În ce compus este oxigenul pozitiv? Oxigenul prezintă o stare de oxidare pozitivă atunci când este combinat cu ce? Exemple de rezolvare a problemelor
(repetiţie)
II. Stare de oxidare (material nou)
Stare de oxidare- aceasta este sarcina condiționată pe care o primește atomul ca urmare a întoarcerii (acceptarii) complete a electronilor, pe baza condiției ca toate legăturile din compus să fie ionice.
Luați în considerare structura atomilor de fluor și sodiu:
F +9)2)7
Na+11)2)8)1
- Ce se poate spune despre completitudinea nivelului extern al atomilor de fluor și sodiu?
- Care atom este mai ușor de acceptat și care este mai ușor de a da electroni de valență pentru a completa nivelul extern?
Ambii atomi au un nivel exterior incomplet?
Este mai ușor pentru atomul de sodiu să doneze electroni, pentru fluorul să accepte electroni înainte de finalizarea nivelului extern.
F 0 + 1ē → F -1 (un atom neutru acceptă un electron negativ și capătă o stare de oxidare de „-1”, transformându-se în ion încărcat negativ - anion )
Na 0 – 1ē → Na +1 (un atom neutru donează un electron negativ și capătă o stare de oxidare de „+1”, transformându-se în ion încărcat pozitiv - cation )
Cum se determină starea de oxidare a unui atom în PSCE D.I. Mendeleev?
Reguli de definire stările de oxidare ale unui atom în PSCE D.I. Mendeleev:
1. Hidrogen prezintă de obicei o stare de oxidare (CO) +1 (excepție, compuși cu metale (hidruri) - hidrogenul are CO egal cu (-1) Me + n H n -1)
2. Oxigen prezintă de obicei CO -2 (excepții: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - peroxid de hidrogen)
3. Metalele doar arata + n CO pozitiv
4. Fluor arată întotdeauna CO egal -1 (F-1)
5. Pentru articole principalele subgrupuri:
Superior CO (+) = numărul grupului N grupuri
Inferior CO (-) = N grupuri – 8
Reguli pentru determinarea stării de oxidare a unui atom dintr-un compus:
I. Starea de oxidare atomi liberi și atomi în molecule substanțe simple este egal cu zero -Na0, P40, O20
II. ÎN substanță complexă suma algebrică a CO a tuturor atomilor, ținând cont de indicii lor, este egală cu zero = 0 , si in complexitate sarcina acestuia.
De exemplu, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Exercitiul 1 - determinați stările de oxidare ale tuturor atomilor din formula acidului sulfuric H 2 SO 4?
1. Să punem jos stările de oxidare cunoscute ale hidrogenului și oxigenului și luăm CO al sulfului drept „x”
H+1SxO4-2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 6 sau (+6), prin urmare, sulful are C O +6, adică. S+6
Sarcina 2 - determinați stările de oxidare ale tuturor atomilor din formula acidului fosforic H 3 PO 4?
1. Să înlăturăm stările de oxidare cunoscute ale hidrogenului și oxigenului și luăm CO al fosforului drept „x”
H3+1PxO4-2
2. Compuneți și rezolvați ecuația, după regula (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 5 sau (+5), prin urmare, fosforul are C O +5, adică. P+5
Sarcina 3 - determinaţi stările de oxidare ale tuturor atomilor din formula ionului de amoniu (NH 4) + ?
1. Să lăsăm starea de oxidare cunoscută a hidrogenului și să luăm CO azotului drept „x”
Procesele redox sunt de mare importanță pentru natura animată și neînsuflețită. De exemplu, procesul de ardere poate fi atribuit OVR cu participarea oxigenului atmosferic. În această reacție redox, își prezintă proprietățile nemetalice.
De asemenea, exemple de OVR sunt procesele digestive, respiratorii, fotosinteza.
Clasificare
În funcție de modificarea valorii stării de oxidare a elementelor substanței inițiale și a produsului de reacție, se obișnuiește să se subdivizeze toate transformările chimice în două grupe:
- redox;
- nicio modificare a stărilor de oxidare.
Exemple din a doua grupă sunt procesele ionice care au loc între soluțiile de substanțe.
Reacțiile de oxidare-reducere sunt procese care sunt asociate cu o schimbare a stării de oxidare a atomilor care alcătuiesc compușii originali.
Ce este starea de oxidare
Aceasta este sarcina condiționată dobândită de un atom dintr-o moleculă atunci când perechile de electroni ale legăturilor chimice sunt mutate la un atom mai electronegativ.
De exemplu, în molecula de fluorură de sodiu (NaF), fluorul prezintă electronegativitatea maximă, deci starea sa de oxidare este o valoare negativă. Sodiul din această moleculă va fi un ion pozitiv. Suma stărilor de oxidare dintr-o moleculă este zero.
Opțiuni de definiție
Ce fel de ion este oxigenul? Stările de oxidare pozitive sunt necaracteristice pentru acesta, dar asta nu înseamnă că acest element nu le prezintă în anumite interacțiuni chimice.
Însuși conceptul de grad de oxidare are un caracter formal, nu este asociat cu sarcina efectivă (reala) a atomului. Sunt utile pentru clasificare substanțe chimice, precum și la înregistrarea proceselor în curs.
Reguli de definire
Pentru nemetale, se disting cele mai joase și cele mai înalte stări de oxidare. Dacă din numărul grupului se scade opt pentru a determina primul indicator, atunci a doua valoare coincide practic cu numărul grupului în care se află acest element chimic. De exemplu, în compuși, este de obicei -2. Astfel de compuși se numesc oxizi. De exemplu, aceste substanțe includ dioxid de carbon(dioxid de carbon), a cărui formulă este CO2.
Nemetalele prezintă adesea starea maximă de oxidare în acizi și săruri. De exemplu, în acidul percloric HClO4, halogenul are o valență de VII (+7).
Peroxizii
Starea de oxidare a atomului de oxigen din compuși este de obicei -2, cu excepția peroxizilor. Sunt considerați compuși ai oxigenului, care conțin un ion incomplet redus sub formă de O 2 2-, O 4 2-, O 2 -.
Compușii de peroxid sunt împărțiți în două grupe: simpli și complecși. Compușii simpli sunt cei în care gruparea peroxid este legată de atomul sau ionul de metal printr-o legătură chimică atomică sau ionică. Astfel de substanțe sunt formate din metale alcaline și alcalino-pământoase (cu excepția litiului și beriliului). Cu o creștere a electronegativității metalului în cadrul subgrupului, se observă o tranziție de la tipul ionic de legătură la structura covalentă.
Pe lângă peroxizii de tip Me 2 O 2, reprezentanții primului grup (subgrup principal) au și peroxizi sub formă de Me 2 O 3 și Me 2 O 4 .
Dacă oxigenul prezintă o stare de oxidare pozitivă cu fluor, în combinație cu metale (în peroxizi), acest indicator este -1.
Compușii peroxo complecși sunt substanțe în care acest grup acționează ca liganzi. Substanțele similare sunt formate din elementele celui de-al treilea grup (subgrupul principal), precum și din grupurile ulterioare.
Clasificarea grupurilor peroxo complexe
Există cinci grupuri de astfel de compuși complecși. Primul este peroxoacizii având forma generală [Ep(O 2 2-) x L y ] z- . În acest caz, ionii de peroxid intră în ionul complex sau acționează ca un ligand monodentat (E-O-O-), care leagă (E-O-O-E), formând un complex multinuclear.
Dacă oxigenul prezintă o stare de oxidare pozitivă cu fluor, în combinație cu metale alcaline și alcalino-pământoase este un nemetal tipic (-1).
Un exemplu de astfel de substanță este acidul Caro (acid peroxomonomeric) de forma H2SO5. Gruparea peroxid de ligand din astfel de complexe acționează ca o punte între atomii nemetalelor, de exemplu, în acidul peroxodisulfuric sub forma H 2 S 2 O 8 - o substanță cristalină culoare alba cu punct de topire scăzut.
Al doilea grup de complexe este creat de substanțe în care grupa peroxo face parte dintr-un ion sau moleculă complexă.
Ele sunt reprezentate prin formula [E n (O 2) x L y] z.
Celelalte trei grupe sunt peroxizi, care conțin apă de cristalizare, de exemplu, Na 2 O 2 × 8H 2 O sau peroxid de hidrogen de cristalizare.
Ca proprietăți tipice ale tuturor substanțelor peroxidice, evidențiem interacțiunea lor cu soluțiile acide, eliberarea de oxigen activ în timpul descompunerii termice.
Clorații, nitrații, permanganații, perclorații pot acționa ca sursă de oxigen.
difluorura de oxigen
Când oxigenul prezintă o stare de oxidare pozitivă? În legătură cu mai mult oxigen electronegativ) OF 2. Este +2. Acest compus a fost obținut pentru prima dată de Paul Lebo la începutul secolului al XX-lea, studiat puțin mai târziu de Ruff.
Oxigenul prezintă o stare de oxidare pozitivă atunci când este combinat cu fluor. Electronegativitatea sa este 4, astfel încât densitatea electronilor din moleculă se deplasează către atomul de fluor.
Proprietățile fluorurii de oxigen
Acest compus este în lichid starea de agregare, miscibil nelimitat cu oxigen lichid, fluor, ozon. Solubilitatea în apă rece este minimă.
Cum se explică o stare de oxidare pozitivă? Marea Enciclopedie uleiul explică că este posibil să se determine cea mai mare stare de oxidare + (pozitivă) prin numărul grupului din tabelul periodic. Această valoare este determinată cel mai mare număr electroni pe care un atom neutru îi poate dona în timpul oxidării complete.
Fluorura de oxigen se obține prin metoda alcalină, care implică trecerea fluorului gazos printr-o soluție apoasă de alcali.
În aceasta, pe lângă fluorura de oxigen, se formează și ozon și peroxid de hidrogen.
O opțiune alternativă pentru obținerea fluorurii de oxigen este de a efectua electroliza unei soluții de acid fluorhidric. Parțial, acest compus se formează și în timpul arderii într-o atmosferă de apă fluor.
Procesul decurge conform unui mecanism radical. În primul rând, se efectuează inițierea radicalilor liberi, însoțită de formarea unui biradical de oxigen. Următorul pas este procesul dominant.
Difluorura de oxigen prezintă proprietăți de oxidare strălucitoare. Puterea sa poate fi comparată cu fluorul liber, iar în ceea ce privește mecanismul procesului oxidativ, poate fi comparată cu ozonul. Reacția necesită o energie de activare mare, deoarece formarea oxigenului atomic are loc în prima etapă.
Descompunerea termică a acestui oxid, în care oxigenul este caracterizat printr-o stare de oxidare pozitivă, este o reacție monomoleculară care începe la temperaturi peste 200 °C.
Caracteristici distinctive
Când fluorura de oxigen intră în apă fierbinte, are loc hidroliza, ai cărei produse vor fi oxigenul molecular obișnuit, precum și fluorura de hidrogen.
Procesul este accelerat semnificativ într-un mediu alcalin. Un amestec de apă și vapori de difluorură de oxigen este exploziv.
Acest compus reacționează intens cu mercurul metalic, iar pe metalele nobile (aur, platină) formează doar o peliculă subțire de fluorură. Această proprietate explică posibilitatea utilizării acestor metale la temperatura obișnuită pentru contactul cu fluorura de oxigen.
In cazul cresterii temperaturii are loc oxidarea metalelor. Magneziul și aluminiul sunt considerate cele mai potrivite metale pentru lucrul cu acest compus cu fluor.
Oțelurile inoxidabile și aliajele de cupru își schimbă ușor aspectul inițial sub influența fluorurii de oxigen.
Energia mare de activare a descompunerii acestui compus de oxigen cu fluor îi permite să fie amestecat în siguranță cu diverse hidrocarburi, monoxid de carbon, ceea ce explică posibilitatea utilizării fluorurii de oxigen ca un excelent oxidant de combustibil pentru rachete.
Concluzie
Chimiștii au efectuat o serie de experimente care au confirmat oportunitatea utilizării acestui compus în instalațiile cu laser dinamic gaz.
Sunt incluse aspecte legate de determinarea stărilor de oxidare ale oxigenului și ale altor nemetale curs şcolar chimie.
Asemenea abilități sunt importante pentru că le permit elevilor de liceu să facă față sarcinilor oferite la probele examenului unificat de stat.
DEFINIȚIE
Oxigen este al optulea element din Tabelul Periodic. Este situat în a doua perioadă a VI-a grupă A a subgrupului. Denumirea - O.
Oxigenul natural este format din trei izotopi stabili 16O (99,76%), 17O (0,04%) și 18O (0,2%).
Cea mai stabilă moleculă de oxigen diatomic este O 2 . Este paramagnetic și slab polarizat. Punctele de topire (-218,9 o C) și punctele de fierbere (-183 o C) ale oxigenului sunt foarte scăzute. Oxigenul este slab solubil în apă. În condiții normale, oxigenul este un gaz incolor și inodor.
Oxigenul lichid și solid este atras de un magnet, deoarece. moleculele sale sunt paramagnetice. oxigen solid de culoare albastră, și lichid - albastru. Colorarea se datorează influenței reciproce a moleculelor.
Oxigenul există sub forma a două modificări alotrope - oxigenul O 2 și ozonul O 3.
Starea de oxidare a oxigenului în compuși
Oxigenul formează molecule diatomice de compoziție O 2 datorită inducției de legături covalente nepolare și, după cum se știe, în compușii cu legături nepolare, starea de oxidare a elementelor este zero.
Oxigenul se caracterizează printr-o valoare a electronegativității destul de ridicată, prin urmare, cel mai adesea prezintă o stare de oxidare negativă egală cu (-2) (Na2O-2, K2O-2, CuO-2, PbO-2, Al2O-23, Fe2O-23, NO-22, P2O-25, CrO-2 3, Mn20-27).
În compușii de tip peroxid, oxigenul prezintă o stare de oxidare (-1) (H20-12).
În compusul OF 2, oxigenul prezintă o stare de oxidare pozitivă egală cu (+2) , deoarece fluorul este cel mai electronegativ element și starea sa de oxidare este întotdeauna (-1).
Ca derivat în care oxigenul prezintă o stare de oxidare (+4) , putem considera modificarea alotropică a oxigenului - ozon O 3 (O +4 O 2).
Exemple de rezolvare a problemelor
EXEMPLUL 1
Un element chimic dintr-un compus, calculat din ipoteza că toate legăturile sunt ionice.
Stările de oxidare pot avea o valoare pozitivă, negativă sau zero, prin urmare suma algebrică a stărilor de oxidare ale elementelor dintr-o moleculă, ținând cont de numărul atomilor lor, este 0, iar într-un ion - sarcina ionului.
1. Stările de oxidare ale metalelor din compuși sunt întotdeauna pozitive.
2. Cea mai mare stare de oxidare corespunde numărului de grup al sistemului periodic în care se află acest element (excepția este: Au+3(eu grup), Cu+2(II), din Grupa VIII starea de oxidare +8 poate fi doar în osmiu Osși ruteniu Ru.
3. Starile de oxidare ale nemetalelor depind de atomul la care este conectat:
- dacă cu un atom de metal, atunci starea de oxidare este negativă;
- dacă există un atom nemetal, atunci starea de oxidare poate fi atât pozitivă, cât și negativă. Depinde de electronegativitatea atomilor elementelor.
4. Cea mai mare stare de oxidare negativă a nemetalelor poate fi determinată scăzând din 8 numărul grupului în care se află acest element, adică. cea mai mare stare de oxidare pozitivă este egală cu numărul de electroni pe strat exterior, care corespunde numărului grupului.
5. Stările de oxidare ale substanțelor simple sunt 0, indiferent dacă este un metal sau un nemetal.
Elemente cu stări de oxidare constante.
|
Element |
Stare de oxidare caracteristică |
Excepții |
|
Hidruri metalice: LIH-1 |
||
|
starea de oxidare numită sarcină condiționată a particulei în ipoteza că legătura este complet ruptă (are un caracter ionic). H- Cl = H + + Cl - , Legătura acidului clorhidric este polară covalentă. Perechea de electroni este mai predispusă la atom Cl - , deoarece este un element întreg mai electronegativ. Cum se determină gradul de oxidare?Electronegativitatea este capacitatea atomilor de a atrage electroni din alte elemente. Starea de oxidare este indicată deasupra elementului: Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - etc. Poate fi negativ și pozitiv. Stare de oxidare o substanță simplă(nelegat, stare liberă) este zero. Starea de oxidare a oxigenului în majoritatea compușilor este -2 (excepția sunt peroxizii H2O2, unde este -1 și compuși cu fluor - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Stare de oxidare un ion monoatomic simplu este egal cu sarcina lui: N / A + , Ca +2 . Hidrogenul din compușii săi are o stare de oxidare de +1 (excepțiile sunt hidrurile - N / A + H - și tip conexiuni C +4 H 4 -1 ). În legăturile metal-nemetal, atomul care are cea mai mare electronegativitate are o stare de oxidare negativă (datele de electronegativitate sunt date pe scara Pauling): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (NU 3 ) - etc. Reguli pentru determinarea gradului de oxidare în compușii chimici.Să luăm o conexiune KMnO 4 , este necesar să se determine starea de oxidare a atomului de mangan. Raţionament:
K+MnXO 4 -2 Lasa X- necunoscut gradul de oxidare al manganului. Numărul de atomi de potasiu este 1, mangan - 1, oxigen - 4. Se dovedește că molecula în ansamblu este neutră din punct de vedere electric, deci sarcina sa totală trebuie să fie egală cu zero. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Prin urmare, starea de oxidare a manganului în permanganat de potasiu = +7. Să luăm un alt exemplu de oxid Fe2O3. Este necesar să se determine starea de oxidare a atomului de fier. Raţionament:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Concluzie: starea de oxidare a fierului în oxid dat este egal cu +3. Exemple. Determinați stările de oxidare ale tuturor atomilor din moleculă. 1. K2Cr2O7. Stare de oxidare K+1, oxigen O -2. Indicii dați: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). pentru că suma algebrică a stărilor de oxidare ale elementelor dintr-o moleculă, ținând cont de numărul atomilor acestora, este 0, atunci numărul de stări de oxidare pozitive este egal cu numărul celor negative. Stări de oxidare K+O=(-14)+(+2)=(-12). De aici rezultă că numărul de puteri pozitive ale atomului de crom este 12, dar există 2 atomi în moleculă, ceea ce înseamnă că există (+12):2=(+6) pe atom. Răspuns: K2 + Cr2 +607-2. 2.(AsO 4) 3-. În acest caz, suma stărilor de oxidare nu va mai fi egală cu zero, ci cu sarcina ionului, adică. - 3. Să facem o ecuație: x+4×(- 2)= - 3 . Răspuns: (Ca +504-2) 3-. |
STARE DE OXIDARE este sarcina pe care ar putea-o avea un atom dintr-o moleculă sau ion dacă toate legăturile sale cu alți atomi ar fi rupte, iar perechile de electroni obișnuite ar rămâne cu mai multe elemente electronegative.
În care dintre compuși oxigenul prezintă o stare de oxidare pozitivă: H2O; H2O2; CO2; OF2?
OF2. acest compus, oxigenul are o stare de oxidare de + 2
Care dintre substanțe este doar un agent reducător: Fe; SO3; CI2; HNO3?
oxid de sulf (IV) - SO2
Ce element din perioada a III-a a Sistemului periodic al D.I. Mendeleev, fiind în stare liberă, este cel mai puternic agent oxidant: Na; Al; S; Cl2?
Cl clor
Partea V
Care clase compuși anorganici includ următoarele substanțe: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni(OH)2, FeS, Na2CO3?
Substanțe complexe. oxizi
Faceți formule: a) săruri acide de potasiu ale acidului fosforic; b) sare bazică de zinc acid carbonic H2CO3.
Ce substanţe se obţin prin interacţiunea: a) acizilor cu o sare; b) acizi cu o bază; c) sare cu sare; d) baze cu sare? Dați exemple de reacții.
A) oxizi metalici, săruri metalice.
B) săruri (numai în soluție)
D) se formează sare noua, bază insolubilă și hidrogen
Cu care dintre următoarele substanțe va reacționa acid clorhidric: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Faceți ecuații ale reacțiilor posibile.
Zn(OH)2 + 2 HCI = ZnCI + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Indicați ce tip de oxid îi aparține oxidul de cupru și dovediți-l cu ajutorul reacțiilor chimice.
oxid metalic.
Oxid de cupru (II) CuO - cristale negre, cristalizează într-un sistem monoclinic, densitate 6,51 g/cm3, punct de topire 1447 ° C (sub presiune de oxigen). Când este încălzit la 1100°C, se descompune pentru a forma oxid de cupru (I):
4CuO = 2Cu2O + O2.
Nu se dizolvă în apă și nu reacționează cu ea. Are proprietăți amfotere slab exprimate, cu predominanța celor de bază.
ÎN solutii apoase amoniacul formează hidroxid de cupru (II) tetraamină:
CuO + 4NH3 + H2O = (OH)2.
Reacționează ușor cu acizii diluați pentru a forma sare și apă:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Când este fuzionat cu alcalii, formează cuprați:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Redus de hidrogen, monoxid de carbon și metale active la cupru metalic:
CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Se obține prin calcinarea hidroxidului de cupru (II) la 200 ° C:
Cu(OH)2 = CuO + H2O Obținerea oxidului și hidroxidului de cupru (II)
sau în timpul oxidării cuprului metalic în aer la 400–500°С:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Finalizați ecuațiile reacției:
Mg(OH)2 + H2S04 = MgS04+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
în primul caz, 1 mol de acid fosforic hm .. . echivalent cu 1 proton... deci factorul de echivalență este 1
concentrație procentuală - masa unei substanțe în grame conținută în 100 de grame de soluție. dacă 100 g de soluție conțin 5 g de sare, cât este nevoie pentru 500 g?
Titrul este masa unei substanțe în grame conținută în 1 ml de soluție. 0,3 g sunt suficiente pentru 300 ml.
Ca (OH) 2 + H2CO3 \u003d CaO + H2O 2 / reacție caracteristică - reacție de neutralizare Ca / OH / 2 + H2CO3 \u003d CaCO3 + H2O 3 / reacționează cu oxizii acizi Ca / OH / 2 + CO2 \u003d CaCO3 + H2O 4 / cu săruri acide Ca / OH / 2 + 2KHCO3 \u003d K2CO3 + CaCO3 + 2H2O 5 / alcalii intră într-o reacție de schimb cu sărurile. dacă în acest caz se formează un precipitat 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu / OH / 2 / precipitat / 6 / soluțiile alcaline reacţionează cu nemetale, precum și cu aluminiu sau zinc. OVR.
Numiți trei moduri de a obține săruri. Sprijiniți-vă răspunsul cu ecuațiile de reacție
A) Reacția de neutralizare.. După evaporarea apei se obţine o sare cristalină. De exemplu:
B) Reacția bazelor cu oxizii acizi(vezi paragraful 8.2). Aceasta este, de asemenea, o variantă a reacției de neutralizare:
ÎN) Reacția acizilor cu sărurile. Această metodă este potrivită, de exemplu, dacă se formează o sare insolubilă care precipită:
Care dintre următoarele substanțe pot reacționa între ele: NaOH, H3PO4, Al(OH)3, SO3, H2O, CaO? Sprijiniți-vă răspunsul cu ecuațiile de reacție
2 NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2
Al(OH)3 + NaOH = Na(Al(OH)4) sau NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
partea a VI-a
Nucleul unui atom (protoni, neutroni).
Un atom este cea mai mică particulă a unui element chimic care își păstrează tot Proprietăți chimice. Un atom este format dintr-un nucleu care are un pozitiv incarcare electrica, și electroni încărcați negativ. Sarcina nucleului oricărui element chimic este egală cu produsul lui Z cu e, unde Z este numărul de serie al acestui element în sistem periodic elemente chimice, e - valoarea sarcinii electrice elementare.
Protoni- particule elementare stabile având o sarcină electrică pozitivă unitară și o masă de 1836 de ori mai mare decât masa unui electron. Protonul este nucleul atomului însuși element luminos- hidrogen. Numărul de protoni din nucleu este Z. Neutroni- neutru (fara sarcina electrica) particulă elementară cu o masă foarte apropiată de cea a unui proton. Deoarece masa nucleului este alcătuită din masa de protoni și neutroni, numărul de neutroni din nucleul unui atom este A - Z, unde A este numărul de masă al unui anumit izotop (vezi Sistemul periodic de elemente chimice) . Protonul și neutronul care formează nucleul se numesc nucleoni. În nucleu, nucleonii sunt legați de forțe nucleare speciale.
Electronii
Electron- cea mai mică particulă a unei substanțe cu sarcină electrică negativă e=1,6·10 -19 coulombi, luată ca sarcină electrică elementară. Electronii care se rotesc în jurul nucleului se află pe carcase electronice K, L, M etc. K este învelișul cel mai apropiat de nucleu. Mărimea unui atom este determinată de mărimea învelișului său de electroni.
izotopi
Izotop - un atom al aceluiași element chimic, al cărui nucleu are același număr de protoni (particule încărcate pozitiv), dar un număr diferit de neutroni, iar elementul în sine are același număr atomic ca și elementul principal. Din această cauză, izotopii au mase atomice diferite.
Când se formează legături cu atomi mai puțini electronegativi (pentru fluor, toate acestea sunt elemente, pentru clor, totul cu excepția fluorului și a oxigenului), valența tuturor halogenilor este egală. Starea de oxidare este -1 iar sarcina ionului este 1-. Stările de oxidare pozitive nu sunt posibile pentru fluor. Clorul, pe de altă parte, prezintă diferite stări de oxidare pozitive până la +7 (numărul grupului). Exemple de conexiune sunt date în secțiunea Referință.
În majoritatea compușilor, clorul, ca element puternic electronegativ (EO = 3,0), acționează într-o stare de oxidare negativă de -1. În compușii cu fluor, oxigen și azot mai electronegativi, prezintă stări de oxidare pozitive. Compușii clorului cu oxigen sunt deosebit de diverși, în care stările de oxidare ale clorului sunt +1, -f3, +5 și +7, precum și +4 și Ch-6.
Comparativ cu clorul, fluorul F este mult mai activ. Reacționează cu aproape toate elementele chimice, cu metale alcaline și alcalino-pământoase, chiar și la frig. Unele metale (Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ni) sunt rezistente la fluor la rece datorită formării unei pelicule de fluor. Fluorul este cel mai puternic agent oxidant dintre toate elementele cunoscute. Este singurul halogen incapabil să prezinte stări de oxidare pozitive. Când este încălzit, fluorul reacționează cu toate metalele, inclusiv cu aurul și platina. Formează o serie de compuși cu oxigenul, iar aceștia sunt singurii compuși în care oxigenul este electropozitiv (de exemplu, difluorura de oxigen OFa). Spre deosebire de oxizi, acești compuși se numesc fluoruri de oxigen.
Elementele subgrupului de oxigen diferă semnificativ de oxigen în proprietăți. Principala lor diferență constă în capacitatea de a arăta stări de oxidare pozitive, până la
Diferențele dintre halogeni sunt cele mai vizibile în compușii în care prezintă stări de oxidare pozitive. Aceștia sunt în principal compuși de halogeni cu cele mai electronegative elemente - fluor și oxigen, care
Atomul de oxigen are configurația electronică [He]25 2р. Deoarece acest element este al doilea după fluor în ceea ce privește electronegativitatea, are aproape întotdeauna o stare de oxidare negativă în compuși. Singurii compuși în care oxigenul are o stare de oxidare pozitivă sunt compușii care conțin fluor Op2 și Op.
În 1927, indirect, s-a obținut compus de oxigen fluor, în care oxigenul are o stare de oxidare pozitivă de două
Deoarece atomii de azot din amoniac atrag electronii mai puternic decât în azotul elementar, se spune că au o stare de oxidare negativă. În dioxidul de azot, unde atomii de azot atrag electronii mai puțin puternic decât în azotul elementar, are o stare de oxidare pozitivă. În azotul elementar sau oxigenul elementar, fiecare atom are o stare de oxidare zero. (Starea de oxidare zero este atribuită tuturor elementelor în starea necombinată.) Starea de oxidare este un concept util pentru înțelegerea reacțiilor redox.
Clorul formează o serie întreagă de oxianioni ClO, ClO, ClO3 și ClOg, în care prezintă o serie succesivă de stări pozitive de oxidare. Ionul de clorură, C1, are structura electronică a gazului nobil Ar, cu patru perechi de electroni de valență. Cei patru oxianioni de clor de mai sus pot fi considerați produșii de reacție ai unui ion de clorură, CH, ca o bază Lewis cu unul, doi, trei sau patru atomi de oxigen, fiecare dintre acestea având proprietăți acceptoare de electroni, de exemplu. acid lewis
Proprietățile chimice ale sulfului, seleniului și telurului diferă în multe privințe de cele ale oxigenului. Una dintre cele mai importante diferențe este că aceste elemente au stări de oxidare pozitive până la -1-6, care se găsesc, de exemplu,
Configurația electronică ns np permite elementelor acestui grup să prezinte stările de oxidare -I, +11, +IV și +VI. Deoarece doar doi electroni lipsesc înainte de formarea unei configurații de gaz inert, gradul oxidare -II apare foarte usor. Acest lucru este valabil mai ales pentru elementele ușoare ale grupului.
Într-adevăr, oxigenul diferă de toate elementele grupului prin ușurința cu care atomul său dobândește doi electroni, formând un ion negativ dublu încărcat. Cu excepția stărilor neobișnuite de oxidare negativă a oxigenului în peroxizi (-1), superoxizi (-Va) și ozonide (7h), compuși în care există legături oxigen-oxigen, precum și stările + 1 și - + II în compușii O. Fa și ORz oxigenul din toți compușii are o stare de oxidare de -I. Pentru elementele rămase ale grupului, starea de oxidare negativă devine treptat mai puțin stabilă, iar cele pozitive devin mai stabile. Elementele grele sunt dominate de stări de oxidare pozitive inferioare.
În conformitate cu natura elementului în stare de oxidare pozitivă, natura oxizilor din perioadele și grupele sistemului periodic se schimbă în mod natural. În perioade, sarcina efectivă negativă asupra atomilor de oxigen scade și are loc o tranziție treptată de la oxizi bazici prin oxizi amfoteri la cei acizi, de exemplu
Nal, Mgb, AIF3, ZrBf4. La determinarea stării de oxidare a elementelor din compușii cu legături covalente polare, se compară valorile electronegativității acestora (vezi 1.6). cea mai mare valoare electronegativitate, în compuși are întotdeauna o stare de oxidare negativă constantă de -1.
I oxigenul, care are și o valoare mare de electronegativitate, se caracterizează printr-o stare de oxidare negativă, de obicei -2, în peroxizii -1. Excepție este compusul OF2, în care starea de oxidare a oxigenului este 4-2. Elementele alcaline și alcalino-pământoase, care se caracterizează printr-o electronegativitate relativ scăzută, au întotdeauna o stare de oxidare pozitivă, egală cu +1 și, respectiv, +2. Hidrogenul prezintă o stare de oxidare constantă (+ 1) în majoritatea compușilor, de exemplu
În ceea ce privește electronegativitatea, oxigenul este al doilea după fluor. Compușii de oxigen cu fluor sunt unici, deoarece numai în acești compuși oxigenul are o stare de oxidare pozitivă.
Derivații unei stări pozitive de oxidare a oxigenului sunt cei mai puternici agenți de oxidare consumatoare de energie, capabili să elibereze energia chimică stocată în ei în anumite condiții. Pot fi utilizați ca oxidanți propulsori eficienți.
Și aparțin nemetalelor, starea indicată este cea mai comună pentru ei. Cu toate acestea, elementele grupului 6A, cu excepția oxigenului, sunt adesea în stări cu o stare de oxidare pozitivă până la + 6, ceea ce corespunde socializării tuturor celor șase electroni de valență cu atomi de elemente mai electronegative.
Toate elementele acestui subgrup, cu excepția poloniului, sunt nemetale. În compușii lor, ei prezintă atât stări de oxidare negative, cât și pozitive. În compușii cu metale și hidrogen, starea lor de oxidare este de obicei -2. În compușii cu nemetale, de exemplu cu oxigen, acesta poate avea o valoare de +4 sau -) -6. Excepția este oxigenul însuși. În ceea ce privește electronegativitatea, este al doilea după fluor, prin urmare, numai în combinație cu acest element (OR) starea sa de oxidare este pozitivă (-1-2). În compușii cu toate celelalte elemente, starea de oxidare a oxigenului este negativă și este de obicei -2. În peroxidul de hidrogen și derivații săi, este -1.
Azotul este inferior ca electronegativitate doar oxigenului și fluorului. Prin urmare, prezintă stări pozitive de oxidare numai în compușii cu aceste două elemente. În oxizi și oxianioni, starea de oxidare a azotului ia valori de la + 1 la -b 5.
În compușii cu mai multe elemente electronegative, elementele p din grupa VI au o stare de oxidare pozitivă. Pentru ei (cu excepția oxigenului), cele mai caracteristice stări de oxidare sunt -2, +4, -4-6, ceea ce corespunde unei creșteri treptate a numărului. electroni nepereche când un atom al unui element este excitat.
Cunoscuți în special anionii complecși cu liganzi de oxigen - complecși oxo. Sunt formați din atomi de elemente predominant nemetalice în stări pozitive de oxidare (metal - doar în stări de oxidare ridicată). Complecșii oxo se obțin prin interacțiunea oxizilor covalenti ai elementelor corespondente cu un atom de oxigen polarizat negativ de oxizi bazici sau apă, de exemplu
oxizi si hidroxizi. Oxizii și hidroxizii elementelor p pot fi considerați compuși cu cea mai mare stare de oxidare pozitivă, elementele p cu oxigen
O, CJUg, CbO), în care clorul prezintă o stare de oxidare pozitivă. Azotul la temperaturi ridicate se combină direct cu oxigenul și, prin urmare, prezintă proprietăți reducătoare.
În compușii cu oxigen, elementele pot prezenta cea mai mare stare de oxidare pozitivă, egală cu numărul grupului. Oxizii elementelor, în funcție de poziția lor în sistemul periodic și de gradul de oxidare al elementului, pot prezenta proprietăți bazice sau acide.
În plus, aceste elemente sunt, de asemenea, capabile să prezinte stări de oxidare pozitive până la +6, cu excepția oxigenului (doar până la +2). Elementele subgrupului de oxigen sunt nemetale.
Cei mai comuni agenți de oxidare sunt halogenii, oxigenul și oxianionii, cum ar fi MPO4, Cr3O și NO, în care atomul central are o stare de oxidare pozitivă ridicată. Uneori ca oxidanți
Compușii OgRg și Oorg sunt agenți oxidanți puternici, deoarece oxigenul din ei se află într-o stare de oxidare pozitivă - -1 și +2 și, prin urmare, având o rezervă mare de energie (afinitate mare pentru electroni), ei vor atrage puternic electroni datorită tendinței de oxigenul să intre în cele mai stabile stări pentru el.
Atomii ionizați ai nemetalelor în stare de oxidare pozitivă și ionii metalici în stare de oxidare ridicată cu oxigen formează molecule neutre de oxizi CO, CO2, NO, N02, 302, Sn02, MnOa complex de ioni care conțin oxigen N0, P04, 3O " , Cr0, MnOg etc.
Nivelul electrochimic valar-ny al atomilor acestor elemente corespunde formulei pa pr Oxigenul este al doilea element cel mai electronegativ (după fluor cel mai negativ), i se poate atribui o stare de oxidare stabilă în compușii egali cu (-I) în oxigen. fluorurile starea sa de oxidare este pozitivă. Elementele rămase ale grupului VIA prezintă stări de oxidare (-I), (+ IV) și (Ch VI) în compușii lor, iar starea de oxidare este stabilă pentru sulf (+ VI) și pentru elementele rămase (4-IV). ). Prin electronegativitate
Când O2 interacționează cu cel mai puternic agent oxidant P1Pv, se formează o substanță O2[P1Pb], în care ionul molecular Og este cationul. Compușii în care oxigenul are o stare de oxidare pozitivă sunt cei mai puternici agenți de oxidare consumatoare de energie, capabili să elibereze energia chimică stocată în anumite condiții. Pot fi utilizați ca oxidanți propulsori eficienți.
Cu toate acestea, capacitatea de a atașa electroni este mult mai puțin pronunțată în ei decât în elementele corespunzătoare din grupele VI și VII. Cu oxigenul formează oxizi de tip RjOj, prezentând cea mai mare stare de oxidare pozitivă, egală cu + 5.
Bromul și iodul prezintă stări de oxidare pozitive în compușii lor cu oxigen și cu mai mulți halogeni electronegativi. Sunt bine studiati acizi care conțin oxigen (și sărurile lor) ai acestor elemente precum HOHg (brom, sărurile sunt hipobromiți) și HOI (iodul, sărurile sunt hipoiodiți) HBrO3 (bromurile, sărurile sunt bromați) și NHS (iodul, sărurile sunt iodați) , precum și NbYub (orto-iodice, săruri - orto-periodate).
