HAPPETUSTILA on varaus, joka molekyylin tai ionin atomilla voisi olla, jos kaikki sen sidokset muihin atomeihin katkesivat ja yhteiset elektroniparit jättäisivät enemmän elektronegatiivisia alkuaineita.
Missä yhdisteistä hapen hapetusaste on positiivinen: H2O; H202; CO2; OF2?
OF2. Tämän yhdisteen hapen hapetusaste on + 2
Mikä aineista on vain pelkistävä aine: Fe; SO3; Cl2; HNO3?
rikkioksidi (IV) - SO 2
Mikä elementti D.I:n jaksollisen järjestelmän III jaksossa? Mendelejev, ollessaan vapaassa tilassa, on vahvin hapettava aine: Na; Al; S; Cl2?
Cl klooria
V-osa
Mihin epäorgaanisten yhdisteiden luokkiin seuraavat aineet kuuluvat: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni(OH)2, FeS, Na2CO3?
Monimutkaiset aineet. oksideja
Tee kaavoja: a) fosforihapon happamat kaliumsuolat; b) hiilihapon H2CO3 emäksinen sinkkisuola.
Mitä aineita saadaan seuraavien vuorovaikutuksesta: a) hapot suolan kanssa; b) hapot emäksen kanssa; c) suola suolan kanssa; d) emäkset suolalla? Anna esimerkkejä reaktioista.
A) metallioksidit, metallisuolat.
B) suolat (vain liuoksessa)
D) muodostuu uusi suola, liukenematon emäs ja vety
Mitkä seuraavista aineista reagoivat kloorivetyhapon kanssa: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Tee yhtälöt mahdollisista reaktioista.
Zn(OH)2 + 2 HCl = ZnCl + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Ilmoita minkä tyyppiseen oksidiin kuparioksidi kuuluu ja todista se kemiallisten reaktioiden avulla.
metallioksidi.
Kuparioksidi (II) CuO - mustia kiteitä, kiteytyy monokliinisessä järjestelmässä, tiheys 6,51 g / cm3, sulamispiste 1447 ° C (happipaineessa). Kuumennettaessa 1100 °C:seen se hajoaa muodostaen kupari(I)oksidia:
4CuO = 2Cu20 + O2.
Se ei liukene veteen eikä reagoi sen kanssa. Sillä on heikosti ilmaistut amfoteeriset ominaisuudet, joissa vallitsee perusominaisuudet.
Ammoniakin vesiliuoksissa se muodostaa tetraamiinikupari(II)hydroksidia:
CuO + 4NH3 + H2O = (OH)2.
Reagoi helposti laimennettujen happojen kanssa muodostaen suolaa ja vettä:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Alkaleihin sulatettuna se muodostaa kupraatteja:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Pelkistetty vedyn, hiilimonoksidin ja aktiivisten metallien vaikutuksesta metalliksi kupariksi:
CuO + H2 = Cu + H20;
CuO + CO = Cu + C02;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Se saadaan kalsinoimalla kupari(II)hydroksidia 200 °C:ssa:
Cu(OH)2 = CuO + H2O Kuparin (II) oksidin ja hydroksidin saaminen
tai metallisen kuparin hapettumisen aikana ilmassa 400–500 °C:ssa:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Viimeistele reaktioyhtälöt:
Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4+2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ + SO4^2-=Mg^2+ + SO4^2- +2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ = Mg^2+ +2H2O^-
NaOH + H3PO4 \u003d NaH2PO4 + H2O FE \u003d 1
H3PO4 + 2NaOH \u003d Na2HPO4 + 2H2O FE \u003d 1/2
H3PO4 + 3NaOH \u003d Na3PO4 + 3H2O FE \u003d 1/3
ensimmäisessä tapauksessa 1 mol fosforihappoa hm .. . vastaa yhtä protonia... joten ekvivalenssikerroin on 1
prosentuaalinen pitoisuus - aineen massa grammoina, joka sisältyy 100 grammaan liuosta. jos 100 g liuosta sisältää 5 g suolaa, kuinka paljon tarvitaan 500 g?
tiitteri on aineen massa grammoina 1 ml:ssa liuosta. 0,3 g riittää 300 ml:aan.
Ca (OH) 2 + H2CO3 \u003d CaO + H2O 2 / ominaisreaktio - neutralointireaktio Ca / OH / 2 + H2CO3 \u003d CaCO3 + H2O 3 / reagoi happooksidien Ca / OH / 2 + CO2 \u003d CaCO3 + H2O 4 kanssa / happamien suolojen kanssa Ca / OH / 2 + 2KHCO3 \u003d K2CO3 + CaCO3 + 2H2O 5 / alkalit joutuvat vaihtoreaktioon suolojen kanssa. jos tässä tapauksessa muodostuu sakka 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu / OH / 2 / sakka / 6 / alkaliliuokset reagoivat ei-metallien, samoin kuin alumiinin tai sinkin kanssa. OVR.
Nimeä kolme tapaa saada suoloja. Tue vastaustasi reaktioyhtälöillä
A) Neutralointireaktio.. Veden haihduttamisen jälkeen saadaan kiteistä suolaa. Esimerkiksi:
B) Emästen reaktio happamien oksidien kanssa(katso kohta 8.2). Tämä on myös muunnelma neutralointireaktiosta:
SISÄÄN) Happojen reaktio suolojen kanssa. Tämä menetelmä sopii esimerkiksi, jos muodostuu liukenematon suola, joka saostuu:
Mitkä seuraavista aineista voivat reagoida keskenään: NaOH, H3PO4, Al(OH)3, SO3, H2O, CaO? Tue vastaustasi reaktioyhtälöillä
2 NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2
Al(OH)3 + NaOH = Na(Al(OH)4) tai NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
VI osa
Atomin ydin (protonit, neutronit).
Atomi on kemiallisen alkuaineen pienin hiukkanen, joka säilyttää kaiken Kemialliset ominaisuudet. Atomi koostuu positiivisesti varautuneesta ytimestä ja negatiivisesti varautuneista elektroneista. Minkä tahansa kemiallisen alkuaineen ytimen varaus on yhtä suuri kuin Z:n tulo e:llä, missä Z on tämän alkuaineen sarjanumero kemiallisten alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä, e on alkusähkövarauksen arvo.
Protonit- stabiilit alkuainehiukkaset, joilla on yksikköpositiivinen sähkövaraus ja massa 1836 kertaa suurempi kuin elektronin massa. Protoni on kevyimmän alkuaineen, vedyn, ydin. Protonien lukumäärä ytimessä on Z. Neutron- neutraali (ei sähkövarausta) alkuainehiukkanen, jonka massa on hyvin lähellä protonin massaa. Koska ytimen massa koostuu protonien ja neutronien massasta, atomin ytimessä olevien neutronien lukumäärä on A - Z, missä A on tietyn isotoopin massaluku (katso Kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä) . Protoneja ja neutroneja, jotka muodostavat ytimen, kutsutaan nukleoneiksi. Ytimessä nukleoneja sitovat erityiset ydinvoimat.
Elektronit
Elektroni- aineen pienin hiukkanen, jolla on negatiivinen sähkövaraus e=1,6·10 -19 coulombia alkeissähkövaraukseksi otettuna. Ytimen ympäri pyörivät elektronit sijaitsevat elektronikuorilla K, L, M jne. K on ydintä lähinnä oleva kuori. Atomin koon määrää sen elektronikuoren koko.
isotoopit
Isotooppi - saman kemiallisen alkuaineen atomi, jonka ytimessä on sama määrä protoneja (positiivisesti varautuneita hiukkasia), mutta eri määrä neutroneja, ja itse elementillä on sama atominumero kuin pääelementillä. Tästä johtuen isotoopeilla on erilaiset atomimassat.
Kun sidoksia muodostuu vähemmän elektronegatiivisilla atomeilla (fluorille nämä ovat kaikki alkuaineita, kloorille kaikki paitsi fluori ja happi), kaikkien halogeenien valenssi on sama. Hapetusaste on -1 ja ionin varaus on 1-. Positiiviset hapetustilat eivät ole mahdollisia fluorille. Toisaalta kloorilla on erilaisia positiivisia hapetusasteita aina +7:ään asti (ryhmänumero). Liitäntäesimerkkejä on annettu Viite-osiossa.
Useimmissa yhdisteissä kloori, vahvasti elektronegatiivisena alkuaineena (EO = 3,0), toimii negatiivisessa hapetustilassa -1. Yhdisteissä, joissa on enemmän elektronegatiivista fluoria, happea ja typpeä, se osoittaa positiivisia hapetustiloja. Erityisen erilaisia ovat klooriyhdisteet hapen kanssa, joissa kloorin hapetustilat ovat +1, -f3, +5 ja +7 sekä +4 ja Ch-6.
Klooriin verrattuna fluori F on paljon aktiivisempi. Se reagoi lähes kaikkien kemiallisten alkuaineiden, alkali- ja maa-alkalimetallien kanssa, jopa kylmässä. Jotkut metallit (Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ni) kestävät fluoria kylmässä fluorikalvon muodostumisen vuoksi. Fluori on vahvin hapettava aine kaikista tunnetuista alkuaineista. Se on ainoa halogeeni, joka ei pysty osoittamaan positiivisia hapetustiloja. Kuumennettaessa fluori reagoi kaikkien metallien, mukaan lukien kullan ja platinan, kanssa. Se muodostaa useita yhdisteitä hapen kanssa, ja nämä ovat ainoita yhdisteitä, joissa happi on sähköpositiivista (esimerkiksi happidifluoridi OFa). Toisin kuin oksideja, näitä yhdisteitä kutsutaan happifluorideiksi.
Happialaryhmän alkuaineet eroavat ominaisuuksiltaan merkittävästi hapesta. Niiden tärkein ero on kyky osoittaa positiivisia hapetustiloja, jopa
Erot halogeenien välillä ovat huomattavimpia yhdisteissä, joissa niillä on positiivinen hapetusaste. Nämä ovat pääasiassa halogeeniyhdisteitä, joissa on eniten elektronegatiivisia alkuaineita - fluoria ja happea, jotka
Happiatomilla on elektroninen konfiguraatio [He]25 2р. Koska tämä alkuaine on elektronegatiivisuudessaan toiseksi vain fluorin jälkeen, sillä on lähes aina negatiivinen hapetusaste yhdisteissä. Ainoat yhdisteet, joissa hapen hapetusaste on positiivinen, ovat fluoria sisältävät yhdisteet Op2 ja Op.
Vuonna 1927 saatiin epäsuorasti fluorin happiyhdiste, jossa hapen positiivinen hapetusaste on kaksi
Koska ammoniakin typpiatomit houkuttelevat elektroneja voimakkaammin kuin alkuainetypessä, niillä sanotaan olevan negatiivinen hapetustila. Typpidioksidissa, jossa typpiatomit houkuttelevat elektroneja vähemmän voimakkaasti kuin alkuainetypessä, sillä on positiivinen hapetustila. Alkuainetypessä tai alkuainehapessa jokaisen atomin hapetusaste on nolla. (Hapetustila nolla lasketaan kaikille yhdistämättömässä tilassa oleville elementeille.) Hapetustila on hyödyllinen käsite redox-reaktioiden ymmärtämisessä.
Kloori muodostaa kokonaisen sarjan oksianioneja ClO, ClO, ClO3 ja ClOg, joissa sillä on peräkkäinen sarja positiivisia hapetustiloja. Kloridi-ionilla C1 on jalokaasun Ar elektroninen rakenne, jossa on neljä valenssielektroniparia. Edellä mainitut neljä kloorioksianionia voidaan ajatella kloridi-ionin, CH, reaktiotuotteina Lewis-emäksenä, jossa on yksi, kaksi, kolme tai neljä happiatomia, joista jokaisella on elektronin vastaanottajaominaisuuksia, ts. lewis happo
Rikin, seleenin ja telluurin kemialliset ominaisuudet eroavat monessa suhteessa hapen ominaisuuksista. Yksi tärkeimmistä eroista on, että näillä alkuaineilla on positiivinen hapetusaste aina -1-6 asti, joita löytyy mm.
Elektroninen konfiguraatio ns np mahdollistaa tämän ryhmän elementtien hapetusasteiden -I, +11, +IV ja +VI. Koska vain kaksi elektronia puuttuu ennen inerttikaasukonfiguraation muodostumista, syntyy -II-hapetustila erittäin helposti. Tämä koskee erityisesti ryhmän kevyitä elementtejä.
Itse asiassa happi eroaa kaikista ryhmän elementeistä siinä, kuinka helposti sen atomi hankkii kaksi elektronia muodostaen kaksinkertaisesti varautuneen negatiivisen ionin. Lukuun ottamatta hapen epätavallisia negatiivisia hapetustiloja peroksideissa (-1), superoksideissa (-Va) ja otsonideissa (7h), yhdisteissä, joissa on happi-happisidoksia, sekä tiloja + 1 ja - + II yhdisteet O. Fa ja ORz hapen hapetusaste kaikissa yhdisteissä on -I. Muiden ryhmän elementtien osalta negatiivinen hapetustila muuttuu vähitellen epästabiiliksi ja positiiviset muuttuvat vakaammaksi. Raskaat alkuaineet hallitsevat alhaisemmat positiiviset hapetustilat.
Positiivisessa hapetustilassa olevan alkuaineen luonteen mukaan oksidien luonne jaksollisen järjestelmän jaksoissa ja ryhmissä muuttuu luonnollisesti. Ajoittain happiatomien negatiivinen tehollinen varaus pienenee ja tapahtuu asteittaista siirtymistä emäksisistä oksideista amfoteerisiin oksideihin happamiin, esim.
Nal, Mgb, AIF3, ZrBf4. Määritettäessä alkuaineiden hapetusastetta yhdisteissä, joissa on polaarisia kovalenttisia sidoksia, niiden elektronegatiivisuuden arvoja verrataan (katso 1.6). Koska kemiallisen sidoksen muodostumisen aikana elektronit siirtyvät elektronegatiivisempien alkuaineiden atomeihin, jälkimmäiset on negatiivinen hapetusaste yhdisteissä , yhdisteissä on aina jatkuva negatiivinen hapetusaste -1.
I-hapelle, jolla on myös korkea elektronegatiivisuusarvo, on ominaista negatiivinen hapetusaste, yleensä -2, peroksideissa -1. Poikkeuksena on yhdiste OF2, jossa hapen hapetusaste on 4-2. Alkali- ja maa-alkalielementeillä, joille on ominaista suhteellisen alhainen elektronegatiivisuus, on aina positiivinen hapetusaste, vastaavasti +1 ja +2. Esimerkiksi vedyllä on vakio hapetusaste (+ 1) useimmissa yhdisteissä
Elektronegatiivisuudessa happi on toisella sijalla fluorin jälkeen. Fluoria sisältävät happiyhdisteet ovat ainutlaatuisia, koska vain näissä yhdisteissä hapella on positiivinen hapetustila.
Hapen positiivisen hapetustilan johdannaiset ovat voimakkaimpia energiaintensiivisiä hapettimia, jotka pystyvät vapauttamaan niihin varastoitunutta kemiallista energiaa tietyissä olosuhteissa. Niitä voidaan käyttää tehokkaina ponneaineen hapettimina.
Ja ne kuuluvat ei-metalleihin, ilmoitettu tila on heille yleisin. Ryhmän 6A alkuaineet happea lukuun ottamatta ovat kuitenkin usein tilassa, jossa on positiivinen hapetusaste aina + 6 asti, mikä vastaa kaikkien kuuden valenssielektronin sosialisoitumista elektronegatiivisempien alkuaineiden atomeilla.
Kaikki tämän alaryhmän alkuaineet poloniumia lukuun ottamatta ovat ei-metalleja. Niiden yhdisteissä on sekä negatiivinen että positiivinen hapetustila. Metalleja ja vetyä sisältävissä yhdisteissä niiden hapetusaste on yleensä -2. Ei-metalliyhdisteissä, esimerkiksi hapen kanssa, sen arvo voi olla +4 tai -) -6. Poikkeuksena on itse happi. Elektronegatiivisuudessa se on toiseksi vain fluorin jälkeen, joten vain yhdessä tämän alkuaineen (OR) kanssa sen hapetusaste on positiivinen (-1-2). Yhdisteissä, joissa on kaikkia muita alkuaineita, hapen hapetusaste on negatiivinen ja on yleensä -2. Vetyperoksidissa ja sen johdannaisissa se on -1.
Typen elektronegatiivisuus on huonompi kuin hapen ja fluorin. Siksi sillä on positiivisia hapetustiloja vain yhdisteissä, joissa on näitä kahta alkuainetta. Oksideissa ja oksianioneissa typen hapetusaste saa arvot välillä + 1 - -b 5.
Yhdisteissä, joissa on enemmän elektronegatiivisia alkuaineita, ryhmän VI p-alkuaineilla on positiivinen hapetusaste. Niille (paitsi happea) tyypillisimmät hapetustilat ovat -2, +4, -4-6, mikä vastaa luvun asteittaista kasvua. parittomia elektroneja kun elementin atomi viritetään.
Erityisen hyvin tunnettuja ovat kompleksianionit happiligandien kanssa - oksokompleksit. Ne muodostuvat pääosin ei-metallisten alkuaineiden atomeista positiivisessa hapetustilassa (metalli - vain korkeassa hapetustilassa). Oksokomplekseja saadaan vastaavien alkuaineiden kovalenttisten oksidien vuorovaikutuksesta negatiivisesti polarisoidun emäksisten oksidien tai veden happiatomin kanssa, esim.
oksideja ja hydroksideja. P-alkuaineiden oksideja ja hydroksideja voidaan pitää yhdisteinä, joilla on korkein positiivinen hapetusaste, p-elementtejä hapen kanssa
O, CJUg, CbO), jossa kloorilla on positiivinen hapetustila. Korkeissa lämpötiloissa typpi yhdistyy suoraan hapen kanssa ja osoittaa siksi pelkistäviä ominaisuuksia.
Happiyhdisteissä alkuaineilla voi olla korkein positiivinen hapetusaste, joka on yhtä suuri kuin ryhmänumero. Alkuaineiden oksideilla voi olla emäksisiä tai happamia ominaisuuksia riippuen niiden sijainnista jaksollisessa järjestelmässä ja alkuaineen hapetusasteesta.
Lisäksi nämä alkuaineet pystyvät myös osoittamaan positiivisia hapetusasteita +6:een asti, lukuun ottamatta happea (vain +2 asti). Happialaryhmän elementit ovat ei-metalleja.
Yleisimmät hapettavat aineet ovat halogeenit, happi ja oksianionit, kuten MPO4, Cr3O ja NO, joissa keskusatomilla on korkea positiivinen hapetusaste. Joskus hapettimina
OgRg- ja Oorg-yhdisteet ovat voimakkaita hapettimia, koska niissä oleva happi on positiivisessa hapetustilassa -1 ja +2, ja siksi, koska niillä on suuri energiavarasto (korkea elektroniaffiniteetti), ne houkuttelevat voimakkaasti elektroneja halutessaan happea siirtyäkseen hänen kannaltaan vakaimpiin tiloihin.
Ei-metallien ionisoidut atomit positiivisessa hapetustilassa ja metalli-ionit korkeassa hapetustilassa hapen kanssa muodostavat neutraaleja molekyylejä oksideista CO, CO2, NO, N02, 302, SnO2, MnOa kompleksisia happea sisältäviä ioneja N0, P04, 3O " , Cr0, MnOg jne.
Näiden alkuaineiden atomien korkea sähkökemiallinen taso vastaa kaavaa pa pr Happi on toiseksi elektronegatiivisin alkuaine (negatiivisimman fluorin jälkeen), sille voidaan määrittää stabiili hapetustila yhdisteissä, jotka ovat yhtä suuria kuin (-I) happifluorideissa sen hapetusaste on positiivinen. Muilla VIA-ryhmän alkuaineilla on hapetusasteet (-I), (+ IV) ja (Ch VI) yhdisteissään, ja hapetusaste on stabiili rikille (+ VI) ja muille alkuaineille (4-IV). ). Elektronegatiivisuuden perusteella
Kun O2 on vuorovaikutuksessa vahvimman hapettimen P1Pv kanssa, muodostuu aine O2[P1Pb], jossa molekyyli-ioni Og on kationi. Yhdisteet, joissa hapen hapetusaste on positiivinen, ovat voimakkaimpia energiaintensiivisiä hapettimia, jotka pystyvät vapauttamaan varastoitua kemiallista energiaa tietyissä olosuhteissa. Niitä voidaan käyttää tehokkaina ponneaineen hapettimina.
Kuitenkin kyky kiinnittää elektroneja on niissä paljon vähemmän korostunut kuin ryhmien VI ja VII vastaavissa elementeissä. Hapen kanssa ne muodostavat RjOj-tyyppisiä oksideja, joilla on korkein positiivinen hapetusaste, yhtä suuri kuin + 5.
Bromilla ja jodilla on positiivisia hapettumisasteita yhdisteissään hapen ja elektronegatiivisempien halogeenien kanssa. Hyvin tutkittuja ovat näiden alkuaineiden sellaiset happea sisältävät hapot (ja niiden suolat) kuten HOHg (bromi, suolat ovat hypobromiittia) ja HOI (jodi, suolat ovat hypojodiitteja) HBrO3 (bromi, suolat ovat bromaatit) ja NHS (jodi, suolat ovat jodaatteja) ), sekä NbYub (ortojodi, suolat - orto-periodaatit).
Yhdisteen kemiallinen alkuaine, joka on laskettu olettaen, että kaikki sidokset ovat ionisia.
Hapetusasteilla voi olla positiivinen, negatiivinen tai nolla, joten molekyylin alkuaineiden hapetustilojen algebrallinen summa niiden atomien lukumäärä huomioon ottaen on 0 ja ionissa - ionin varaus.
1. Metallien hapetustilat yhdisteissä ovat aina positiivisia.
2. Korkein hapetusaste vastaa jaksollisen järjestelmän ryhmänumeroa, jossa tämä elementti sijaitsee (poikkeus on: Au+3(I ryhmä), Cu+2(II), ryhmästä VIII, hapetusaste +8 voi olla vain osmiumissa Os ja ruteeni Ru.
3. Epämetallien hapetusasteet riippuvat siitä, mihin atomiin ne on kytketty:
- jos metalliatomilla, hapetustila on negatiivinen;
- jos ei-metalliatomilla, hapetustila voi olla sekä positiivinen että negatiivinen. Se riippuu alkuaineiden atomien elektronegatiivisuudesta.
4. Epämetallien korkein negatiivinen hapetusaste voidaan määrittää vähentämällä 8:sta sen ryhmän numero, jossa tämä alkuaine sijaitsee, ts. korkein positiivinen hapetusaste on yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä ulkokerroksessa, mikä vastaa ryhmänumeroa.
5. Yksinkertaisten aineiden hapetusaste on 0 riippumatta siitä, onko kyseessä metalli vai ei-metalli.
Alkuaineet, joilla on vakio hapetusaste.
|
Elementti |
Tyypillinen hapetustila |
Poikkeukset |
|
Metallihydridit: LIH-1 |
||
|
hapetustila kutsutaan hiukkasen ehdolliseksi varaukseksi olettaen, että sidos on täysin katkennut (sillä on ioninen luonne). H- Cl = H + + Cl - , Suolahapossa oleva sidos on kovalenttinen polaarinen. Elektronipari on vinoutunut enemmän atomiin Cl - , koska se on elektronegatiivisempi kokonaisuus. Kuinka määrittää hapettumisaste?Elektronegatiivisuus on atomien kyky vetää puoleensa elektroneja muista alkuaineista. Hapetustila ilmoitetaan elementin yläpuolella: Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - jne. Se voi olla negatiivinen ja positiivinen. Yksinkertaisen aineen hapetusaste (sitoutumaton, vapaa tila) on nolla. Hapen hapetusaste useimmissa yhdisteissä on -2 (poikkeus ovat peroksidit H 2 O 2, jossa se on -1 ja yhdisteet fluorin kanssa - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Hapetustila yksinkertainen monoatominen ioni on yhtä suuri kuin sen varaus: Na + , Ca +2 . Sen yhdisteissä olevan vedyn hapetusaste on +1 (poikkeuksia ovat hydridit - Na + H - ja tyyppiliitännät C +4 H 4 -1 ). Metalli-ei-metallisidoksissa atomilla, jolla on suurin elektronegatiivisuus, on negatiivinen hapetusaste (elektronegatiivisuustiedot on annettu Paulingin asteikolla): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (EI 3 ) - jne. Säännöt kemiallisten yhdisteiden hapetusasteen määrittämiseksi.Otetaan yhteys KMnO 4 , on tarpeen määrittää mangaaniatomin hapetusaste. Perustelut:
K+MnXO 4 -2 Antaa X- meille tuntematon mangaanin hapetusaste. Kaliumatomien lukumäärä on 1, mangaani - 1, happi - 4. On todistettu, että molekyyli kokonaisuudessaan on sähköisesti neutraali, joten sen kokonaisvarauksen tulee olla nolla. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Siten mangaanin hapetusaste kaliumpermanganaatissa = +7. Otetaan toinen esimerkki oksidista Fe2O3. On tarpeen määrittää rautaatomin hapetusaste. Perustelut:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Johtopäätös: raudan hapetusaste tässä oksidissa on +3. Esimerkkejä. Määritä molekyylin kaikkien atomien hapetusaste. 1. K2Cr2O7. Hapetustila K+1, happi O-2. Annetut indeksit: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Koska molekyylin alkuaineiden hapetustilojen algebrallinen summa niiden atomien lukumäärä huomioon ottaen on 0, jolloin positiivisten hapetustilojen lukumäärä on yhtä suuri kuin negatiivisten. Hapetustilat K+O=(-14)+(+2)=(-12). Tästä seuraa, että kromiatomin positiivisten potenssien lukumäärä on 12, mutta molekyylissä on 2 atomia, mikä tarkoittaa, että atomia kohti on (+12):2=(+6). Vastaus: K 2 + Cr 2 + 6 O 7 -2. 2.(As04) 3-. Tällöin hapetustilojen summa ei ole enää nolla, vaan ionin varaus, ts. - 3. Tehdään yhtälö: x+4×(- 2)= - 3 . Vastaus: (As +504-2) 3-. |
MÄÄRITELMÄ
Happi on jaksollisen järjestelmän kahdeksas elementti. Se sijaitsee alaryhmän VI ryhmän A toisessa jaksossa. Nimitys - O.
Luonnonhappi koostuu kolmesta stabiilista isotoopista 16O (99,76 %), 17O (0,04 %) ja 18O (0,2 %).
Vakain kaksiatominen happimolekyyli on O 2 . Se on paramagneettinen ja heikosti polarisoitunut. Hapen sulamispisteet (-218,9 o C) ja kiehumispisteet (-183 o C) ovat hyvin alhaisia. Happi liukenee huonosti veteen. klo normaaleissa olosuhteissa Happi on väritön ja hajuton kaasu.
Magneetti vetää puoleensa nestemäistä ja kiinteää happea, koska. sen molekyylit ovat paramagneettisia. Kiinteä happi on sinistä ja nestemäinen happi sinistä. Väritys johtuu molekyylien keskinäisestä vaikutuksesta.
Happi esiintyy kahden allotrooppisen muunnelman muodossa - happi O 2 ja otsoni O 3.
Hapen hapetustila yhdisteissä
Happi muodostaa kaksiatomisia molekyylejä, joiden koostumus on O 2 kovalenttisten ei-polaaristen sidosten induktion vuoksi, ja kuten tiedetään, yhdisteissä, joissa on ei-polaarisia sidoksia, alkuaineiden hapetustila on nolla.
Happelle on ominaista melko korkea elektronegatiivisuusarvo, joten useimmiten sillä on negatiivinen hapetustila, joka on yhtä suuri kuin (-2) (Na 2O-2, K 2O-2, CuO-2, PbO-2, Al 2O-2 3, Fe 2O-2 3, NO-2 2, P 2O-2 5, CrO-2 3, Mn20-27).
Peroksidityyppisissä yhdisteissä hapella on hapetustila (-1) (H20-12).
OF 2 -yhdisteessä hapen positiivinen hapetusaste on yhtä suuri kuin (+2) , koska fluori on elektronegatiivisin alkuaine ja sen hapetusaste on aina (-1).
Johdannaisena, jossa hapella on hapetustila (+4) , voimme tarkastella hapen - otsonin O 3 (O +4 O 2) allotrooppista modifikaatiota.
Esimerkkejä ongelmanratkaisusta
ESIMERKKI 1
Redox-prosessit ovat erittäin tärkeitä elämisen ja eloton luonto. Esimerkiksi palamisprosessin voidaan katsoa johtuvan OVR:stä, jossa on mukana ilmakehän happea. Tässä redox-reaktiossa sillä on ei-metalliset ominaisuudet.
Esimerkkejä OVR:stä ovat myös ruoansulatus, hengitysprosessit, fotosynteesi.
Luokittelu
Riippuen siitä, muuttuuko alkuperäisen aineen alkuaineiden hapetusaste ja reaktiotuote, on tapana jakaa kaikki kemialliset muutokset kahteen ryhmään:
- redox;
- ei muutosta hapetustiloissa.
Esimerkkejä toisesta ryhmästä ovat ioniprosessit, jotka tapahtuvat aineiden liuosten välillä.
Hapetus-pelkistysreaktiot ovat prosesseja, jotka liittyvät alkuperäisten yhdisteiden muodostavien atomien hapetustilan muutokseen.
Mikä on hapetustila
Tämä on ehdollinen varaus, jonka atomi molekyylissä hankkii, kun kemiallisten sidosten elektroniparit siirtyvät elektronegatiivisempaan atomiin.
Esimerkiksi natriumfluoridi (NaF) -molekyylissä fluorilla on suurin elektronegatiivisuus, joten sen hapetustila on negatiivinen arvo. Tämän molekyylin natrium on positiivinen ioni. Molekyylin hapetustilojen summa on nolla.
Määritelmävaihtoehdot
Millainen ioni on happi? Positiiviset hapetustilat ovat sille epätyypillisiä, mutta tämä ei tarkoita, etteikö tämä alkuaine näyttäisi niitä tietyissä kemiallisissa vuorovaikutuksissa.
Itse hapetusasteen käsitteellä on muodollinen luonne, se ei liity atomin tehokkaaseen (todelliseen) varaukseen. Ne ovat hyödyllisiä luokittelussa kemialliset aineet, sekä tallentaessa käynnissä olevia prosesseja.
Määritelmäsäännöt
Ei-metallien osalta erotetaan alhaisin ja korkein hapetusaste. Jos ryhmän numerosta vähennetään kahdeksan ensimmäisen indikaattorin määrittämiseksi, niin toinen arvo on periaatteessa sama kuin sen ryhmän numero, jossa tämä sijaitsee. kemiallinen alkuaine. Esimerkiksi yhdisteissä se on yleensä -2. Tällaisia yhdisteitä kutsutaan oksideiksi. Tällaisia aineita ovat esimerkiksi hiilidioksidi (hiilidioksidi), jonka kaava on CO 2.
Epämetallien hapettumisaste on usein suurin hapoissa ja suoloissa. Esimerkiksi perkloorihapossa HClO 4 halogeenin valenssi on VII (+7).
Peroksidit
Happiatomin hapetusaste yhdisteissä on yleensä -2, lukuun ottamatta peroksideja. Niitä pidetään happiyhdisteinä, jotka sisältävät epätäydellisesti pelkistyneen ionin O 2 2-, O 4 2-, O 2 - muodossa.
Peroksidiyhdisteet jaetaan kahteen ryhmään: yksinkertaisiin ja monimutkaisiin. Yksinkertaiset yhdisteet ovat yhdisteitä, joissa peroksidiryhmä on yhdistetty metalliatomiin tai -ioniin atomi- tai ionikemiallisella sidoksella. Tällaisia aineita muodostavat alkali- ja maa-alkalimetallit (paitsi litium ja beryllium). Kun metallin elektronegatiivisuus kasvaa alaryhmän sisällä, havaitaan siirtymä ionisen sidoksen tyypistä kovalenttiseen rakenteeseen.
Me 2 O 2 -tyypin peroksidien lisäksi ensimmäisen ryhmän (pääalaryhmän) edustajilla on myös peroksideja Me 2 O 3:n ja Me 2 O 4:n muodossa.
Jos hapen hapetusaste on positiivinen fluorin kanssa, yhdessä metallien kanssa (peroksideissa) tämä indikaattori on -1.
Monimutkaiset peroksoyhdisteet ovat aineita, joissa tämä ryhmä toimii ligandeina. Samanlaisia aineita muodostavat kolmannen ryhmän (pääalaryhmän) elementit sekä seuraavat ryhmät.
Monimutkaisten peroksoryhmien luokittelu
Tällaisia monimutkaisia yhdisteitä on viisi ryhmää. Ensimmäinen on peroksohapot, joilla on yleinen muoto [Ep(O22-) x Ly]z-. Tässä tapauksessa peroksidi-ionit tulevat kompleksi-ioneihin tai toimivat yksihampaisena (E-O-O-), siltaavana (E-O-O-E) ligandina muodostaen moniytimeisen kompleksin.
Jos hapella on positiivinen hapettumistila fluorin kanssa, se on yhdessä alkali- ja maa-alkalimetallien kanssa tyypillinen ei-metalli (-1).
Esimerkki tällaisesta aineesta on Caron happo (peroksomonomeerihappo), joka on muodossa H2S05. Tällaisissa komplekseissa oleva ligandiperoksidiryhmä toimii siltana ei-metalliatomien välillä, esimerkiksi peroksodirikkihapossa, jonka muoto on H2S2O8 - valkoinen kiteinen aine, jolla on alhainen sulamispiste.
Toisen ryhmän komplekseja luovat aineet, joissa peroksoryhmä on osa kompleksista ionia tai molekyyliä.
Ne esitetään kaavalla [E n (O 2) x L y] z.
Loput kolme ryhmää ovat peroksideja, jotka sisältävät kiteytysvettä, esimerkiksi Na 2 O 2 × 8H 2 O, tai kiteytysvetyperoksidia.
Kaikille peroksidiaineille tyypillisinä ominaisuuksina nostamme esiin niiden vuorovaikutuksen happoliuosten kanssa, aktiivisen hapen vapautumisen lämpöhajoamisen aikana.
Kloraatit, nitraatit, permanganaatit, perkloraatit voivat toimia hapen lähteinä.
happidifluoridi
Milloin hapen hapetustila on positiivinen? Yhdessä enemmän elektronegatiivisen hapen kanssa) OF 2. Se on +2. Tämän yhdisteen sai ensimmäisen kerran Paul Lebo 1900-luvun alussa, ja Ruff tutki sitä hieman myöhemmin.
Fluorin kanssa yhdistettynä hapella on positiivinen hapetustila. Sen elektronegatiivisuus on 4, joten elektronitiheys molekyylissä siirtyy kohti fluoriatomia.
Happifluoridin ominaisuudet
Tämä yhdiste on aggregoituneena nestemäisessä tilassa, se sekoittuu äärettömästi nestemäisen hapen, fluorin ja otsonin kanssa. Liukoisuus sisään kylmä vesi minimi.
Miten positiivinen hapettumistila selitetään? Suuri tietosanakirjaöljy selittää, että on mahdollista määrittää korkein + (positiivinen) hapetusaste jaksollisen taulukon ryhmänumerolla. Tämä arvo määritetään suurin määrä elektroneja, joita neutraali atomi voi luovuttaa täydellisen hapettumisen aikana.
Happifluoridia saadaan alkalisella menetelmällä, jossa fluorikaasua johdetaan alkalin vesiliuoksen läpi.
Tässä muodostuu happifluoridin lisäksi myös otsonia ja vetyperoksidia.
Vaihtoehtoinen vaihtoehto happifluoridin saamiseksi on suorittaa fluorivetyhappoliuoksen elektrolyysi. Osittain tätä yhdistettä muodostuu myös palaessaan vesifluoriilmakehässä.
Prosessi etenee radikaalin mekanismin mukaisesti. Ensin suoritetaan vapaiden radikaalien aloitus, johon liittyy happibiradikaalin muodostuminen. Seuraava vaihe on hallitseva prosessi.
Happidifluoridilla on kirkkaat hapettavat ominaisuudet. Sen lujuutta voidaan verrata vapaaseen fluoriin, ja hapetusprosessin mekanismin suhteen sitä voidaan verrata otsoniin. Reaktio vaatii korkean aktivointienergian, koska atomihapen muodostuminen tapahtuu ensimmäisessä vaiheessa.
Tämän oksidin lämpöhajoaminen, jossa hapelle on tunnusomaista positiivinen hapetusaste, on yksimolekyylinen reaktio, joka alkaa yli 200 °C:n lämpötiloissa.
Erottavat ominaisuudet
Kun happifluoridia pääsee sisään kuuma vesi hydrolyysi etenee, jonka tuotteet ovat tavallista molekyylihappia sekä fluorivetyä.
Prosessi kiihtyy merkittävästi emäksisessä ympäristössä. Veden ja happidifluoridihöyryn seos on räjähtävää.
Tämä yhdiste reagoi intensiivisesti metallisen elohopean kanssa ja muodostaa jalometalleille (kulta, platina) vain ohuen fluorikalvon. Tämä ominaisuus selittää mahdollisuuden käyttää näitä metalleja tavallisessa lämpötilassa kosketukseen happifluoridin kanssa.
Lämpötilan noustessa tapahtuu metallien hapettumista. Magnesiumia ja alumiinia pidetään sopivimpana metalleina tämän fluoriyhdisteen kanssa työskentelyyn.
muuttaa hieman alkuperäistä ulkomuoto happifluoridin vaikutuksen alaisena ruostumattomat teräkset, kupariseokset.
Tämän happiyhdisteen fluorin kanssa hajoamisen korkea aktivointienergia mahdollistaa sen turvallisen sekoittamisen erilaisten hiilivetyjen, hiilimonoksidin kanssa, ja selittää mahdollisuuden käyttää happifluoridia erinomaisena rakettipolttoaineen hapettimena.
Johtopäätös
Kemistit suorittivat useita kokeita, jotka vahvistivat tämän yhdisteen tarkoituksenmukaisuuden käyttää kaasudynaamisissa laserasennuksissa.
Hapen ja muiden epämetallien hapetusasteiden määrittämiseen liittyvät kysymykset sisältyvät koulun kemian kurssille.
Tällaiset taidot ovat tärkeitä, koska niiden avulla lukiolaiset selviävät yhtenäisen valtiokokeen kokeissa tarjotuista tehtävistä.
(kertaus)
II. Hapetustila (uusi materiaali)
Hapetustila- tämä on ehdollinen varaus, jonka atomi saa elektronien täydellisen palautuksen (hyväksynnän) seurauksena, sillä ehdolla, että kaikki yhdisteen sidokset ovat ionisia.
Harkitse fluori- ja natriumatomien rakennetta:
F +9)2)7
Na+11)2)8)1
Mitä voidaan sanoa valmistumisesta? ulkoinen taso fluori- ja natriumatomit?
Kumpi atomi on helpompi hyväksyä ja mikä on helpompi antaa valenssielektronit ulkokerroksen viimeistelyä varten?
Onko molemmilla atomeilla epätäydellinen ulkotaso?
Natriumatomin on helpompi luovuttaa elektroneja, fluorin vastaanottaa elektroneja ennen ulkoisen tason valmistumista.
F 0 + 1ē → F -1 (neutraali atomi hyväksyy yhden negatiivisen elektronin ja saa hapetustilan "-1", muuttuen negatiivisesti varautunut ioni - anioni )
Na 0 – 1ē → Na +1 (neutraali atomi luovuttaa yhden negatiivisen elektronin ja saa hapetustilan "+1" muuttuen positiivisesti varautunut ioni-kationi )
Kuinka määrittää atomin hapetustila PSCE D.I:ssä Mendelejev?
Määritelmäsäännöt atomin hapetustilat PSCE D.I:ssä. Mendelejev:
1. Vety sillä on yleensä hapetusaste (CO) +1 (poikkeus, yhdisteet metallien kanssa (hydridit) - vedyn CO on yhtä suuri kuin (-1) Me + n H n -1)
2. Happi yleensä näytteillä CO -2 (poikkeukset: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - vetyperoksidi)
3. Metallit vain näytä + n positiivinen CO
4. Fluori näyttää aina CO-arvoa -1 (F-1)
5. Elementeille pääalaryhmät:
Korkeampi CO (+) = ryhmänumero N ryhmiä
Huonompi CO (-) = N ryhmiä – 8
Säännöt yhdisteen atomin hapetusasteen määrittämiseksi:
I. Hapetustila vapaita atomeja ja atomit molekyyleissä yksinkertaiset aineet on yhtä suuri kuin nolla - Na 0, P 4 0, O 2 0
II. SISÄÄN monimutkainen aine kaikkien atomien CO:n algebrallinen summa niiden indeksit huomioon ottaen on nolla = 0 , ja sisään ihonväri sen lataus.
Esimerkiksi, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Harjoitus 1 - määrittää kaikkien atomien hapetusasteet rikkihapon kaavassa H 2 SO 4?
1. Lasketaan vedyn ja hapen tunnetut hapetustilat ja otetaan rikin CO:ksi "x"
H+1 S x O4-2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 6 tai (+6), joten rikillä on CO +6, ts. S+6
Tehtävä 2 - määrittää fosforihapon H 3 PO 4 kaavan kaikkien atomien hapetustilat?
1. Lasketaan vedyn ja hapen tunnetut hapetustilat ja otetaan fosforin CO:ksi "x"
H3+1 P x O4-2
2. Laadi ja ratkaise yhtälö säännön (II) mukaisesti:
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 5 tai (+5), joten fosforilla on CO +5, ts. P+5
Tehtävä 3 - määrittää kaikkien atomien hapetusasteet kaavassa ammoniumioni (NH 4) + ?
1. Lasketaan vedyn tunnettu hapetusaste ja otetaan typen CO:ksi "x"
Ladataan...