosulfúrico (ácido caro) H 2 SO 5 (ver figura) contiene dos átomos de oxígeno con un estado de oxidación -1, los átomos restantes con un estado de oxidación -2, por lo que la siguiente entrada será más comprensible: H 2 SO 3 (O2). También se conocen compuestos de peroxo de cromo, por ejemplo, peróxido de cromo (VI) CrO(O 2) 2 o CrO 5, y muchos otros.
- Otro ejemplo de compuestos con estados de oxidación ambiguos son los superóxidos (NaO 2) y los ozonuros salinos KO 3. En este caso, es más apropiado hablar del ion molecular O 2 con carga -1 y O 3 con carga -1. La estructura de tales partículas se describe mediante algunos modelos, que en ruso plan de estudios se toman en los primeros años de las universidades de química: MO LCAO, el método de superposición de esquemas de valencia, etc.
- En compuestos orgánicos, el concepto de estado de oxidación no es muy conveniente de utilizar, porque Existe una gran cantidad de enlaces covalentes no polares entre los átomos de carbono. Sin embargo, si dibuja la fórmula estructural de una molécula, el estado de oxidación de cada átomo también puede determinarse por el tipo y la cantidad de átomos a los que ese átomo está directamente unido. Por ejemplo, el estado de oxidación de los átomos de carbono primarios en los hidrocarburos es -3, para los átomos secundarios -2, para los átomos terciarios -1 y para los átomos cuaternarios - 0.
Practiquemos determinar el estado de oxidación de los átomos en compuestos orgánicos. Para hacer esto, es necesario dibujar la fórmula estructural completa del átomo y seleccionar el átomo de carbono con su entorno más cercano: los átomos con los que está directamente conectado.
- Para simplificar los cálculos, puede utilizar la tabla de solubilidad: muestra las cargas de los iones más comunes. En la mayoría de los exámenes de química rusos (USE, GIA, DVI), se permite el uso de una tabla de solubilidad. Se trata de una hoja de referencia ya preparada que, en muchos casos, puede ahorrar mucho tiempo.
- Al calcular el estado de oxidación de elementos en sustancias complejas, primero indicamos los estados de oxidación de los elementos que conocemos con certeza (elementos con un estado de oxidación constante) y denotamos el estado de oxidación de los elementos con un estado de oxidación variable como x. La suma de todas las cargas de todas las partículas es cero en una molécula o igual a la carga de un ion en un ion. A partir de estos datos es fácil crear y resolver una ecuación.
