Kuinka löytää hapettumislukuja

Sisältö

• vaiheet
• Osa 1 Hapetuslukujen määrittäminen kemiallisista säännöistä
• Osa 2 Määritä hapetuslukut atomille, jotka eivät noudata erityisiä sääntöjä

Kemiassa termit "hapetus" ja "pelkistys" viittaavat reaktioihin, joissa atomi (tai atomiryhmä) menettää tai saa elektronit, vastaavasti. Hapetusnumerot ovat atomille (tai atomiryhmille) osoitettuja lukuja, jotka auttavat kemistejä tietämään, kuinka monta elektronia voidaan siirtää ja tapahtuukoko reagenssille hapettumista tai pelkistystä reaktion aikana. Prosessi, jolla atomisointiluku annetaan atomille, voi olla yksinkertainen tai erittäin monimutkainen riippuen atomien varauksesta ja molekyylien kemiallisesta koostumuksesta, johon ne kuuluvat. Asioiden monimutkaistamiseksi joillakin atomilla voi olla enemmän kuin kaksi hapetuslukua. Onneksi hapetuslukumääritystä ohjaavat hyvin määritellyt säännöt, jotka on helppo panna täytäntöön, vaikka kemian ja algebran tuntemus voi olla hyödyllinen.

vaiheet

Osa 1 Hapetuslukujen määrittäminen kemiallisista säännöistä

1. 
   

   
   Tunnista, onko työskentelemäsi tuote alkuaineatomia. Elementaariatomien hapettumismäärä, vapaa ja jota ei ole yhdistetty muiden elementtien kanssa, on aina 0. Tämä pätee atomien kohdalla, joiden alkumuoto koostuu tästä yksinkertaisesta atomista, mutta myös atomien, joiden alkumuodot ovat on diatominen tai polyatominen.
   • Esimerkiksi Al_(S) ja Cl₂ molemmilla on hapetusluku 0, koska ne ovat alkuaineessa yhdistämättömässä muodossa.
   • Huomaa, että rikin alkuainemuoto, S₈tai oktasulfurilla, vaikka se on epäsäännöllinen, on myös hapetusluku 0.

2. 
   

   
   
   
   Tunnista, onko kyseinen tuote ionisoituneessa muodossa. Ionien hapetusluku on yhtä suuri kuin niiden varaus. Tämä pätee ioneihin, joita ei ole kytketty muihin alkuaineisiin, mutta myös ioneihin, jotka ovat osa ioniyhdistettä.
   • Esimerkiksi Cl-ionin hapetusluku on -1.
   • Cl-ionilla on aina hapetusluku -1, kun se on osa NaCl-yhdistettä. Koska Na-ionin varaus määritelmän mukaan on +1, tiedämme, että Cl-ionin varaus on -1. Siten sen hapetusluku on aina -1.

3. 
   

   
   Metalli-ioneilla voi olla useita hapetuslukuja. Monilla metalliosilla on enemmän kuin yksi kuorma. Esimerkiksi rauta (Fe) voi olla ionisoidussa muodossa +2: n tai +3: n varauksella. Metalli-ionien varaukset (ja siten niiden hapetusluvut) voidaan määrittää niiden yhdisteen muiden atomien varausten funktiona, johon ne kuuluvat, tai muuten käyttämällä roomalaisia ​​numeroita, kun tiedot kirjoitetaan e-muodossa (kuten lauseessa: "Rauta-ionin (III) varaus on +3").
   • Otetaan esimerkki yhdisteestä, joka sisältää alumiini-metalli-ionia. AlCl-yhdiste₃ sen kokonaisvaraus on 0. Tiedämme, että Cl-ionien varaus on -1 ja että yhdisteessä on 3, joten Al-ionilla on oltava varaus +3, jotta kokonaisvaraus kaikista ioneista on yhtä kuin 0. Siksi Al: n hapetusluku on +3.

4. 
   

   
   
   
   Määritä hapelle hapetusluku -2 (lukuun ottamatta). sisään eniten Joissakin tapauksissa happiatomien hapetusluku on -2. Tästä säännöstä on kuitenkin joitain poikkeuksia:
   • Kun happi on alkutilassa (O₂), sen hapetusluku on 0, kuten kaikille alkio-atomeille.
   • Kun happi on osa a peroksidi, niin sen hapetusluku on -1. Peroksidit ovat luokka yhdisteitä, joilla on yksinkertainen happi-happi- (tai peroksidianioni) sidos₂). Esimerkiksi H-molekyylissä₂O₂ (vetyperoksidi), hapen hapetusluku (ja sen varaus) on -1.
   • Kun happi on sitoutunut fluoriin, sen hapetusluku on +2. Lisätietoja saat myöhemmin tässä artikkelissa fluorideja koskevista säännöistä.

5. 
   

   
   Määritä vetylle hapetusluku +1 (poikkeuksin). Hapen osalta vedyn hapettumismäärä on poikkeustapauksia. Yleensä vedyn hapettumismäärä on +1 (ellei jälleen kerran ole, että se on alkuainemuodossaan H₂). Erityisten ns. Hybridiyhdisteiden tapauksessa vedyn hapetusluku on kuitenkin -1.
   • Esimerkiksi H-molekyylissä₂O, tiedämme, että vedyn hapetusluku on +1, koska hapen varaus on -2 ja tarvitsemme 2 + 1 varausta yhdisteen kokonaisvaraukseksi 0. Natriumhydroksidin, NaH: n hybridimuodossa, vedyn hapetusluku on kuitenkin -1, koska Na-ionien varaus on +1; siksi, jotta yhdisteen kokonaisvaraus olisi nolla, vetyvarauksen (ja siten sen hapetusluvun) on oltava yhtä suuri kuin -1.

6. 
   

   
   Fluorilla on aina hapetusluku -1. Kuten olemme jo todenneet, tiettyjen alkuaineiden hapettumismäärä voi vaihdella monista syistä (tämä koskee metalli-ioneja, peroksidien happiatomeja jne.). Fluorin hapetusluku on kuitenkin -1, ja tämä ei muutu koskaan. Tämä johtuu siitä, että fluori on kaikkein elektronegatiivisin elementti - toisin sanoen se elementti, jolla on vähiten mahdollisuus antaa yksi elektronistaan, ja todennäköisimmin ottaa tai toisen elementin elektroni (t). Siksi hänen varauksensa ei muutu.

7. 
   

   
   Tarkastellaan yhdisteen hapetuslukua yhtä suurena kuin sen yhdisteen varaus. Yhdisteen kaikkien atomien hapetuslukujen summan on oltava yhtä suuri kuin tämän yhdisteen varaus. Esimerkiksi, jos yhdistettä ei ole varautunut, kaikkien sen atomien hapetuslukujen summan on oltava 0; jos yhdiste on polyatominen varausioni -1, niin hapetuslukujen summan on oltava -1 ja niin edelleen.
   • Tämä on hyvä tapa tarkistaa, oletko tehnyt työsi hyvin - jos yhdisteesi hapetuslukujen summa ei ole yhtä suuri kuin yhdisteesi kokonaisvaraus, voit olla varma, että olet tehnyt virheen. jossain määrityksessä hapetuslukemasi.

Osa 2 Määritä hapetuslukut atomille, jotka eivät noudata erityisiä sääntöjä

1. 
   

   
   Löydä atomit, joilla ei ole sääntöjä hapetuslukujen osoittamiseksi. Joillekin atomeille ei ole erityistä sääntöä niiden hapetuslukumäärän määrittämiseksi.Jos atomisi ei esiinny edellisissä kappaleissa etkä ole varma sen varauksesta (jos esimerkiksi se on osa suurempaa yhdistettä ja sen yksittäistä varausta ei anneta sinulle), voit löytää atomin hapettumismäärä etentämällä eliminoimalla. Ensin määritetään yhdisteen muiden atomien hapetusluku, ennen kuin määrität kiinnostavan atomin määrän yhdisteen kokonaisvarauksen perusteella.
   • Esimerkiksi Na-yhdisteessä₂SO₄, rikin (S) varaus on tuntematon - voimme vain sanoa, että sen varaus on erilainen kuin 0, koska se ei ole alkumuodossaan. On hyvä ehdokas soveltamaan tätä algebrallista menetelmää hapettumisluvun määrittämiseksi.

2. 
   

   
   Etsi yhdisteen muiden elementtien hapetuslukut. Löydä yhdisteen muiden atomien hapetusluvut käyttämällä kemiallisia sääntöjä hapetuslukumäärän määrittämiseksi. Kiinnitä huomiota poikkeuksellisiin tapauksiin O-, H-atomien jne.
   • Seuraamalla edellisessä osassa kuvattuja kemiallisia sääntöjä, tiedämme sen Na-yhdisteessä₂SO₄ Na-ionien varaus (ja siten hapettumisluku) on +1 ja happiatomien hapetusluku on -2.

3. 
   

   
   Kerro kunkin atomin lukumäärä hapetusluvulla. Nyt kun tiedämme kaikkien atomien hapetusluvut paitsi mielenkiinnon kohteena olevat atomit, meidän on otettava huomioon, että jotkut näistä atomista voivat esiintyä useammin kuin kerran yhdisteessä. Kerro kunkin atomin numeerinen kerroin (kirjoitetaan indeksinä yhdisteessä olevan atomin kemiallisen symbolin jälkeen) sen hapettumisluvulla.
   • Na-yhdisteessä₂SO₄tiedämme, että Na: ssa on 2 atomia ja O: ssa 4 atomia. Joten meidän on kerrottava +1 (Na: n hapettumismäärä) 2: lla saadaksesi tulos 2, sitten kertoa -2 (( O): n hapetus 4: llä tuloksen -8 saamiseksi.

4. 
   

   
   Lisää tulokset. Lisää kertolaskelmien tulokset saadaksesi hapetusluku ilman ota huomioon meitä kiinnostavan atomin hapettumismäärä.
   • Na: n esimerkissä₂SO₄, olisi pitänyt lisätä 2 ja -8 saadaksesi -6.

5. 
   

   
   Laske tuntematon hapetusluku yhdisteen varauksen perusteella. Sinulla on nyt kaikki tarvittavat tiedot löytääksesi kiinnostava hapetusluku käyttämällä yksinkertaisia ​​algebrallisia sääntöjä. Luo yhtälö, jonka mukaan edellisten vaiheiden tulokset plus tuntematon hapetusluku ovat yhtä suuret kuin yhdisteen kokonaisvaraus. Toisin sanoen: (Tunnettujen hapetuslukujen summa) + (tuntematon hapetusluku) = (yhdistepanos).
   • Ottamalla esimerkki Na: sta₂SO₄Näin se tehdään:
     • (Tunnettujen hapettumislukujen summa) + (tuntematon hapetusluku) = (yhdistepanos)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. S: n hapetusluku on yhtä suuri kuin 6 Na-yhdisteessä₂SO₄.