Keadaan pengoksidaan maksimum sulfur ialah. Sebatian sulfur

Keelektronegatifan, seperti sifat lain atom unsur kimia, berubah secara berkala dengan peningkatan nombor atom unsur:

Graf di atas menunjukkan keberkalaan perubahan dalam keelektronegatifan unsur subkumpulan utama bergantung kepada nombor atom unsur tersebut.

Apabila bergerak ke bawah subkumpulan jadual berkala, keelektronegatifan unsur kimia berkurangan, dan apabila bergerak ke kanan sepanjang tempoh ia meningkat.

Keelektronegatifan mencerminkan bukan logam unsur: semakin tinggi nilai elektronegativiti, semakin banyak sifat bukan logam unsur tersebut.

Keadaan pengoksidaan

Bagaimana untuk mengira keadaan pengoksidaan unsur dalam sebatian?

1) Keadaan pengoksidaan unsur kimia dalam bahan ringkas sentiasa sifar.

2) Terdapat unsur-unsur yang menunjukkan keadaan pengoksidaan yang berterusan dalam bahan kompleks:

3) Terdapat unsur kimia yang mempamerkan keadaan pengoksidaan yang berterusan dalam sebahagian besar sebatian. Elemen ini termasuk:

unsur	Keadaan pengoksidaan dalam hampir semua sebatian	Pengecualian
hidrogen H	+1	Hidrida logam alkali dan alkali tanah, contohnya:
oksigen O	-2	Hidrogen dan logam peroksida: Oksigen fluorida -

4) Jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan semua atom dalam molekul sentiasa sifar. Jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan semua atom dalam ion adalah sama dengan cas ion itu.

5) Keadaan pengoksidaan (maksimum) tertinggi adalah sama dengan nombor kumpulan. Pengecualian yang tidak termasuk dalam peraturan ini ialah unsur subkumpulan sekunder kumpulan I, unsur subkumpulan sekunder kumpulan VIII, serta oksigen dan fluorin.

Unsur kimia yang nombor kumpulannya tidak bertepatan dengan keadaan pengoksidaan tertingginya (wajib diingat)

6) Keadaan pengoksidaan terendah logam sentiasa sifar, dan keadaan pengoksidaan terendah bukan logam dikira dengan formula:

keadaan pengoksidaan terendah bagi bukan logam = nombor kumpulan − 8

Berdasarkan peraturan yang dibentangkan di atas, anda boleh mewujudkan keadaan pengoksidaan unsur kimia dalam sebarang bahan.

Mencari keadaan pengoksidaan unsur dalam pelbagai sebatian

Contoh 1

Tentukan keadaan pengoksidaan semua unsur dalam asid sulfurik.

Penyelesaian:

Mari kita tulis formula asid sulfurik:

Keadaan pengoksidaan hidrogen dalam semua bahan kompleks ialah +1 (kecuali hidrida logam).

Keadaan pengoksidaan oksigen dalam semua bahan kompleks ialah -2 (kecuali peroksida dan oksigen fluorida OF 2). Mari kita susun keadaan pengoksidaan yang diketahui:

Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan sulfur sebagai x:

Molekul asid sulfurik, seperti molekul mana-mana bahan, secara amnya neutral secara elektrik, kerana jumlah keadaan pengoksidaan semua atom dalam molekul ialah sifar. Secara skematik ini boleh digambarkan seperti berikut:

Itu. kami mendapat persamaan berikut:

Mari selesaikan:

Oleh itu, keadaan pengoksidaan sulfur dalam asid sulfurik ialah +6.

Contoh 2

Tentukan keadaan pengoksidaan semua unsur dalam ammonium dikromat.

Penyelesaian:

Mari kita tulis formula ammonium dikromat:

Seperti dalam kes sebelumnya, kita boleh mengatur keadaan pengoksidaan hidrogen dan oksigen:

Walau bagaimanapun, kita melihat bahawa keadaan pengoksidaan dua unsur kimia sekaligus tidak diketahui - nitrogen dan kromium. Oleh itu, kita tidak dapat mencari keadaan pengoksidaan yang serupa dengan contoh sebelumnya (satu persamaan dengan dua pembolehubah tidak mempunyai penyelesaian tunggal).

Marilah kita menarik perhatian kepada fakta bahawa bahan ini tergolong dalam kelas garam dan, dengan itu, mempunyai struktur ionik. Maka kita boleh mengatakan dengan betul bahawa komposisi ammonium dikromat termasuk NH 4 + kation (cas kation ini boleh dilihat dalam jadual keterlarutan). Akibatnya, oleh kerana unit formula ammonium dikromat mengandungi dua kation NH 4 + bercas tunggal positif, cas ion dikromat adalah sama dengan -2, kerana bahan secara keseluruhan adalah neutral elektrik. Itu. bahan itu dibentuk oleh NH 4 + kation dan Cr 2 O 7 2- anion.

Kita tahu keadaan pengoksidaan hidrogen dan oksigen. Mengetahui bahawa jumlah keadaan pengoksidaan atom semua unsur dalam ion adalah sama dengan cas, dan menandakan keadaan pengoksidaan nitrogen dan kromium sebagai x Dan y dengan itu, kita boleh menulis:

Itu. kita mendapat dua persamaan bebas:

Menyelesaikan yang mana, kita dapati x Dan y:

Oleh itu, dalam ammonium dikromat keadaan pengoksidaan nitrogen ialah -3, hidrogen +1, kromium +6, dan oksigen -2.

Anda boleh membaca bagaimana untuk menentukan keadaan pengoksidaan unsur dalam bahan organik.

Valence

Valensi atom ditunjukkan oleh angka Rom: I, II, III, dll.

Keupayaan valens atom bergantung kepada kuantiti:

1) elektron tidak berpasangan

2) pasangan elektron tunggal dalam orbital tahap valens

3) orbital elektron kosong tahap valens

Kemungkinan valensi atom hidrogen

Mari kita gambarkan formula grafik elektron bagi atom hidrogen:

Telah dikatakan bahawa tiga faktor boleh mempengaruhi kemungkinan valensi - kehadiran elektron tidak berpasangan, kehadiran pasangan elektron tunggal di peringkat luar, dan kehadiran orbital kosong (kosong) di peringkat luar. Kami melihat satu elektron tidak berpasangan pada tahap tenaga luar (dan sahaja). Berdasarkan ini, hidrogen pasti boleh mempunyai valensi I. Walau bagaimanapun, dalam tahap tenaga pertama hanya terdapat satu sublevel - s, mereka. Atom hidrogen di peringkat luar tidak mempunyai pasangan elektron tunggal mahupun orbital kosong.

Oleh itu, satu-satunya valensi yang boleh ditunjukkan oleh atom hidrogen ialah I.

Kemungkinan valensi atom karbon

Mari kita pertimbangkan struktur elektronik atom karbon. Dalam keadaan dasar, konfigurasi elektronik paras luarnya adalah seperti berikut:

Itu. dalam keadaan dasar pada aras tenaga luar atom karbon yang tidak teruja terdapat 2 elektron tidak berpasangan. Dalam keadaan ini ia boleh mempamerkan valens II. Walau bagaimanapun, atom karbon sangat mudah masuk ke dalam keadaan teruja apabila tenaga diberikan kepadanya, dan konfigurasi elektronik lapisan luar dalam kes ini mengambil bentuk:

Walaupun fakta bahawa sejumlah tenaga dibelanjakan untuk proses pengujaan atom karbon, perbelanjaan itu lebih daripada dikompensasikan oleh pembentukan empat ikatan kovalen. Atas sebab ini, valensi IV adalah lebih ciri atom karbon. Sebagai contoh, karbon mempunyai valensi IV dalam molekul karbon dioksida, asid karbonik dan secara mutlak semua bahan organik.

Sebagai tambahan kepada elektron tidak berpasangan dan pasangan elektron tunggal, kehadiran orbital tahap valensi kosong juga mempengaruhi kemungkinan valens. Kehadiran orbital sedemikian pada tahap terisi membawa kepada fakta bahawa atom boleh bertindak sebagai penerima pasangan elektron, i.e. membentuk ikatan kovalen tambahan melalui mekanisme penerima-penderma. Sebagai contoh, bertentangan dengan jangkaan, dalam molekul karbon monoksida Ikatan CO bukan dua kali ganda, tetapi tiga kali ganda, seperti yang ditunjukkan dengan jelas dalam ilustrasi berikut:

Kemungkinan valensi atom nitrogen

Mari kita tulis formula grafik elektronik untuk tahap tenaga luaran atom nitrogen:

Seperti yang dapat dilihat daripada ilustrasi di atas, atom nitrogen dalam keadaan normalnya mempunyai 3 elektron tidak berpasangan, dan oleh itu adalah logik untuk mengandaikan bahawa ia mampu mempamerkan valens III. Sesungguhnya, valensi tiga diperhatikan dalam molekul ammonia (NH 3), asid nitrus(HNO 2), nitrogen triklorida (NCl 3), dsb.

Dikatakan di atas bahawa valensi atom unsur kimia bergantung bukan sahaja pada bilangan elektron tidak berpasangan, tetapi juga pada kehadiran pasangan elektron tunggal. Ini disebabkan oleh fakta bahawa ikatan kimia kovalen boleh dibentuk bukan sahaja apabila dua atom membekalkan satu sama lain dengan satu elektron, tetapi juga apabila satu atom dengan pasangan elektron tunggal - penderma () memberikannya kepada atom lain dengan kosong ( ) aras valens orbital (penerima). Itu. Untuk atom nitrogen, valens IV juga mungkin disebabkan oleh ikatan kovalen tambahan yang terbentuk mengikut mekanisme penerima-penderma. Sebagai contoh, empat ikatan kovalen, satu daripadanya dibentuk oleh mekanisme penerima-penderma, diperhatikan semasa pembentukan kation ammonium:

Walaupun fakta bahawa salah satu ikatan kovalen terbentuk mengikut mekanisme penderma-penerima, semua Sambungan N-H dalam kation ammonium adalah sama sekali dan tidak berbeza antara satu sama lain dalam apa jua cara.

Atom nitrogen tidak mampu menunjukkan valensi sama dengan V. Ini disebabkan oleh hakikat bahawa adalah mustahil bagi atom nitrogen untuk beralih kepada keadaan teruja, di mana dua elektron dipasangkan dengan peralihan salah satu daripadanya ke orbital bebas yang paling hampir dalam tahap tenaga. Atom nitrogen tidak mempunyai d-sublevel, dan peralihan kepada orbital 3s secara bertenaga begitu mahal sehingga kos tenaga tidak dilindungi oleh pembentukan ikatan baru. Mungkin ramai yang tertanya-tanya, apakah valensi nitrogen, contohnya, dalam molekul asid nitrik HNO 3 atau nitrik oksida N 2 O 5? Anehnya, valensi di sana juga IV, seperti yang dapat dilihat dari formula struktur berikut:

Garis putus-putus dalam ilustrasi menunjukkan apa yang dipanggil dinyahlokasi π -sambungan. Atas sebab ini, bon terminal NO boleh dipanggil "satu setengah bon." Ikatan satu setengah yang serupa juga terdapat dalam molekul ozon O 3, benzena C 6 H 6, dsb.

Kemungkinan valensi fosforus

Mari kita gambarkan formula grafik elektronik tahap tenaga luaran atom fosforus:

Seperti yang kita lihat, struktur lapisan luar atom fosforus dalam keadaan dasar dan atom nitrogen adalah sama, dan oleh itu adalah logik untuk mengharapkan untuk atom fosforus, serta untuk atom nitrogen, kemungkinan valens sama dengan I, II, III dan IV, seperti yang diperhatikan dalam amalan.

Walau bagaimanapun, tidak seperti nitrogen, atom fosforus juga mempunyai d-sublevel dengan 5 orbital kosong.

Dalam hal ini, ia mampu beralih kepada keadaan teruja, mengukus elektron 3 s-orbital:

Oleh itu, valensi V untuk atom fosforus, yang tidak boleh diakses oleh nitrogen, adalah mungkin. Sebagai contoh, atom fosforus mempunyai valensi lima dalam molekul sebatian seperti asid fosforik, fosforus (V) halida, fosforus (V) oksida, dll.

Kemungkinan valensi atom oksigen

Formula grafik elektron untuk tahap tenaga luaran atom oksigen mempunyai bentuk:

Kami melihat dua elektron tidak berpasangan pada tahap ke-2, dan oleh itu valens II adalah mungkin untuk oksigen. Perlu diingatkan bahawa valensi atom oksigen ini diperhatikan dalam hampir semua sebatian. Di atas, apabila mempertimbangkan keupayaan valens atom karbon, kami membincangkan pembentukan molekul karbon monoksida. Ikatan dalam molekul CO adalah tiga kali ganda, oleh itu, oksigen di sana adalah trivalen (oksigen ialah penderma pasangan elektron).

Kerana fakta bahawa atom oksigen tidak mempunyai luaran d-sublevel, pasangan elektron s Dan p- orbital adalah mustahil, itulah sebabnya keupayaan valens atom oksigen adalah terhad berbanding unsur lain subkumpulannya, contohnya, sulfur.

Kemungkinan valensi atom sulfur

Aras tenaga luaran atom sulfur dalam keadaan tidak teruja:

Atom sulfur, seperti atom oksigen, biasanya mempunyai dua elektron tidak berpasangan, jadi kita boleh membuat kesimpulan bahawa sulfur boleh mempunyai valensi dua. Sesungguhnya, sulfur mempunyai valensi II, contohnya, dalam molekul hidrogen sulfida H 2 S.

Seperti yang kita lihat, atom sulfur muncul di peringkat luaran d-sublevel dengan orbital kosong. Atas sebab ini, atom sulfur dapat mengembangkan keupayaan valensnya, tidak seperti oksigen, disebabkan oleh peralihan kepada keadaan teruja. Oleh itu, apabila memasangkan pasangan elektron tunggal 3 hlm-subperingkat, atom sulfur memperoleh konfigurasi elektronik paras luar dalam bentuk berikut:

Dalam keadaan ini, atom sulfur mempunyai 4 elektron tidak berpasangan, yang memberitahu kita bahawa atom sulfur boleh mempamerkan valens IV. Sesungguhnya, sulfur mempunyai valens IV dalam molekul SO 2, SF 4, SOCl 2, dll.

Apabila memasangkan pasangan elektron bebas kedua yang terletak pada 3 s-sublevel, tahap tenaga luaran memperoleh konfigurasi:

Dalam keadaan ini, manifestasi valensi VI menjadi mungkin. Contoh sebatian dengan sulfur VI-valent ialah SO 3, H 2 SO 4, SO 2 Cl 2, dsb.

Begitu juga, kita boleh mempertimbangkan kemungkinan valens unsur kimia lain.

Sebatian dengan keadaan pengoksidaan –2. Sebatian sulfur yang paling penting dengan keadaan pengoksidaan -2 ialah hidrogen sulfida dan sulfida. Hidrogen sulfida - H 2 S - gas tidak berwarna dengan bau ciri protein membusuk, toksik. Molekul hidrogen sulfida mempunyai bentuk sudut, sudut ikatan ialah 92º. Dibentuk melalui interaksi langsung hidrogen dengan wap sulfur. Di makmal, hidrogen sulfida dihasilkan oleh tindakan asid kuat pada sulfida logam:

Na 2 S + 2HCl = 2NaCl + H 2 S

Hidrogen sulfida ialah agen penurunan yang kuat dan juga boleh dioksidakan oleh sulfur(IV) oksida.

2H 2 S -2 + S +4 O 2 = 3S 0 + 2H 2 O

Bergantung pada keadaan, produk pengoksidaan sulfida boleh menjadi S, SO 2 atau H 2 SO 4:

2KMnO 4 + 5H 2 S -2 + 3H 2 SO 4 ® 2MnSO 4 + 5S + K 2 SO 4 + 8H 2 O;

H 2 S -2 + 4Br 2 + 4H 2 O = H 2 S +4 O 4 + 8HBr

Di udara dan dalam atmosfera oksigen, hidrogen sulfida terbakar, membentuk sulfur atau SO 2 bergantung kepada keadaan.

Hidrogen sulfida sedikit larut dalam air (2.5 isipadu H 2 S setiap 1 isipadu air) dan berkelakuan sebagai asid dibasic lemah.

H 2 S H + + HS - ; K 1 = 1×10 -7

HS - H + + S 2- ; K 2 = 2.5×10 -13

Sebagai asid dibasic, hidrogen sulfida membentuk dua siri garam: hidrosulfida (garam asid) dan sulfida (garam sederhana). Sebagai contoh, NaHS ialah hidrosulfida dan Na 2 S ialah natrium sulfida.

Sulfida kebanyakan logam larut sedikit dalam air, berwarna dalam warna ciri dan berbeza dalam keterlarutan dalam asid: ZnS - putih, CdS - kuning-oren, MnS - berwarna daging, HgS, CuS, PbS, FeS - hitam, SnS - coklat , SnS 2 - kuning. Sulfida logam alkali dan alkali tanah, serta ammonium sulfida, sangat larut dalam air. Sulfida larut sangat terhidrolisis.

Na 2 S + H 2 O NaHS + NaOH

Sulfida, seperti oksida, adalah asas, berasid dan amfoterik. Sifat utama ditunjukkan oleh sulfida logam alkali dan alkali tanah, sifat berasid ditunjukkan oleh sulfida bukan logam. Perbezaan dalam sifat kimia sulfida menunjukkan dirinya dalam tindak balas hidrolisis dan dalam interaksi sulfida. berbeza sifat sesama mereka. Sulfida asas apabila bentuk hidrolisis persekitaran alkali, berasid menghidrolisis secara tidak boleh balik untuk membentuk asid yang sepadan:

SiS 2 + 3H 2 O = H 2 SiO 3 + 2H 2 S

Sulfida amfoterik tidak larut dalam air, sebahagian daripadanya, sebagai contoh, sulfida aluminium, besi(III), kromium(III), dihidrolisiskan sepenuhnya:

Al 2 S 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

Apabila sulfida asas dan berasid berinteraksi, tiosal terbentuk. Asid tioa yang sepadan biasanya tidak stabil, penguraiannya serupa dengan penguraian asid yang mengandungi oksigen.

CS 2 + Na 2 S = Na 2 CS 3; Na 2 CS 3 + H 2 SO 4 = H 2 CS 3 + Na 2 SO 4;

natrium tiokarbonat asid tiokarbonat

H 2 CS 3 = H 2 S + CS 2

Sebatian persulfida. Kecenderungan sulfur untuk membentuk homochain direalisasikan dalam persulfida (polysulfides), yang terbentuk apabila larutan sulfida dengan sulfur dipanaskan:

Na 2 S + (n-1)S = Na 2 S n

Persulfida berlaku secara semula jadi, contohnya, pirit mineral FeS 2 yang meluas ialah besi(II) persulfida. Apabila terdedah kepada larutan polisulfida asid mineral, polisulfan diasingkan - bahan seperti minyak yang tidak stabil dalam komposisi H 2 S n, di mana n berbeza dari 2 hingga 23.

Persulfida, seperti peroksida, mempamerkan kedua-dua sifat pengoksidaan dan pengurangan, dan juga mudah tidak seimbang.

Na 2 S 2 + SnS = SnS 2 + Na 2 S; 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2;

Na 2 S 2 -1 = S 0 + Na 2 S -2

Sebatian dengan keadaan pengoksidaan +4. Yang paling penting ialah sulfur(IV) oksida - gas tidak berwarna dengan tajam bau yang kurang menyenangkan sulfur yang terbakar. Molekul SO2 mempunyai struktur sudut (sudut OSO ialah 119.5°):

Dalam industri, SO 2 dihasilkan dengan membakar pirit atau membakar sulfur. Kaedah makmal untuk menghasilkan sulfur dioksida ialah tindakan asid mineral kuat ke atas sulfit.

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + SO 2 + H 2 O

Sulfur(IV) oksida ialah agen penurunan yang bertenaga

S +4 O 2 + Cl 2 = S +6 O 2 Cl 2,

tetapi, berinteraksi dengan agen penurunan yang kuat, ia boleh bertindak sebagai agen pengoksida:

2H 2 S + S +4 O 2 = 3S 0 + 2H 2 O

Sulfur dioksida sangat larut dalam air (40 isipadu setiap 1 isipadu air). Dalam larutan akueus, molekul SO2 terhidrat sebahagiannya berpisah untuk membentuk kation hidrogen:

SO 2 ×H 2 O H + + HSO 3 - 2H + + SO 3 2-

Atas sebab ini, larutan akueus sulfur dioksida sering dianggap sebagai larutan asid sulfur - H 2 SO 3, walaupun pada hakikatnya sebatian ini nampaknya tidak wujud. Walau bagaimanapun, garam asid sulfurik adalah stabil dan boleh diasingkan bentuk individu:

SO 2 + NaOH = NaHSO 3; SO 2 + 2NaOH = Na 2 SO 3

natrium hidrosulfit natrium sulfit

Anion sulfit mempunyai struktur piramid trigonal dengan atom sulfur di puncak. Pasangan tunggal atom sulfur diarahkan secara spatial, oleh itu anion, penderma aktif pasangan elektron, mudah berubah menjadi tetrahedral HSO 3 - dan wujud dalam bentuk dua bentuk tautomerik:

Sulfit logam alkali sangat larut dalam air dan sebahagian besarnya terhidrolisis:

SO 3 2- + H 2 O HSO 3 - + OH -

Agen penurun kuat, apabila menyimpan larutannya, secara beransur-ansur teroksida oleh oksigen atmosfera, dan apabila dipanaskan ia menjadi tidak seimbang:

2Na 2 S +4 O 3 + O 2 = 2Na 2 S +6 O 4; 4Na 2 S +4 O 3 = Na 2 S -2 + 3Na 2 S +6 O 4

Keadaan pengoksidaan +4 berlaku dalam halida dan oksohalida:

SF 4 SOF 2 SOCl 2 SOBr 2

sulfur(IV) fluorida, sulfur(IV) oxofluoride, sulfur(IV) oxochloride, sulfur(IV) oxobromide

Dalam semua molekul di atas, pasangan elektron tunggal disetempatkan pada atom sulfur, SF 4 mempunyai bentuk tetrahedron terherot (bisphenoid), SOHal 2 mempunyai bentuk piramid trigonal.

Sulfur(IV) fluorida ialah gas tidak berwarna. Sulfur(IV) oxochloride (thionyl chloride, thionyl chloride) ialah cecair tidak berwarna dengan bau pedas. Bahan ini digunakan secara meluas dalam sintesis organik untuk mendapatkan sebatian fluorin dan organoklorin.

Sebatian jenis ini bersifat berasid, seperti yang dibuktikan oleh hubungannya dengan air:

SF 4 + 3H 2 O = H 2 SO 3 + 4HF; SOCl 2 + 2H 2 O = H 2 SO 3 + 2HCl.

Sebatian dengan keadaan pengoksidaan +6:

SF 6 SO 2 Cl 2 SO 3 H 2 SO 4 2-

sulfur(VI) fluorida, sulfur(VI) dioxodichloride, sulfur(VI) oksida, asid sulfurik, anion sulfat

Sulfur heksafluorida ialah gas lengai tidak berwarna yang digunakan sebagai dielektrik gas. Molekul SF 6 sangat simetri dan mempunyai geometri oktahedral. SO 2 Cl 2 (sulfuril klorida, sulfuril klorida) ialah cecair tidak berwarna yang berasap di udara akibat hidrolisis, digunakan dalam sintesis organik sebagai reagen pengklorinan:

SO 2 Cl 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HCl

Sulfur oksida (VI) ialah cecair tidak berwarna (bp 44.8 °C, mp 16.8 °C). Dalam keadaan gas, SO 3 mempunyai struktur monomerik, dalam keadaan cecair ia terutamanya wujud dalam bentuk molekul trimerik kitaran, dan dalam keadaan pepejal ia adalah polimer.

Dalam industri, sulfur trioksida dihasilkan oleh pengoksidaan pemangkin dioksidanya:

2SO 2 + O 2 ¾® 2SO 3

Di makmal, SO 3 boleh diperolehi dengan menyuling oleum - larutan sulfur trioksida dalam asid sulfurik.

SO 3 ialah oksida berasid biasa, menambahkan air dan reagen lain yang mengandungi proton dengan kuat:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4; SO 3 + HF = HOSO 2 F

fluorsulfur (fluorosulfonik)

asid

Asid sulfurik- H 2 SO 4 - cecair berminyak tidak berwarna, m.p. 10.4 °C, bp. 340 °C (dengan penguraian). Larut dalam air tanpa had, asid dibasic yang kuat. Asid sulfurik pekat adalah agen pengoksidaan yang kuat, terutamanya apabila dipanaskan. Ia mengoksidakan bukan logam dan logam yang berada dalam siri potensi elektrod piawai di sebelah kanan hidrogen:

C + 2H 2 SO 4 = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O; Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Dengan berinteraksi dengan logam yang lebih aktif, asid sulfurik boleh dikurangkan kepada sulfur atau hidrogen sulfida, contohnya,

4Zn + 5H 2 SO 4 (conc.) = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Asid sulfurik pekat sejuk memasifkan banyak logam (besi, plumbum, aluminium, kromium) disebabkan oleh pembentukan oksida tumpat atau filem garam pada permukaannya.

Asid sulfurik membentuk dua siri garam: yang mengandungi anion sulfat - SO 4 2- (garam sederhana) dan yang mengandungi anion hidrosulfat - HSO 4 - (garam asid). Sulfat secara amnya sangat larut dalam air BaSO 4 , SrSO 4 , PbSO 4 , Cu 2 SO 4 tidak larut dengan baik. Pembentukan mendakan putih, kristal halus bagi barium sulfat apabila terdedah kepada larutan barium klorida adalah tindak balas kualitatif kepada anion sulfat. Tindak balas ini juga digunakan untuk penentuan kuantitatif sulfur.

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ¯

Garam asid sulfurik yang paling penting ialah: Na 2 SO 4 ×10H 2 O - mirabilite, garam Glauber - digunakan dalam penghasilan soda dan kaca; MgSO 4 × 7H 2 O - garam Epsom pahit - digunakan dalam perubatan sebagai julap, untuk kemasan fabrik, untuk menyamak kulit; CaSO 4 ×2H 2 O - gipsum - digunakan dalam perubatan dan pembinaan; CaSO 4 × 1/2H 2 O - alabaster - digunakan sebagai bahan binaan; CuSO 4 ×5H 2 O - kuprum sulfat- digunakan dalam pertanian untuk melindungi tumbuhan daripada penyakit kulat; FeSO 4 × 7H 2 O - sulfat besi - digunakan dalam pertanian sebagai baja mikro dan dalam penulenan air sebagai koagulator; K 2 SO 4 ×Al 2 (SO 4) 3 ×24H 2 O - tawas kalium - digunakan untuk menyamak kulit.

Sintesis asid sulfurik dalam industri dijalankan dengan kaedah sentuhan, peringkat pertama adalah pemanggangan pirit:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2SO2 + O2 = 2SO3

Apabila SO 3 dibubarkan dalam asid sulfurik pekat, keseluruhan siri asid polisulfurik terbentuk. Campuran H 2 SO 4, H 2 S 2 O 7, H 2 S 3 O 10, H 2 S 4 O 13 ialah cecair berminyak pekat yang berasap di udara - oleum. Apabila mencairkan oleum dengan air komunikasi S-O-S rosak dan asid polisulfurik ditukar menjadi asid sulfurik penumpuan yang diperlukan.

Asid pirosulfurik (disulfurik).- H 2 S 2 O 7:

Hablur tidak berwarna, boleh melebur yang memisahkan daripada oleum.

SO 3 + H 2 SO 4 = H 2 S 2 O 7

Garam asid pirosulfurik - pirosulfat (disulfat) - diperoleh melalui penguraian terma hidrosulfat:

KHSO 4 = K 2 S 2 O 7 + H 2 O

Asid tiosulfurik- H 2 S 2 O 3 – wujud dalam dua bentuk tautomerik:

DALAM larutan akueus tidak stabil dan terurai dengan pembebasan sulfur dan SO 2:

H 2 S 2 O 3 = S¯ + SO 2 + H 2 O

Garam asid tiosulfurik - tiosulfat - adalah stabil dan boleh diperolehi dengan mendidihkan sulfur dengan larutan akueus sulfit:

Na 2 SO 3 + S = Na 2 S 2 O 3

Sifat tiosulfat ditentukan oleh kehadiran atom sulfur dalam dua darjah yang berbeza pengoksidaan –2 dan +6. Oleh itu, kehadiran sulfur dalam keadaan pengoksidaan –2 menentukan sifat pengurangan:

Na 2 SO 3 S -2 + Cl 2 + H 2 O = Na 2 S +6 O 4 + S 0 + 2HCl

Natrium tiosulfat digunakan secara meluas dalam fotografi sebagai fiksatif dan dalam kimia analitik untuk penentuan kuantitatif iodin dan bahan yang membebaskan iodin (analisis iodometri).

Asid polithionik. Unit struktur tetrahedral dalam asid polisulfurik boleh bergabung melalui atom sulfur untuk membentuk sebatian formula am H 2 S x O 6, di mana x = 2 – 6.

Asid polithionik tidak stabil, tetapi membentuk garam yang stabil - polythionates. Contohnya. Natrium tetrathionate dibentuk oleh tindakan iodin pada larutan akueus natrium tiosulfat:

Na 2 S 2 O 3 + I 2 = Na 2 S 4 O 6 + 2NaI

Asid peroxosulfurik (persulfurik).. Peranan jambatan yang menghubungkan unit struktur asid polisulfurik boleh dimainkan oleh kumpulan peroksida. Kumpulan yang sama adalah sebahagian daripada asid monosulfurik:

H2SO5- asid monosulfurik H2S2O8 - asid peroxodisulfurik

(Asid caro)

Asid peroxosulfurik terhidrolisis untuk membentuk hidrogen peroksida:

H 2 SO 5 + H 2 O = H 2 SO 4 + H 2 O 2; H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4 + H 2 O 2.

Asid peroksidisulfurik diperoleh melalui elektrolisis larutan akueus asid sulfurik:

2HSO 4 - - 2e - = H 2 S 2 O 8

Membentuk garam - persulfat. Ammonium persulfate - (NH 4) 2 S 2 O 8 - digunakan dalam keadaan makmal sebagai agen pengoksidaan.

Keadaan pengoksidaan ialah cas bersyarat bagi atom dalam sebatian, dikira berdasarkan andaian bahawa ia hanya terdiri daripada ion. Apabila mentakrifkan konsep ini, secara konvensional diandaikan bahawa elektron ikatan (valens) bergerak ke lebih banyak atom elektronegatif (lihat Keelektronegatifan), dan oleh itu sebatian terdiri daripada ion bercas positif dan negatif. Nombor pengoksidaan boleh mempunyai nilai sifar, negatif dan positif, yang biasanya diletakkan di atas simbol unsur: .

Keadaan pengoksidaan sifar diberikan kepada atom unsur dalam keadaan bebas, contohnya: . Nilai negatif Atom-atom tersebut mempunyai keadaan pengoksidaan ke arah mana awan elektron penghubung (pasangan elektron) beralih. Untuk fluorin dalam semua sebatiannya ia adalah sama dengan -1. Atom yang menderma elektron valens kepada atom lain mempunyai keadaan pengoksidaan positif. Sebagai contoh, dalam logam alkali dan alkali tanah ia masing-masing sama dengan dan Dalam ion ringkas seperti K, ia adalah sama dengan cas ion. Dalam kebanyakan sebatian, keadaan pengoksidaan atom hidrogen adalah sama dengan , tetapi dalam hidrida logam (sebatian mereka dengan hidrogen) - dan lain-lain - ia sama dengan -1. Oksigen dicirikan oleh keadaan pengoksidaan -2, tetapi, sebagai contoh, dalam kombinasi dengan fluorin ia akan menjadi, dan dalam sebatian peroksida, dll.) -1. Dalam sesetengah kes, nilai ini boleh dinyatakan sebagai pecahan: untuk besi dalam besi (II, III) oksida ia sama dengan .

Jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan atom dalam sebatian ialah sifar, dan dalam ion kompleks ia adalah cas ion. Menggunakan peraturan ini, kami mengira, sebagai contoh, keadaan pengoksidaan fosforus dalam asid ortofosforik. Menandakannya dengan dan mendarabkan keadaan pengoksidaan untuk hidrogen dan oksigen dengan bilangan atomnya dalam sebatian, kita memperoleh persamaan: dari mana . Begitu juga, kita mengira keadaan pengoksidaan kromium dalam ion -.

Dalam sebatian, keadaan pengoksidaan mangan akan sesuai.

Keadaan pengoksidaan tertinggi ialah nilai positifnya yang terbesar. Bagi kebanyakan unsur, ia adalah sama dengan nombor kumpulan dalam jadual berkala dan merupakan ciri kuantitatif penting bagi unsur dalam sebatiannya. Nilai terendah Keadaan pengoksidaan unsur yang berlaku dalam sebatiannya biasanya dipanggil keadaan pengoksidaan terendah; semua yang lain adalah pertengahan. Ya, untuk sulfur darjat tertinggi pengoksidaan adalah sama dengan, rendah -2, perantaraan.

Perubahan dalam keadaan pengoksidaan unsur mengikut kumpulan jadual berkala mencerminkan kekerapan perubahannya sifat kimia dengan peningkatan nombor siri.

Konsep keadaan pengoksidaan unsur digunakan dalam klasifikasi bahan, perihalan sifatnya, penyusunan formula sebatian dan nama antarabangsanya. Tetapi ia digunakan secara meluas dalam kajian tindak balas redoks. Konsep "keadaan pengoksidaan" sering digunakan dalam kimia tak organik bukannya konsep "valensi" (lihat Valence).

Caj formal atom dalam sebatian adalah kuantiti tambahan ia biasanya digunakan dalam perihalan sifat unsur dalam kimia. Caj elektrik konvensional ini ialah keadaan pengoksidaan. Nilainya berubah akibat daripada banyak proses kimia. Walaupun cas adalah formal, ia jelas mencirikan sifat dan tingkah laku atom dalam tindak balas redoks (ORR).

Pengoksidaan dan pengurangan

Pada masa lalu, ahli kimia menggunakan istilah "pengoksidaan" untuk menggambarkan interaksi oksigen dengan unsur lain. Nama tindak balas berasal dari nama Latin untuk oksigen - Oxygenium. Kemudian ternyata unsur-unsur lain juga teroksida. Dalam kes ini, mereka dikurangkan - mereka mendapat elektron. Setiap atom, apabila membentuk molekul, mengubah struktur kulit elektron valensnya. Dalam kes ini, caj formal muncul, magnitudnya bergantung pada bilangan elektron yang diberikan atau diterima secara konvensional. Untuk mencirikan nilai ini, istilah kimia Inggeris "nombor pengoksidaan" telah digunakan sebelum ini, yang diterjemahkan bermaksud "nombor pengoksidaan". Apabila menggunakannya, ia adalah berdasarkan andaian bahawa elektron ikatan dalam molekul atau ion tergolong dalam atom dengan nilai elektronegativiti (EO) yang lebih tinggi. Keupayaan untuk mengekalkan elektronnya dan menariknya daripada atom lain dinyatakan dengan baik dalam bukan logam yang kuat (halogen, oksigen). Logam kuat (natrium, kalium, litium, kalsium, unsur alkali dan alkali tanah yang lain) mempunyai sifat yang bertentangan.

Penentuan keadaan pengoksidaan

Keadaan pengoksidaan ialah caj yang akan diperolehi oleh atom jika elektron yang mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan dipindahkan sepenuhnya kepada unsur yang lebih elektronegatif. Terdapat bahan yang tidak mempunyai struktur molekul (halida logam alkali dan sebatian lain). Dalam kes ini, keadaan pengoksidaan bertepatan dengan cas ion. Caj konvensional atau nyata menunjukkan proses yang berlaku sebelum atom memperoleh keadaan semasanya. Keadaan pengoksidaan positif ialah jumlah kuantiti elektron yang telah dikeluarkan daripada atom. Nombor pengoksidaan negatif adalah sama dengan bilangan elektron yang diperoleh. Dengan menukar keadaan pengoksidaan unsur kimia, seseorang menilai apa yang berlaku kepada atomnya semasa tindak balas (dan sebaliknya). Warna sesuatu bahan menentukan perubahan yang telah berlaku dalam keadaan pengoksidaan. Sebatian kromium, besi dan beberapa unsur lain, di mana ia mempamerkan valensi yang berbeza, diwarnakan secara berbeza.

Nilai keadaan pengoksidaan negatif, sifar dan positif

Bahan mudah dibentuk oleh unsur kimia dengan nilai EO yang sama. Dalam kes ini, elektron ikatan tergolong dalam semua zarah struktur sama-sama. Akibatnya, dalam bahan ringkas unsur-unsur tidak mempunyai keadaan pengoksidaan (H 0 2, O 0 2, C 0). Apabila atom menerima elektron atau awan kongsi beralih ke arahnya, caj biasanya ditulis dengan tanda tolak. Contohnya, F -1, O -2, C -4. Dengan menderma elektron, atom memperoleh cas positif sebenar atau formal. Dalam oksida OF 2, atom oksigen memberikan satu elektron setiap satu kepada dua atom fluorin dan berada dalam keadaan pengoksidaan O +2. Dalam molekul atau ion poliatomik, lebih banyak atom elektronegatif dikatakan menerima semua elektron ikatan.

Sulfur ialah unsur yang mempamerkan keadaan valens dan pengoksidaan yang berbeza

Unsur kimia subkumpulan utama selalunya menunjukkan valensi yang lebih rendah bersamaan dengan VIII. Sebagai contoh, valensi sulfur dalam hidrogen sulfida dan logam sulfida ialah II. Unsur dicirikan oleh valensi pertengahan dan tertinggi dalam keadaan teruja, apabila atom melepaskan satu, dua, empat atau kesemua enam elektron dan masing-masing mempamerkan valens I, II, IV, VI. Nilai yang sama, hanya dengan tanda tolak atau tambah, mempunyai keadaan pengoksidaan sulfur:

• dalam fluorin sulfida menderma satu elektron: -1;
• dalam hidrogen sulfida nilai terendah: -2;
• dalam keadaan perantaraan dioksida: +4;
• dalam trioksida, asid sulfurik dan sulfat: +6.

Dalam keadaan pengoksidaan tertinggi, sulfur hanya menerima elektron dalam keadaan lebih rendah, ia mempamerkan sifat pengurangan yang kuat. Atom S+4 boleh bertindak sebagai agen penurunan atau agen pengoksidaan dalam sebatian, bergantung kepada keadaan.

Pemindahan elektron dalam tindak balas kimia

Apabila kristal terbentuk garam meja natrium menderma elektron kepada klorin yang lebih elektronegatif. Keadaan pengoksidaan unsur bertepatan dengan caj ion: Na +1 Cl -1. Untuk molekul yang dicipta dengan berkongsi dan mengalihkan pasangan elektron kepada atom yang lebih elektronegatif, hanya konsep cas formal yang boleh digunakan. Tetapi kita boleh mengandaikan bahawa semua sebatian terdiri daripada ion. Kemudian atom, dengan menarik elektron, memperoleh cas negatif bersyarat, dan dengan memberikannya, cas positif. Dalam tindak balas mereka menunjukkan berapa banyak elektron yang disesarkan. Sebagai contoh, dalam molekul karbon dioksida C +4 O - 2 2, indeks yang ditunjukkan di sudut kanan atas simbol kimia untuk karbon mencerminkan bilangan elektron yang dikeluarkan daripada atom. Oksigen dalam bahan ini dicirikan oleh keadaan pengoksidaan -2. Indeks yang sepadan untuk tanda kimia O ialah bilangan elektron tambahan dalam atom.

Cara mengira keadaan pengoksidaan

Mengira bilangan elektron yang didermakan dan diperolehi oleh atom boleh memakan masa. Peraturan berikut memudahkan tugas ini:

1. Dalam bahan mudah, keadaan pengoksidaan adalah sifar.
2. Jumlah pengoksidaan semua atom atau ion dalam bahan neutral ialah sifar.
3. Dalam ion kompleks, jumlah keadaan pengoksidaan semua unsur mesti sepadan dengan cas keseluruhan zarah.
4. Atom yang lebih elektronegatif memperoleh keadaan pengoksidaan negatif, yang ditulis dengan tanda tolak.
5. Unsur elektronegatif yang kurang menerima keadaan pengoksidaan positif dan ditulis dengan tanda tambah.
6. Oksigen secara amnya menunjukkan keadaan pengoksidaan -2.
7. Untuk hidrogen makna ciri: +1, terdapat dalam hidrida logam: H-1.
8. Fluorin adalah yang paling elektronegatif daripada semua unsur, dan keadaan pengoksidaannya sentiasa -4.
9. Bagi kebanyakan logam, nombor pengoksidaan dan valens adalah sama.

Keadaan pengoksidaan dan valens

Kebanyakan sebatian terbentuk hasil daripada proses redoks. Peralihan atau anjakan elektron daripada satu unsur ke unsur yang lain membawa kepada perubahan dalam keadaan pengoksidaan dan valensnya. Selalunya nilai ini bertepatan. Frasa "valensi elektrokimia" boleh digunakan sebagai sinonim untuk istilah "keadaan pengoksidaan". Tetapi terdapat pengecualian, sebagai contoh, dalam ion ammonium, nitrogen adalah tetravalen. Pada masa yang sama, atom unsur ini berada dalam keadaan pengoksidaan -3. Dalam bahan organik, karbon sentiasa tetravalen, tetapi keadaan pengoksidaan atom C dalam metana CH 4, alkohol formik CH 3 OH dan asid HCOOH mempunyai nilai yang berbeza: -4, -2 dan +2.

Reaksi redoks

Proses redoks merangkumi banyak proses terpenting dalam industri, teknologi, kehidupan dan alam yang tidak bernyawa: pembakaran, kakisan, penapaian, respirasi intrasel, fotosintesis dan fenomena lain.

Apabila menyusun persamaan OVR, pekali dipilih menggunakan kaedah imbangan elektronik, yang beroperasi dengan kategori berikut:

• keadaan pengoksidaan;
• agen penurunan melepaskan elektron dan teroksida;
• agen pengoksidaan menerima elektron dan dikurangkan;
• bilangan elektron yang diserahkan mestilah sama dengan bilangan elektron yang ditambah.

Pemerolehan elektron oleh atom membawa kepada penurunan dalam keadaan pengoksidaan (pengurangan). Kehilangan satu atau lebih elektron oleh atom disertai dengan peningkatan nombor pengoksidaan unsur akibat tindak balas. Untuk tindak balas redoks yang berlaku antara ion elektrolit kuat dalam larutan akueus, kaedah separuh tindak balas dan bukannya neraca elektronik sering digunakan.

Valence adalah konsep yang kompleks. Istilah ini telah mengalami transformasi yang ketara serentak dengan perkembangan teori ikatan kimia. Pada mulanya, valensi ialah keupayaan atom untuk melekatkan atau menggantikan sejumlah atom atau kumpulan atom lain untuk membentuk ikatan kimia.

Ukuran kuantitatif bagi valensi atom unsur ialah bilangan atom hidrogen atau oksigen (unsur-unsur ini dianggap mono- dan divalen, masing-masing) yang unsur itu melekat untuk membentuk hidrida formula EH x atau oksida formula E n O m.

Oleh itu, valensi atom nitrogen dalam molekul ammonia NH 3 adalah sama dengan tiga, dan atom sulfur dalam molekul H 2 S adalah sama dengan dua, kerana valens atom hidrogen adalah sama dengan satu.

Dalam sebatian Na 2 O, BaO, Al 2 O 3, SiO 2, valens natrium, barium dan silikon masing-masing ialah 1, 2, 3 dan 4.

Konsep valensi diperkenalkan ke dalam kimia sebelum struktur atom diketahui, iaitu pada tahun 1853 oleh ahli kimia Inggeris Frankland. Kini telah ditetapkan bahawa valensi unsur berkait rapat dengan bilangan elektron luar atom, kerana elektron kulit dalam atom tidak mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan kimia.

Dalam teori elektronik ikatan kovalen dipercayai bahawa valens bagi atom ditentukan oleh bilangan elektronnya yang tidak berpasangan dalam tanah atau keadaan teruja, mengambil bahagian dalam pembentukan pasangan elektron biasa dengan elektron atom lain.

Bagi sesetengah unsur, valens ialah nilai tetap. Oleh itu, natrium atau kalium dalam semua sebatian adalah monovalen, kalsium, magnesium dan zink adalah divalen, aluminium adalah trivalen, dan lain-lain. Tetapi kebanyakan unsur kimia mempamerkan valensi berubah-ubah, yang bergantung pada sifat unsur pasangan dan keadaan proses. Oleh itu, besi boleh membentuk dua sebatian dengan klorin - FeCl 2 dan FeCl 3, di mana valensi besi adalah 2 dan 3, masing-masing.

Keadaan pengoksidaan- konsep yang mencirikan keadaan unsur dalam sebatian kimia dan kelakuannya dalam tindak balas redoks; secara berangka, keadaan pengoksidaan adalah sama dengan cas formal yang boleh diberikan kepada unsur, berdasarkan andaian bahawa semua elektron dalam setiap ikatannya telah dipindahkan ke atom yang lebih elektronegatif.

Keelektronegatifan- ukuran keupayaan atom memperoleh cas negatif apabila membentuk ikatan kimia atau keupayaan atom dalam molekul untuk menarik elektron valens yang terlibat dalam pembentukan ikatan kimia. Keelektronegatifan tidak nilai mutlak dan dikira menggunakan pelbagai kaedah. Oleh itu, nilai elektronegativiti yang diberikan dalam buku teks dan buku rujukan yang berbeza mungkin berbeza.

Jadual 2 menunjukkan keelektronegatifan beberapa unsur kimia pada skala Sanderson, dan Jadual 3 menunjukkan keelektronegatifan unsur pada skala Pauling.

Nilai keelektronegatifan diberikan di bawah simbol unsur yang sepadan. Semakin tinggi nilai berangka keelektronegatifan atom, semakin elektronegatif unsur tersebut. Yang paling elektronegatif ialah atom fluorin, yang paling elektronegatif ialah atom rubidium. Dalam molekul yang dibentuk oleh atom dua unsur kimia yang berbeza, cas negatif formal akan berada pada atom yang nilai keelektronegatifan berangkanya lebih tinggi. Oleh itu, dalam molekul sulfur dioksida SO2, elektronegativiti atom sulfur ialah 2.5, dan elektronegativiti atom oksigen lebih besar - 3.5. Oleh itu, cas negatif akan berada pada atom oksigen, dan cas positif akan berada pada atom sulfur.

Dalam molekul ammonia NH 3, nilai elektronegativiti atom nitrogen ialah 3.0, dan nilai atom hidrogen ialah 2.1. Oleh itu, atom nitrogen akan mempunyai cas negatif, dan atom hidrogen akan mempunyai cas positif.

Anda harus mengetahui dengan jelas arah aliran umum dalam perubahan elektronegativiti. Oleh kerana atom bagi mana-mana unsur kimia cenderung untuk memperoleh konfigurasi yang stabil bagi lapisan elektronik luar - cangkang oktet bagi gas lengai, keelektronegatifan unsur dalam suatu tempoh meningkat, dan dalam satu kumpulan keelektronegatifan umumnya berkurangan dengan peningkatan nombor atom bagi unsur. Oleh itu, sebagai contoh, sulfur lebih elektronegatif berbanding dengan fosforus dan silikon, dan karbon lebih elektronegatif berbanding silikon.

Apabila membuat formula untuk sebatian yang terdiri daripada dua bukan logam, lebih elektronegatif daripadanya sentiasa diletakkan di sebelah kanan: PCl 3, NO 2. Terdapat beberapa pengecualian sejarah untuk peraturan ini, contohnya NH 3, PH 3, dsb.

Keadaan pengoksidaan biasanya dilambangkan Angka Arab(dengan tanda sebelum nombor) terletak di atas simbol elemen, contohnya:

Untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom dalam sebatian kimia, peraturan berikut diikuti:

1. Keadaan pengoksidaan unsur dalam bahan ringkas ialah sifar.
2. Jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan atom dalam molekul ialah sifar.
3. Oksigen dalam sebatian mempamerkan terutamanya keadaan pengoksidaan –2 (dalam oksigen fluorida OF 2 + 2, dalam peroksida logam seperti M 2 O 2 –1).
4. Hidrogen dalam sebatian menunjukkan keadaan pengoksidaan + 1, dengan pengecualian hidrida logam aktif, contohnya, alkali atau alkali tanah, di mana keadaan pengoksidaan hidrogen ialah – 1.
5. Untuk ion monoatomik, keadaan pengoksidaan adalah sama dengan cas ion, contohnya: K + - +1, Ba 2+ - +2, Br – - –1, S 2– - –2, dsb.
6. Dalam sebatian dengan ikatan polar kovalen, keadaan pengoksidaan atom yang lebih elektronegatif mempunyai tanda tolak, dan atom kurang elektronegatif mempunyai tanda tambah.
7. DALAM sebatian organik Keadaan pengoksidaan hidrogen ialah +1.

Mari kita jelaskan peraturan di atas dengan beberapa contoh.

Contoh 1. Tentukan tahap pengoksidaan unsur dalam oksida kalium K 2 O, selenium SeO 3 dan besi Fe 3 O 4.

Kalium oksida K 2 O. Jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan atom dalam molekul ialah sifar. Keadaan pengoksidaan oksigen dalam oksida ialah –2. Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan kalium dalam oksidanya sebagai n, kemudian 2n + (–2) = 0 atau 2n = 2, maka n = +1, iaitu, keadaan pengoksidaan kalium ialah +1.

Selenium oksida SeO 3. Molekul SeO 3 adalah neutral secara elektrik. Jumlah cas negatif bagi tiga atom oksigen ialah –2 × 3 = –6. Oleh itu, untuk mengurangkan cas negatif ini kepada sifar, keadaan pengoksidaan selenium mestilah +6.

Molekul Fe3O4 neutral secara elektrik. Jumlah cas negatif bagi empat atom oksigen ialah –2 × 4 = –8. Untuk menyamakan cas negatif ini, jumlah cas positif pada tiga atom besi mestilah +8. Oleh itu, satu atom besi mesti mempunyai cas 8/3 = +8/3.

Perlu ditekankan bahawa keadaan pengoksidaan unsur dalam sebatian boleh menjadi nombor pecahan. Keadaan pengoksidaan pecahan sedemikian tidak bermakna apabila menerangkan ikatan dalam sebatian kimia, tetapi boleh digunakan untuk membina persamaan untuk tindak balas redoks.

Contoh 2. Tentukan tahap pengoksidaan unsur dalam sebatian NaClO 3, K 2 Cr 2 O 7.

Molekul NaClO 3 adalah neutral secara elektrik. Keadaan pengoksidaan natrium ialah +1, keadaan pengoksidaan oksigen ialah –2. Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan klorin sebagai n, kemudian +1 + n + 3 × (–2) = 0, atau +1 + n – 6 = 0, atau n – 5 = 0, maka n = +5. Oleh itu, keadaan pengoksidaan klorin ialah +5.

Molekul K 2 Cr 2 O 7 adalah neutral secara elektrik. Keadaan pengoksidaan kalium ialah +1, keadaan pengoksidaan oksigen ialah –2. Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan kromium sebagai n, kemudian 2 × 1 + 2n + 7 × (–2) = 0, atau +2 + 2n – 14 = 0, atau 2n – 12 = 0, 2n = 12, maka n = +6. Oleh itu, keadaan pengoksidaan kromium ialah +6.

Contoh 3. Mari kita tentukan tahap pengoksidaan sulfur dalam ion sulfat SO 4 2–. Ion SO 4 2– mempunyai cas –2. Keadaan pengoksidaan oksigen ialah –2. Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan sulfur sebagai n, kemudian n + 4 × (–2) = –2, atau n – 8 = –2, atau n = –2 – (–8), maka n = +6. Oleh itu, keadaan pengoksidaan sulfur ialah +6.

Perlu diingat bahawa keadaan pengoksidaan kadangkala tidak sama dengan valensi unsur tertentu.

Sebagai contoh, keadaan pengoksidaan atom nitrogen dalam molekul ammonia NH 3 atau dalam molekul hidrazin N 2 H 4 ialah –3 dan –2, masing-masing, manakala valensi nitrogen dalam sebatian ini ialah tiga.

Keadaan pengoksidaan positif maksimum untuk unsur-unsur subkumpulan utama, sebagai peraturan, adalah sama dengan nombor kumpulan (pengecualian: oksigen, fluorin dan beberapa unsur lain).

Keadaan pengoksidaan negatif maksimum ialah 8 - nombor kumpulan.

Tugas latihan

1. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan fosforus ialah +5?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3 P
4) AlP

2. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan fosforus sama dengan –3?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3 PO 4
4) AlP

3. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan nitrogen sama dengan +4?

1) HNO2
2) N 2 O 4
3) N 2 O
4) HNO3

4. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan nitrogen sama dengan –2?

1) NH 3
2) N 2 H 4
3) N 2 O 5
4) HNO2

5. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan sulfur ialah +2?

1) Na 2 SO 3
2)SO2
3) SCl 2
4) H2SO4

6. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan sulfur ialah +6?

1) Na 2 SO 3
2) JADI 3
3) SCl 2
4) H 2 SO 3

7. Dalam bahan yang formulanya CrBr 2, K 2 Cr 2 O 7, Na 2 CrO 4, keadaan pengoksidaan kromium masing-masing sama dengan

1) +2, +3, +6
2) +3, +6, +6
3) +2, +6, +5
4) +2, +6, +6

8. Keadaan pengoksidaan negatif minimum unsur kimia biasanya sama dengan

1) nombor tempoh
3) bilangan elektron yang hilang untuk melengkapkan lapisan elektron luar

9. Keadaan pengoksidaan positif maksimum unsur kimia yang terletak dalam subkumpulan utama, sebagai peraturan, adalah sama dengan

1) nombor tempoh
2) nombor siri unsur kimia
3) nombor kumpulan
4) jumlah bilangan elektron dalam unsur

10. Fosforus mempamerkan keadaan pengoksidaan positif maksimum dalam sebatian

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Na3P
4) Ca 3 P 2

11. Fosforus mempamerkan keadaan pengoksidaan yang minimum dalam sebatian

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Na 3 PO 4
4) Ca 3 P 2

12. Atom nitrogen dalam ammonium nitrit, terletak dalam kation dan anion, masing-masing menunjukkan keadaan pengoksidaan.

1) –3, +3
2) –3, +5
3) +3, –3
4) +3, +5

13. Keadaan valens dan pengoksidaan oksigen dalam hidrogen peroksida adalah sama

1) II, –2
2) II, -1
3) Saya, +4
4) III, –2

14. Valensi dan darjah pengoksidaan sulfur dalam pirit FeS2 masing-masing adalah sama

1) IV, +5
2) II, -1
3) II, +6
4) III, +4

15. Keadaan valensi dan pengoksidaan atom nitrogen dalam ammonium bromida masing-masing sama dengan

1) IV, –3
2) III, +3
3) IV, –2
4) III, +4

16. Atom karbon mempamerkan darjah negatif pengoksidaan dalam kombinasi dengan

1) oksigen
2) natrium
3) fluorin
4) klorin

17. mempamerkan keadaan pengoksidaan yang berterusan dalam sebatiannya

1) strontium
2) besi
3) sulfur
4) klorin

18. Keadaan pengoksidaan +3 dalam sebatian mereka boleh mempamerkan

1) klorin dan fluorin
2) fosforus dan klorin
3) karbon dan sulfur
4) oksigen dan hidrogen

19. Keadaan pengoksidaan +4 dalam sebatian mereka boleh mempamerkan

1) karbon dan hidrogen
2) karbon dan fosforus
3) karbon dan kalsium
4) nitrogen dan sulfur

20. Keadaan pengoksidaan yang sama dengan nombor kumpulan dalam sebatiannya dipamerkan

1) klorin
2) besi
3) oksigen
4) fluorin