כיצד למצוא את מספרי החמצון

תוֹכֶן

• בשלבים
• חלק 1 קביעת מספרי חמצון מכללי הכימיה
• חלק 2 קבע את מספר החמצון עבור אטומים שאינם עומדים בכללים ספציפיים

בכימיה המונחים "חמצון" ו"ירידה "מתייחסים לתגובות בהן אטום (או קבוצת אטומים) מאבד או משיג אלקטרונים בהתאמה. מספרי חמצון הם מספרים שהוקצו לאטומים (או קבוצות אטומים) המסייעים לכימאים לדעת כמה אלקטרונים ניתן להעביר והאם מגיב עובר חמצון או הפחתה במהלך תגובה. התהליך שבאמצעותו מוקצה מספר אטומיזציה לאטומים יכול להיות פשוט עד מסובך מאוד תלוי במטען האטומים ובהרכב הכימי של המולקולות שאליהם הם שייכים. כדי לסבך עוד יותר עניינים, אטומים מסוימים עשויים להכיל יותר משני מספרי חמצון. למרבה המזל, קביעת מספר החמצון נשלטת על ידי כללים מוגדרים היטב שקל ליישם, אם כי יכול להיות שימושי להכיר את הכימיה והאלגברה.

בשלבים

חלק 1 קביעת מספרי חמצון מכללי הכימיה

1. 
   

   
   זהה אם המוצר שאתה עובד עליו הוא אטום יסודי. מספר החמצון של אטומי יסוד, חופשיים ולא משולבים עם יסודות אחרים, הוא תמיד 0. זה נכון לגבי אטומים שצורתם היסודית מורכבת מאטום פשוט זה, אך גם לגבי אטומים שצורתם היסודית הוא דיאטומי או פוליאטומי.
   • לדוגמה, אל_(S) וקל₂ לשניהם יש מספר חמצון של 0 מכיוון שהם במצב אלמנטרי, ללא כל שלב.
   • שים לב שצורת היסוד של גופרית, S₈או אוקטסולפור, אף כי אינו סדיר, יש גם מספר חמצון של 0.

2. 
   

   
   זהה אם המוצר המדובר הוא בצורה מיוננת. מספר החמצון של היונים שווה למטען שלהם. זה נכון ליונים שאינם קשורים לאלמנטים אחרים אלא גם ליונים שהם חלק מתרכובת יונית.
   • לדוגמא, מספר החמצון של יון Cl הוא -1.
   • ל- Cl ion יש תמיד מספר חמצון של -1 כאשר הוא חלק מתרכובת NaCl. מכיוון שהמטען של יון ה- Na, בהגדרתו, הוא +1, אנו יודעים שהמטען של יון ה- Cl הוא -1. לפיכך, מספר החמצון שלה הוא תמיד -1.

3. 
   

   
   
   
   עבור יוני מתכת עשויים להיות מספר מספרי חמצון. לאלמנטים מתכתיים רבים יש יותר מטען אחד. לדוגמה, ברזל (Fe) עשוי להיות בצורה מיוננת עם מטען של +2 או +3. ניתן לקבוע את המטענים של יוני המתכת (ולכן מספרי החמצון שלהם) כפונקציה של המטענים של שאר האטומים של התרכובת שהם חלק מהם, או אחר באמצעות המספרים הרומיים כאשר המידע כתוב בצורת e (כמו במשפט: "מטען יון הברזל (III) הוא +3").
   • קח את הדוגמא של תרכובת המכילה את יון המתכת האלומיניום. תרכובת AlCl₃ יש מטען כולל של 0. אנו יודעים של יוני Cl יש מטען של -1 ושיש 3 במתחם, כך שיון Al חייב להיות מטען של +3 כך שהמטען הכולל הוא מכל היונים שווה ל 0. לכן, מספר החמצון של Al הוא +3.

4. 
   

   
   הקצה חמצן מספר חמצון של -2 (למעט חריגים). ב ביותר בחלק מהמקרים, לאטומי החמצן יש מספר חמצון של -2. עם זאת, ישנם כמה חריגים לכלל זה:
   • כאשר חמצן נמצא במצב היסודי (O₂), מספר החמצון שלו הוא 0, כפי שקורה לכל האטומים היסודיים.
   • כאשר חמצן הוא חלק מ- מי חמצן, אז מספר החמצון שלה הוא -1. פרוקסידים הם סוג של תרכובות שיש להן קשר פשוט בין חמצן וחמצן (או אניון חמצן)₂). לדוגמא, במולקולה של H₂O₂ (מי חמצן), מספר החמצון של החמצן (והמטען שלו) הוא -1.
   • כאשר חמצן נקשר לפלואור, מספר החמצון שלו הוא +2. למידע נוסף קרא את הכללים לפלואוריד בהמשך מאמר זה.

5. 
   

   
   
   
   הקצה מספר חמצון של +1 למימן (למעט חריגים). באשר לחמצן, מספר חמצון המימן כפוף למקרים חריגים. באופן כללי, מספר החמצון של מימן הוא +1 (אלא אם כן, שוב, שהוא בצורתו היסודית, H₂). עם זאת, במקרה של תרכובות היברידיות מיוחדות, למימן יש מספר חמצון של -1.
   • לדוגמא, במולקולה של H₂O, אנו יודעים שלמימן יש מספר חמצון של +1 מכיוון שלחמצן יש מטען של -2 ואנחנו צריכים מטענים של 2 + 1 כדי שהמטען הכולל של התרכובת יהיה 0.עם זאת, בצורה ההיברידית של נתרן הידרוקסיד, NaH, למימן יש מספר חמצון של -1 מכיוון שליוני Na יש מטען של +1; לפיכך, כדי שהמטען הכולל של התרכובת יהיה אפס, מטען המימן (וכך מספר החמצון שלו) חייב להיות שווה ל -1.

6. 
   

   
   לפלואור יש תמיד מספר חמצון של -1. כפי שכבר הזכרנו, מספר החמצון של אלמנטים מסוימים יכול להשתנות מסיבות רבות (זהו המקרה של יוני מתכת, אטומי חמצן בפרוקסידים וכו '). עם זאת, לפלואור יש מספר חמצון של -1 וזה אף פעם לא משתנה. זה נובע מהעובדה שהפלואור הוא האלמנט האלקטרוני-נגטיבי ביותר - או במילים אחרות, זהו האלמנט שיש לו את הסיכוי הנמוך ביותר לתת אחד מהאלקטרונים שלו וככל הנראה הוא לוקח או האלקטרונים (ים) של אלמנט אחר. לכן האישום שלו לא משתנה.

7. 
   

   
   התייחס למספר החמצון של תרכובת כשווה למטען של אותו תרכובת. סכום מספרי החמצון של כל האטומים של תרכובת חייב להיות שווה למטען של תרכובת זו. לדוגמה, אם תרכובת אינה נטענת, סכום מספרי החמצון של כל האטומים שלה חייב להיות שווה ל 0; אם התרכובת היא יון מטען פוליאומי -1, סכום מספרי החמצון חייב להיות -1 וכן הלאה.
   • זוהי דרך טובה לבדוק אם ביצעתם את עבודתכם היטב - אם סכום מספרי החמצון של המתחם שלכם אינו שווה לטעינה הכוללת של המתחם שלכם, אתם יכולים להיות בטוחים שטעיתם. איפשהו בקביעת מספר החמצון שלך.

חלק 2 קבע את מספר החמצון עבור אטומים שאינם עומדים בכללים ספציפיים

1. 
   

   
   מצא אטומים שאין להם כללים להקצאת מספר חמצון. עבור אטומים מסוימים, אין כלל ספציפי לקביעת מספר החמצון שלהם. אם האטום שלך לא מופיע בפסקאות הקודמות ואתה לא בטוח במטען שלו (אם למשל הוא חלק ממתחם גדול יותר והמטען האישי שלו לא ניתן לך), אתה יכול מצא את מספר החמצון של האטום על ידי ביצוע חיסול. ראשית, תקבע את מספר החמצון של כל אחד מהאטומים האחרים של המתחם, לפני שתקבע את מספר האטום שמעניין אותך בהתבסס על המטען הכולל של התרכובת.
   • למשל, במתחם Na₂SO₄, מטען הגופרית (S) אינו ידוע - כל מה שאנחנו יכולים לומר הוא שהמטען שלו שונה מ- 0 מכיוון שהוא לא בצורתו היסודית. זה מועמד טוב ליישם שיטה אלגברית זו לקביעת מספר החמצון.

2. 
   

   
   מצא את מספרי החמצון של שאר היסודות בתרכובת. בעזרת הכללים הכימיים לקביעת מספר החמצון, מצא את מספרי החמצון של שאר האטומים של התרכובת. שימו לב למקרים חריגים עבור אטומי O, H וכו '.
   • על פי כללי הכימיה המפורטים בסעיף הקודם, אנו יודעים כי במתחם Na₂SO₄ ליוני Na יש מטען (ולכן מספר חמצון) של +1 ולאטומי החמצן יש מספר חמצון של -2.

3. 
   

   
   עבור כל אטום, הכפל את מספרם במספר החמצון שלהם. עכשיו כשאנחנו יודעים את מספר החמצון של כל האטומים שלנו פרט לאטום המעניין, עלינו לקחת בחשבון שחלק מהאטומים האלה עשויים להופיע לא פעם במתחם. הכפל את המקדם המספרי של כל אטום (כתוב באינדקס אחרי הסמל הכימי של האטום בתרכובת) במספר החמצון שלו.
   • במתחם Na₂SO₄אנו יודעים שיש 2 אטומים של Na ו -4 אטומים של O. לכן עלינו להכפיל +1 (מספר החמצון של Na) ב- 2 כדי להשיג תוצאה של 2, ואז להכפיל -2 (המספר של חמצון O) על ידי 4 כדי להשיג תוצאה של -8.

4. 
   

   
   הוסף את התוצאות. הוסף את תוצאות הכפל שלך כדי לקבל את מספר החמצון ללא קח בחשבון את מספר החמצון של האטום שמעניין אותנו.
   • בדוגמה של נא₂SO₄, היה צורך להוסיף 2 ו- -8 כדי לקבל -6.

5. 
   

   
   חשב את מספר החמצון הלא ידוע על בסיס מטען התרכובת. כעת יש לך את כל המידע הדרוש כדי למצוא את מספר החמצון שמעניין אותנו על ידי שימוש בכללים אלגבריים פשוטים. קבעו משוואה לפיה תוצאות הצעדים הקודמים בתוספת מספר החמצון הלא ידוע שוות למטען הכולל של התרכובת. במילים אחרות: (סכום מספרי חמצון ידועים) + (מספר חמצון לא ידוע) = (מטען מורכב).
   • על ידי לקיחת הדוגמא של נא₂SO₄כך תוכלו לעשות זאת:
     • (סכום מספרי חמצון ידועים) + (מספר חמצון לא ידוע) = (מטען מורכב)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. מספר החמצון של S שווה ל 6 במתחם Na₂SO₄.