Grad de oxidare. Determinarea gradului de oxidare a atomului de element prin formula chimică a compusului. Formularea unui compus conform unor grade cunoscute de oxidare a atomilor de elemente
Gradul de oxidare a unui element este o sarcină condiționată a unui atom din materie, calculată cu presupunerea că este constituită din ioni. Pentru a determina gradul de oxidare a elementelor, este necesar să ne amintim anumite reguli:
1. Gradul de oxidare poate fi pozitiv, negativ sau egal cu zero. Este indicat printr-un număr arab cu un semn plus sau cu un semn minus deasupra simbolului elementului.
2. Când se determină gradele de oxidare, decurgeți de electronegativitatea substanței: suma gradelor de oxidare a tuturor atomilor din compus este zero.
3. Dacă compusul este format din atomii unui element (într-o substanță simplă), atunci gradul de oxidare a acestor atomi este zero.
4. Atomii anumitor elemente chimice sunt de obicei atribuite stărilor de oxidare a oțelului. De exemplu, gradul de oxidare a fluorului în compuși este întotdeauna -1; litiu, sodiu, potasiu, rubidiu și cesiu +1; magneziu, calciu, stronțiu, bariu și zinc +2, aluminiu +3.
5. Gradul de oxidare a hidrogenului în majoritatea compușilor este +1, și numai în compușii cu anumite metale este -1 (KH, BaH2).
6. Gradul de oxidare a oxigenului în majoritatea compușilor este -2 și numai în unele compuși este atribuită oxidarea -1 (H2O2, Na2O2 sau +2 (OF2)).
7. Atomii multor elemente chimice au diferite grade de oxidare.
8. Gradul de oxidare a atomului de metal din compuși este pozitiv și numeric egal cu valența sa.
9. Starea maximă pozitivă de oxidare a unui element este, de regulă, egală cu numărul grupului în sistemul periodic în care este localizat elementul.
10. Gradul minim de oxidare pentru metale este zero. Pentru nemetale în majoritatea cazurilor, gradul negativ de oxidare de mai jos este egal cu diferența dintre numărul grupului și cifra opt.
11. Gradul de oxidare a unui atom formează un ion simplu (constând dintr-un atom), egal cu sarcina acestui ion.
Folosind regulile de mai sus, vom determina gradul de oxidare a elementelor chimice în H2S04. Aceasta este o substanță complexă formată din trei elemente chimice - hidrogen H, sulf S și oxigen O. Observăm stările de oxidare ale acelor elemente pentru care sunt constante. În cazul nostru, acesta este hidrogenul H și oxigenul O :.
Să determinăm gradul necunoscut de oxidare a sulfului. Lăsați starea de oxidare a sulfului în acest compus să fie x :.
Să facem ecuațiile, înmulțind pentru fiecare element indicele său în gradul de oxidare și echivalând-l cu zero: 2 · (+1) + x + 4 · (-2) = 0
În consecință, gradul de oxidare a sulfului este plus șase:
În următorul exemplu, să aflăm cum este posibil să formulăm o formulă pentru un compus cu grade cunoscute de oxidare a atomilor de elemente. Să formulăm formula oxid de fer (III). Cuvântul "oxid" înseamnă că simbolul oxigenului trebuie scris în partea dreaptă a simbolului de fier: FeO.
Observați gradul de oxidare a elementelor chimice peste simbolurile lor. Gradul de oxidare a fierului este indicat în nume în paranteze (III), prin urmare este +3, starea de oxidare a oxigenului în oxizi este -2.
Găsiți cel mai mic număr comun pentru numerele 3 și 2, acesta este 6. Împărțiți numărul 6 cu 3, obținem numărul 2 - acesta este indicele pentru fier. Împărțim numărul 6 cu 2, obținem numărul 3 - acesta este indicele pentru oxigen :.
În următorul exemplu, vom afla cum este posibil să formulăm o formulă pentru un compus cu grade cunoscute de oxidare a atomilor elementari și a încărcărilor ionice. Să compunem formula pentru ortofosfat de calciu. Cuvântul "ortofosfat" înseamnă că reziduul acid al acidului ortofosfat trebuie scris în partea dreaptă a simbolului de calciu: CaPO4.
Observați gradul de oxidare a calciului (regula numărul patru) și încărcarea reziduului acid (conform tabelului de solubilitate) :.
Găsiți cel mai mic număr comun pentru numerele 2 și 3, acesta este 6. Împărțiți numărul 6 cu 2, obținem numărul 3 - un indice pentru calciu. Împărțim numărul 6 cu 3, obținem numărul 2 - un indice pentru reziduul acid :.
Grilele cristaline. Cristale atomice, moleculare și ionice. Dependența proprietăților fizice ale substanțelor de tipurile de laturi cristaline
În substanțele cristaline, atomii, moleculele și ionii sunt aranjați într-un mod ordonat, la anumite distanțe. Un astfel de aranjament regulat al particulelor în cristale se numește o latură de cristal. În funcție de ce particule se află în nodurile acestei rețele, se disting laturile ionice, atomice și cristaline moleculare. Sunt cunoscute și laturile de cristal metalic.
Fontele cristaline ionice sunt caracteristice pentru compușii cu un tip ionic de legătură chimică. În nodurile unor astfel de laturi există ioni încărcați opuși. Forțele interacțiunii muon sunt foarte semnificative, deci substanțele cu acest tip de cristal sunt netvolatile, solide, refractare, soluțiile și topiturile conduc curentul electric. Reprezentanți tipici ai unor astfel de compuși sunt săruri, de exemplu, clorură de sodiu, nitrat de potasiu și altele.
Grilele cristaline atomice sunt caracteristice pentru compușii cu un tip covalent de legătură chimică. La nodurile unor astfel de laturi sunt atomi individuali legați de legături covalente. Toate legăturile sunt echivalente și puternice, prin urmare substanțele cu acest tip de latură cristalină se caracterizează prin duritate ridicată, puncte de topire ridicate, inerție chimică. Acest tip de zăbrele de cristal este caracteristic diamantului, oxidului de siliciu (IV), borului.
Grilele cu cristale moleculare sunt caracteristice pentru compușii cu un tip covalent de legătură chimică. În nodurile unor astfel de laturi există molecule nepolar sau polar. Datorită forțelor slabe de interacțiune, substanțele cu acest tip de zăpadă cristalină au o duritate ușoară, puncte de topire scăzute și puncte de fierbere, se caracterizează prin volatilitate. Acest tip de reticulă de cristal este caracteristic oxigenului, iodului, apei, glucozei, alcoolilor, naftalinei.
Astfel, există o relație clară între tipul laturii cristalului și proprietățile fizice ale materiei. Prin urmare, dacă structura substanței este cunoscută, atunci propriile sale proprietăți pot fi prezise și, invers, dacă proprietățile substanței sunt cunoscute, atunci structura acesteia poate fi determinată.
Legătura covalentă, specia ei - polară și nepolară. Formarea unei legături covalente nepolar. Formarea unei legături polare covalente. Formule electronice ale moleculelor de substanțe
Legarea covalentă este o legătură chimică formată din perechi electronice comune.
Să considerăm mecanismul de formare a unei legături covalente prin exemplul unei molecule de hidrogen H2. Atomii de hidrogen au o formulă electronică: 1 H 1s 1.
Când doi atomi de hidrogen converg, doi electroni interacționează cu rotirile antiparalerale (electronii sunt denotați de săgeți cu direcții diferite) cu formarea unei perechi comune (divizate) de electroni.
Schema de formare a legăturii covalente poate fi reprezentată prin desemnarea unui electron de nivel extern nepermanent cu un punct, iar perechea electronică comună cu două puncte. O pereche electronică comună, adică o legătură covalentă, este deseori desemnată printr-o linie. Perechea electronilor obișnuiți se formează ca urmare a suprapunerii s-orbitalilor atomilor de hidrogen, în timp ce în regiunea suprapusă a orbitalilor se creează o densitate de electron crescută.
Luați în considerare formarea unei legături covalente în molecula de Cl2 a clorului. Atomii clorului au o formulă electronică: 17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.
Atomul clor are șapte electroni la nivelul energiei externe și există un electron neparat pe substraturile 3p. Când cei doi atomi de clor sunt reuniti, orbitele 3p se suprapun cu electronii neparticipati si formarea unei perechi de electroni comune. Fiecare atom de clor din molecula Cl2 conține trei perechi de electroni nedivizibile (care aparțin aceluiași atom).
În molecula de hidrogen H2, ca și în molecula de clor Cl2. se formează o legătură simplă (unică). Există molecule în care două sau trei perechi de electroni apar între doi atomi. Astfel de legături covalente sunt numite, respectiv, legături duble sau triple. Denumirea comună a legăturilor duble și triple este mai multe conexiuni.
De exemplu, luați în considerare formarea unei legături covalente în molecula de oxigen de O2. Atomii oxigenului au o formulă electronică: 8 O 1s 2 2s 2 2p 4.
Atomul de oxigen are șase electroni la nivelul energiei externe și există doi electroni nepartiți pe subsolurile 2p. În formarea unei legături chimice în molecula de O2 participă doi electroni ai fiecărui atom de oxigen. În acest caz, se formează două perechi de electroni comune (o legătură dublă). Fiecare atom de oxigen din molecula de O2 conține două perechi de electroni nedivizibile.
Atunci când se formează o legătură covalentă într-o moleculă de hidrogen, fiecare dintre atomii de hidrogen este o configurație stabilă cu două electroni, datorită formării unei perechi de electroni comune. În alte cazuri, atunci când se formează o legătură covalentă, de exemplu, în molecule de clor și oxigen, fiecare dintre atomi este o configurație stabilă constând din opt electroni.
În cazul tuturor celor trei molecule (hidrogen, clor și oxigen) considerate, s-a format o legătură covalentă între atomi cu aceeași electronegativitate. Această interacțiune se observă în formarea de substanțe simple nemetalice, ale căror molecule constau din doi atomi identici. În acest caz, perechile comune de electroni sunt aranjate simetric între nucleele atomice și ele sunt conectate. Ca rezultat, se formează molecule în care centrele de încărcări pozitive și negative coincid.
Deci, legătura covalentă, care se formează între atomi cu aceeași electronegativitate datorată perechilor electronice comune, se numește o legătură covalentă nepolară. Trebuie să ne amintim că acest tip de legătură chimică se formează în substanțe simple nemetalice. Ca exemple de substanțe cu un tip de obligativitate covalentă nepolară, poate fi denumit fluor F2. brom Br2. iodul I2. azot N2.
Dacă atomii care interacționează au electronegativitate diferită (atomi de elemente chimice diferite), atunci perechea electronilor obișnuiți va trece la un atom cu o electronegativitate mai mare. În același timp, se formează o sarcină parțială negativă pe un atom cu o mai mare electronegativitate și o sarcină parțială pozitivă asupra unui atom cu o electronegativitate mai mică. Aceste taxe parțiale sunt mai mici decât una în valoare absolută.
De exemplu, în formarea unei molecule de acid clorhidric HCl, s-orbitele atomului de hidrogen și p-orbitele atomului de clor se suprapun. Perechea electronilor obișnuiți este dispusă asimetric față de centrele atomilor care interacționează. Se schimbă în clorul mai electronegativ. Se formează o sarcină parțială negativă pe atomul de clor și o sarcină parțială pozitivă asupra atomului de hidrogen. În acest caz, centrele încărcărilor pozitive și negative nu coincid în moleculă. Astfel de molecule se numesc polari sau dipoli. Un dipol este un sistem de două încărcări care sunt la fel de magnitudine, dar opuse în semn.
Deci, legătura covalentă, care se formează între atomii ale căror electronegativități sunt diferite, dar nesemnificative, se numește o legătură covalentă polară. Trebuie să ne amintim că acest tip de legătură chimică se formează în substanțe complexe formate din atomi nemetalici. Exemple de substanțe cu un tip de legătura polară covalentă includ acidul fluorhidric HF, apa H20, NH3 amoniac. metan CH4. carbonul (IV) de CO2.
Pentru o moleculă cu un tip covalent de legătură chimică, se poate scrie o formulă electronică și structurală (grafică). Formula electronică constă în simbolurile elementelor chimice, în jurul cărora punctele denotă electroni ai nivelului exterior și între atomi - perechi electronice comune. O formulă structurală (grafică) este o formulă în care fiecare pereche electronică comună este reprezentată de o bară. Atât formulele electronice cât și structurale arată ordinea de comunicare a atomilor în moleculă, relația lor.
Trimiteți-le prietenilor: