Przeczytaj
Co to jest stopień utlenienia i jakie są typowe stopnie utlenienia?
Stopień utlenieniaStopień utlenienia – pojęcie formalne, najprościej ujmując, to ładunek elementarny, jaki posiadałby dany atom, gdyby wszystkie wiązania w indywiduum chemicznym uznać za jonowe.
Aby obliczyć formalny stopień utlenienia atomu pierwiastka chemicznego w jonach złożonych i cząsteczkach związków nieorganicznych, należy przede wszystkim poznać typowe stopnie utlenienia dla atomów różnych pierwiastków. Ułatwia to określanie stopni utlenienia atomów innych pierwiastków występujących na wielu różnych stopniach utlenienia w związkach chemicznych.
Typowe stopnie utlenienia
Stopień utlenienia atomu tlenu wynosi .
Z wyjątkiem nadtlenków, gdzie przyjmuje stopień utlenienia (na przykład ); ponadtlenków, gdzie przyjmuje stopnia utlenienia (na przykład ), oraz fluorku tlenu, gdzie przyjmuje stopień utlenienia (na przykład ). W ostatnim przypadku dodatni stopień utlenienia wynika z większej elektroujemności fluoru względem tlenu.
Stopień utlenienia atomu wodoru wynosi .
Z wyjątkiem wodorków metali, gdzie przyjmuje stopień utlenienia (na przykład .
Stopień utlenienia litowców w związkach chemicznych wynosi .
Stopień utlenienia berylowców w związkach chemicznych wynosi .
Stopień utlenienia borowców w związkach chemicznych wynosi .
Stopień utlenienia fluoru we wszystkich związkach chemicznych wynosi .
Obliczanie stopni utlenienia w cząsteczkach związków nieorganicznych
Podczas obliczania stopni utlenienia w związku chemicznym należy pamiętać, że suma stopni utlenienia poszczególnych elementów wynosi . W oparciu o poznane już typowe stopnie utlenienia atomów pierwiastków można obliczyć nieznany stopień utlenienia atomu pozostałego pierwiastka, jak przedstawiono w poniższych przykładach.
Obliczanie stopni utlenienia w jonach złożonych
Obliczanie stopni utlenienia atomów w jonach złożonych jest analogiczne jak w przypadku związków chemicznych. Jedyną różnicą jest to, że suma stopni utlenienia atomów w jonie złożonym jest równa ładunkowi całego jonu. W oparciu o typowe, znane stopnie utlenienia można obliczyć nieznany stopień utlenienia atomu pierwiastka w dowolnym jonie, jak przedstawiono w poniższych przykładach.
Przypadki szczególne
W niektórych związkach chemicznych i jonach złożonych nie jest możliwe obliczenie stopni utlenienia za pomocą prostego równania z jedną niewiadomą, ponieważ atomy jednego pierwiastka chemicznego występują w nich na minimum dwóch różnych stopniach utlenienia. Z taką sytuacją można się spotkać w przypadku tlenków złożonych, takich jak oraz .
Jeżeli przyjmiemy, że atom tlenu w związkach przyjmuje stopień utlenienia , to możemy zapisać:
Jeżeli by uznać, że atomy żelaza występują na tym samym stopniu utlenienia, to po rozwiązaniu równania:
, co nie jest możliwe z chemicznego punktu widzenia, ponieważ poszczególne atomy żelaza nie tworzą takiej samej ilości wiązań z atomami tlenu, a więc nie mają tego samego stopnia utlenienia. Można wówczas przypuszczać, że tlenek jest tlenkiem złożonym. Po sprawdzeniu w źródłach okazuje się, że ten tlenek jest złożony z tlenków oraz , w których atomy żelaza występują odpowiednio na i stopniu utlenienia. Dlatego tlenek ten nazywa się tlenkiem żelaza(), a jego wzór można zapisać również jako .
Analogiczna sytuacja występuje w przypadku tlenku .
Po rozwiązaniu równania:
również wynosi . Można wówczas przypuszczać, że tlenek jest tlenkiem złożonym. Po sprawdzeniu w źródłach okazuje się, że ten tlenek jest złożony z tlenków: oraz , w których atom ołowiu występuje odpowieniu na i stopniu utlenienia.
Jego nazwa to zatem tlenek ołowiu() a inny możliwy wzór chemiczny to .
Słownik
ładunek, jaki zgromadziłby się na atomie danego pierwiastka wchodzącego w skład związku chemicznego, przy założeniu, że wszystkie wiązania chemiczne w związku mają charakter wiązań jonowych
grupa atomów obdarzona ładunkiem elektrycznym, na przykład jon siarczanowy() , jon amonu