Ступінь окислювання кисню. Ступінь окислювання Характерна ступінь окислення
РІВЕНЬ ОКИСЛЕННЯ - це заряд, який міг би виникнути у атома в молекулі або йоні, якби всі його зв'язки з іншими атомами виявилися розірвані, а загальні електронні пари пішли з більш електронегативними елементами.
В якому із з'єднань кисень проявляє позитивну ступінь окислення: Н2О; Н2О2; СО2; ОF2?
OF2. цьому з'єднанні кисень має ступінь окислення + 2
Яка з речовин є тільки відновником: Fe; SO3; Cl2; HNO3?
оксид сірки (IV) - SO 2
Який елемент в III періоді Періодичної системи Д.І. Менделєєва, будучи у вільному стані, є найсильнішим окислювачем: Na; Al; S; Сl2?
Сl хлор
V-частина
До яких класів неорганічних сполук відносяться такі речовини: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni (OH) 2, FeS, Na2CО3?
Складні речовини. оксиди
Складіть формули: а) кислих калієвих солей фосфорної кислоти; б) основний цинкової солі вугільної кислоти Н2СО3.
Які речовини утворюються при взаємодії: а) кислот з сіллю; б) кислот з основою; в) солі з сіллю; г) підстави з сіллю? Наведіть приклади реакцій.
А) оксиди металів, солі металів.
В) солі (тільки в розчині)
Г) утворюється нова сіль, нерозчинна основа і водень
З якими з перелічених нижче речовин буде реагувати соляна кислота: N2O5, Zn (OH) 2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Складіть рівняння можливих реакцій.
Zn (OH) 2 + 2 HCl = ZnCl + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Вкажіть, до якого типу оксидів відноситься оксид міді, і доведіть це за допомогою хімічних реакцій.
Оксид металу.
Оксид міді (II) CuO - кристали чорного кольору, кристалізуються в моноклінної сингонії, щільність 6,51 г / см3, температура плавлення 1447 ° С (під тиском кисню). При нагріванні до 1100 ° С розкладається з утворенням оксиду міді (I):
4CuO = 2Cu2O + O2.
У воді не розчиняється і не реагує з нею. Має слабко виражені амфотерні властивості з переважанням основних.
У водних розчинах аміаку утворює гідроксид тетрааммінмеді (II):
CuO + 4NH3 + H2O = (OH) 2.
Легко реагує з розведеними кислотами з утворенням солі і води:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
При сплавці з лугами утворює купрати:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Відновлюється воднем, чадним газом і активними металами до металевої міді:
CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Виходить при прожаренні гідроксиду міді (II) при 200 ° С:
Cu (OH) 2 = CuO + H2OПолученіе оксиду і гідроксиду міді (II)
або при окисленні металевої міді на повітрі при 400-500 ° С:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Завершіть рівняння реакцій:
Mg (OH) 2 + H2SO4 = MgSO4 + 2H2O
Mg (OH) 2 ^ - + 2H ^ + + SO4 ^ 2 = Mg ^ 2 + + SO4 ^ 2 + 2H2O
Mg (OH) 2 ^ - + 2H ^ + = Mg ^ 2 + + 2H2O ^ -
NaOH + Н3РО4 = NaH2PO4 + H2O ФЕ = 1
Н3РО4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O ФЕ = 1/2
Н3РО4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O ФЕ = 1/3
в першому випадку 1 моль фосфорної кислоти гм ... еквівалентний 1 протону ... значить, фактор еквівалентності 1
процентна концентрація - маса речовини в грамах, що міститься в 100 грамах розчину. якщо в 100 г розчину міститься 5 г солі, скільки треба для 500 г?
титр - маса речовини в грамах, що міститься в 1 мл розчину. 0,3 г вистачить на 300 мл.
Са (ОН) 2 + Н2СО3 = СаО + Н2О 2 / характерна реакція - реакція нейтралізації Са / ОН / 2 + Н2СО3 = СаСО3 + Н2О 3 / реагують з кислотними оксидами Са / ОН / 2 + СО2 = СаСО3 + Н2О 4 / с кислими солями Са / ОН / 2 + 2КНСО3 = К2СО3 + СаСО3 + 2Н2О 5 / луги вступають в обмінну реакцію з солями. якщо при цьому утворюється осад 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu / OH / 2 / осад / 6 / розчини лугів реагують з неметалламі.а також з алюмінієвих або цинком. ОВР.
Назвіть три способи отримання солей. Відповідь підтвердіть рівняннями реакцій
А) Реакція нейтралізації.. Після випаровування води отримують кристалічну сіль. наприклад:
Б) Реакція основ з кислотними оксидами(Див. Параграф 8.2). Це також варіант реакції нейтралізації:
В) Реакція кислот з солями. Цей спосіб підходить, наприклад, в тому випадку, якщо утворюється нерозчинна сіль, що випадає в осад:
Які з перерахованих нижче речовин можуть реагувати між собою: NaOH, H3PO4, Аl (ОН) 3, SО3, H2О, СаО? Відповідь підтвердіть рівняннями реакцій
2 NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca (OH) 2
Al (OH) 3 + NaOH = Na (Al (OH) 4) або NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
VI- частина
Ядро атома (протони, нейтрони).
Атом - це найменша частинка хімічного елемента, яка зберігає всі його хімічні властивості. Атом складається з ядра, що має позитивний електричний заряд, і негативно заряджених електронів. Заряд ядра будь-якого хімічного елемента дорівнює добутку Z на e, де Z - порядковий номер даного елемента в періодичній системі хімічних елементів, е - величина елементарного електричного заряду.
протони- стабільні елементарні частинки, що мають одиничний позитивний електричний заряд і масу, в 1836 разів більшу, ніж маса електрона. Протон є ядро атома найлегшого елементу - водню. Число протонів в ядрі дорівнює Z. нейтрон- нейтральна (не має електричного заряду) елементарна частинка з масою, дуже близькою до маси протона. Оскільки маса ядра складається з маси протонів і нейтронів, то число нейтронів в ядрі атома одно А - Z, де А - масове число даного ізотопу (див. Періодична система хімічних елементів). Протон і нейтрон, що входять до складу ядра, називаються нуклонами. В ядрі нуклони пов'язані особливими ядерними силами.
електрони
електрон- дрібна частка речовини з негативним електричним зарядом е = 1,6 · 10 -19 кулона, прийнятим за елементарний електричний заряд. Електрони, обертаючись навколо ядра, розташовуються на електронних оболонках К, L, М і т. Д. До - оболонка, найближча до ядра. Розмір атома визначається розміром його електронної оболонки.
ізотопи
Ізотоп - атом одного і того ж хімічного елемента, ядро якого має те ж число протонів (позитивно заряджених частинок), але різну кількість нейтронів, а сам елемент має той же атомний номер, що і основний елемент. В силу цього ізотопи мають різні атомні маси.
При утворенні зв'язків з менш електронегативними атомами (для фтору це - все елементи, для хлору - все, крім фтору і кисню) валентність всіх галогенів дорівнює. Ступінь окислення -1 і заряд іона 1. Позитивні ступеня окислення неможливі для фтору. Хлор ж проявляє різні позитивні ступеня окислення аж до +7 (номер групи). Приклади з'єднань наведені в Довідкової частини.
У більшості з'єднань хлор як сильно електронегативний елемент (ЕО = 3,0) виступає в негативній ступеня окислення -1. У з'єднаннях ж з більш електронегативними фтором, киснем і азотом він проявляє позитивні ступені окислення. Особливо різноманітні сполуки хлору з киснем, в яких ступені окиснення хлору +1, -f3, +5 і +7, а також +4 і Ч-6.
У порівнянні з хлором фтор F набагато активніший. Він реагує майже з усіма хімічними елементами, з лужними і лужноземельними металами навіть на холоді. Деякі метали (Mg, Al, Zn, Fe, Сі, Ni) на холоді стійкі до дії фтору через утворення плівки фторидів. Фтор - найсильніший окислювач з усіх відомих елементів. Він єдиний з галогенів не здатний виявляти позитивні ступеня окислення. При нагріванні фтор реагує з усіма металами, в тому числі з золотом і платиною. Він утворює ряд сполук з киснем, причому це єдині сполуки, в яких кисень електроположітелен (наприклад, дифторид кисню OFa). На відміну від оксидів ці сполуки називають фторидами кисню.
Елементи підгрупи кисню в значній мірі відрізняються від кисню за властивостями. Головна їхня відмінність полягає в здатності виявляти позитивні ступеня окислення, аж до
Найбільш помітні відмінності галогенів між собою в з'єднаннях, де вони проявляють позитивні ступеня окислення. В основному це сполуки галогенів з найбільш електронегативними елементами - фтором і киснем, які
Атом кисню має електронну конфігурацію [Do Not] 25 2р. Оскільки цей елемент по своїй електронегативності поступається лише фтору, він майже завжди має в з'єднаннях негативну ступінь окислення. Єдиними сполуками, де кисень має позитивну ступінь окислення, є фтор сполуки ор2 і Про Р.
У 1927 р непрямим шляхом було отримано кисневе з'єднання фтору, в якому у кисню позитивна ступінь окислення дорівнює двом
Так як атоми азоту в аміаку сильніше притягують електрони, ніж в елементному азоті, кажуть, що у них негативна ступінь окислення. У диоксиде азоту, де атоми азоту слабкіше притягують електрони, ніж в елементному азоті, він має позитивну ступінь окислення. У елементному азоті або елементному кисні кожен атом має нульову ступінь окислення. (Нульова ступінь окислення приписується всім елементам в незв'язаному стані.) Ступінь окислення - корисне поняття для розуміння окисно-відновних реакцій.
Хлор утворює цілу серію оксіаніонов СЮ, СЮ, СЮ3 і Сюд, в яких проявляє послідовний ряд позитивних ступенів окислення. Хлорид-іон, С1, володіє електронною структурою благородного газу Аг з чотирма парами валентних електронів. Зазначені вище чотири оксіаніона хлору можна уявити собі як продукти реакції хлорид-іона, СГ, як льюісова підстави з одним, двома, трьома або чотирма атомами кисню, кожен з яких має властивості акцептора електронів, тобто льюісовой кислоти
Хімічні властивості сірки, селену і телуру багато в чому відрізняються від властивостей кисню. Одне з найважливіших відмінностей полягає в існуванні у цих елементів позитивних ступенів окислення аж до -1- 6, які зустрічаються, напри-
Електронна конфігурація ns np дає можливість елементам цієї групи проявляти ступеня окислення -І, +11, + IV і + VI. Так як до освіти конфігурації інертного газу бракує всього двох електронів, то ступінь окислення -II виникає дуже легко. Це особливо характерно для легких елементів групи.
йствітельно, кисень відрізняється від всіх елементів групи легкістю, з якою його атом набуває два електрона, утворюючи двозарядний негативний іон. За винятком незвичайних негативних ступенів окислення кисню в перекису (-1), надперекісях (-Va) і озоніди (7з), з'єднаннях, в яких є зв'язку кисень - кисень, а також станів + 1 і - + II в з'єднаннях O. Fa і ГРЗ кисень у всіх з'єднаннях має ступінь окислення -І. Для інших елементів групи негативна ступінь окислення стає поступово менш стійкою, а позитивні - більш стійкими. У важких елементів переважають нижчі позитивні ступеня окислення.
У відповідності з природою елемента в позитивній ступеня окислення характер оксидів в періодах і групах періодичної системи закономірно змінюється. У періодах зменшується негативний ефективний заряд на атомах кисню і здійснюється поступовий перехід від основних через амфотерні оксиди до кислотних, наприклад
Nal, Mg b, AIF3, ZrBf4. При визначенні ступеня окислення елементів в з'єднаннях з полярними ковалентними зв'язками порівнюють значення їх електронегативності (див. 1.6) Оскільки при утворенні хімічного зв'язку електрони сме щаются до атомам більш електронегативний елементів, то по следние мають в з'єднаннях негативну ступінь окислення Фтор, що характеризується найбільшим значенням електроотріца ності , в з'єднаннях завжди має постійну негативну ступінь окислення -1.
я кисню, також має високе значення електронегативності, характерна негативна ступінь окислення зазвичай -2, в пероксид -1. Виняток становить з'єднання OF2, в якому ступінь окислення кисню 4-2. Лужні і лужноземельні елементи, для яких властиво відносно невисоку значення електронегативності, завжди мають позитивну ступінь окислення, рівну відповідно +1 і +2. Постійну ступінь окислення (+ 1) у більшості з'єднань проявляє водень, наприклад
За величиною електронегативності кисень поступається тлу фтору. З'єднання кисню з фтором є унікальними, так як тільки в цих з'єднаннях кисень має позитивну ступінь окислення.
Похідні позитивної ступеня окислення кисню є найсильнішими енергоємними окислювачами, здатними виділяти запасені в них хімічну енергію в певних умовах. Їх можна використовувати як ефективні окислювачі ракетного палива.
А належать до неметалів, вказаний стан є для них найбільш поширеним. Однак елементи групи 6А, за винятком кисню, нерідко знаходяться в станах з позитивною ступенем окислення аж до +6, що відповідає усуспільнення всіх шести валентних електронів з атомами більш електронегативний елементів.
Всі елементи даної підгрупи, крім полонію, неметали. У своїх з'єднаннях вони проявляють як негативну, так і позитивну ступінь окислення. У з'єднаннях з металами і з воднем їх ступінь окислення, як правило, дорівнює -2. У з'єднаннях з неметалами, наприклад з киснем, вона може мати значення +4 або -) - 6. Виняток при цьому становить сам кисень. За величиною електронегативності він поступається тільки фтору тому тільки в з'єднанні з цим елементом (орг) його ступінь окислення позитивна (-1-2). У з'єднаннях з усіма іншими елементами ступінь окислення кисню негативна і зазвичай дорівнює -2. У пероксиду водню та його похідних вона дорівнює -1.
Азот поступається але електронегативності тільки кисню і фтору. Тому він проявляє позитивні ступені окислення тільки в з'єднаннях з цими двома елементами. В оксидах і оксіаніонах ступінь окислення азоту приймає значення від + 1 до -Ь 5.
У з'єднаннях з більш електронегативними елементами р-елементи VI групи мають позитивну ступінь окислення. Для них (крім кисню) найбільш характерні ступені окислення - -2, +4, -4-6, що відповідає поступовому нарощуванню числа неспарених електронів при порушенні атома елемента.
Особливо добре відомі комплексні аніони з кисневими лігандами - оксокомплекси. Їх утворюють атоми переважно неметалічних елементів з позитивним ступенем окиснення (металевих - тільки в високих ступенях окислення). Оксокомплекси отримують при взаємодії ковалентних оксидів відповідних елементів з негативно поляризованим атомом кисню основних оксидів або води, наприклад
Оксиди І гідроксиди. Оксиди і гідроксиди р-елементів можна розглядати як з'єднання з вищої позитивної ступенем окислення, р-елементи з киснем
О, СЮг, сьо), в яких хлор виявляє позитивну ступінь окислення. Азот при високій температурі безпосередньо з'єднується з киснем і, отже, проявляє відновні властивості
У з'єднаннях з киснем елементи могуг проявляти вищу позитивну ступінь окислення, що дорівнює номеру групи. Оксиди елементів в залежності від їх положення в періодичній системі і від ступеня окислення елемента могуг проявляти основні або кислотні властивості.
Крім цього, дані елементи здатні виявляти і позитивні ступеня окислення аж до +6, за винятком кисню (тільки до + 2). Елементи підгрупи кисню відносяться до неметалів.
До найбільш поширених окислювача відносяться галогени, кисень і такі оксіаніони, як, наприклад, МПО4, СгзО, і N0, в яких центральний атом має високу позитивну ступінь окислення. Як окислювачі іноді
З'єднання ОгРг і орг - сильні окислювачі, так як в них кисень знаходиться в позитивній ступеня окислення - -1 і, +2, а тому, володіючи больщім запасом енергії (більшою спорідненістю до електрону), вони будуть сильно притягувати електрони внаслідок прагнення кисню перейти в найбільш стійкі для нього стану.
Іонізовані атоми неметалів в позитивній ступеня окислення і іони металів у високому ступені окислення з киснем утворюють нейтральні молекули оксидів СО, СОГ, N0, N02, Зог, 5102, 5п02, МпОа складні кислородсодержащие іони N0, Р04, ЗО «, Сг0, МПНВ і ін .
Валром -ниі електрочрій рівень атомів цих елементів відповідає формулі па ін Кисень-другий по електроотріца-тсльності елемент (після найбільш негативного фтору), йому можна приписати стійку ступінь окислення в з'єднаннях, що дорівнює (-І) у фторидах кисню його ступінь окислення позитивна. Інші елементи VIA групи виявляють в своїх з'єднаннях ступеня окислення (-І), (+ IV) і (Ч VI), причому для сірки стійка ступінь окислення (+ VI), а для інших елементів (4-IV). за електронегативності
При взаємодії О2 з найсильнішим окислювачем Р1Рв утворюється речовина 02 [Р1Рб], в якому катіоном є молекулярний іон Ог »«. З'єднання, в яких кисень має позитивну ступінь окислення, є найсильнішими енергоємними окислювачами, здатними виділяти при певних умовах запасені хімічну енергію. Їх можна використовувати як ефективні окислювачі ракетного палива.
Однак здатність до приєднання електронів виражена у них значно слабкіше, ніж у відповідних елементів VI і VII груп. З киснем вони утворюють оксиди типу RjOj, проявляючи вищу позитивну ступінь окислення, рівну + 5.
Бром і йод виявляють позитивні ступені окислення в свріх з'єднаннях з киснем і з більш електронегативними галогенами. Добре Вивчено такі кислородсодержащие кислоти (і їх солі) цих елементів, як новго (бромноватистой, солі-гіпоброміти) і HOI (иодноватистая, солі - гіпоіодіти) НВгОз (бромноватой, солі - бромати) і НЮз (йодноватої, солі - йоду-ти) , а також НбЮб (орто-иодная, солі - орто-перйодатом).
Окислювально-відновні процеси мають велике значення для живої і неживої природи. Наприклад, процес горіння можна віднести до ОВР за участю кисню повітря. У цій реакції окислення-відновлення він проявляє свої неметалеві властивості.
Також прикладами ОВР є травні, дихальні процеси, фотосинтез.
Класифікація
Залежно від того, чи відбувається зміна значення ступеня окислення у елементів вихідної речовини і продукту реакції, прийнято поділяти всі хімічні перетворення на дві групи:
- окислювально-відновні;
- без зміни ступенів окислення.
Як приклади другої групи виступають іонні процеси, що протікають між розчинами речовин.
Реакції окислення-відновлення - це процеси, які пов'язані зі зміною ступеня окислення атомів, що входять до складу вихідних з'єднань.
Що таке ступінь окислення
Це умовний заряд, що купується атомом в молекулі в тому випадку, коли відбувається зміщення електронних пар хімічних зв'язків до більш електронегативного атома.
Наприклад, в молекулі фториду натрію (NaF) максимальну електронний торгівельний проявляє фтор, тому його ступінь окислення є негативною величиною. Натрій в цій молекулі буде позитивним іоном. Сума ступенів окислення в молекулі дорівнює нулю.
варіанти визначення
Яким іоном є кисень? Позитивні ступеня окислення для нього не характерні, але це не означає, що даний елемент їх не проявляє в певних хімічних взаємодіях.
Саме поняття ступеня окислення має формальний характер, воно не пов'язане з ефективним (дійсним) зарядом атома. Їм зручно користуватися при класифікації хімічних речовин, а також під час запису, що відбуваються.
Правила визначення
Для неметалів виділяють нижчу і вищу ступінь окислення. Якщо для визначення першого показника з номера групи віднімають вісім, то друга величина в основному збігається з номером групи, в якій розташовується даний хімічний елемент. Наприклад, в з'єднаннях зазвичай дорівнює -2. Такі сполуки називають оксидами. Наприклад, до таких речовин можна віднести вуглекислий газ (діоксид вуглецю), формула якого - СО 2.
Максимальну ступінь окислення неметали часто виявляють в кислотах і солях. Наприклад, в хлорним кислоті HClO 4 галоген має валентність VII (+7).
пероксиди
Ступінь окислювання атома кисню в сполуках зазвичай дорівнює -2, виняток становлять пероксиди. Ними вважають кисневі сполуки, в яких міститься не повністю відновлений іон у вигляді О2 2, О 4 2-, О 2 -.
Пероксидні сполуки поділяють на дві групи: прості і комплексні. Простими вважають ті сполуки, в яких пероксидна група з'єднується з атомом або іоном металу атомної або іонної хімічним зв'язком. Такі речовини утворюються лужними і лужноземельними металами (крім літію та берилію). З ростом електронегативності металу всередині підгрупи спостерігається перехід від іонного виду зв'язку до ковалентного структурі.
Крім пероксидов виду Me 2 O 2 у представників першої групи (головної підгрупи) також існують пероксиди у вигляді Me 2 O 3 і Me 2 O 4.
Якщо з фтором кисень проявляє позитивну ступінь окислення, в поєднанні з металами (в пероксид) цей показник -1.
Комплексними пероксосоедіненіямі вважають речовини, де ця група виступає в якості лігандів. Утворюються подібні речовини елементами третьої групи (головної підгрупи), а також наступними групами.
Класифікація комплексних пероксогрупп
Виділяють п'ять груп таких складних з'єднань. Першу складають пероксокислот, що мають загальний вигляд [Еп (О 2 2) x L y] z-. Пероксид-іони в цьому випадку входять в комплексний іон або виступають у вигляді монодентантного (Е-О-О-), мостикового (Е-О-О-Е) ліганда, утворюючи багатоядерний комплекс.
Якщо з фтором кисень проявляє позитивну ступінь окислення, в поєднанні з лужними і лужноземельними металами він є типовим неметаллом (-1).
Прикладом такої речовини є кислота Каро (пероксомономерная кислота) виду H 2 SO 5. Лігандная пероксидного групи в таких комплексах виступає в якості мостиковой зв'язку між атомами неметалів, наприклад, в пероксодісерной кислоті виду H 2 S 2 O 8 - кристалічному речовині білого кольору з невисокою температурою плавлення.
Другу групу комплексів створюють речовини, в яких пероксогруппа входить до складу комплексного іона або молекули.
Вони представлені формулою [Е n (O 2) x L y] z.
Решта три групи - це пероксиди, в яких є кристаллизационная вода, наприклад, Na 2 O 2 × 8H 2 O, або кристалізаційний пероксид водню.
Як типові властивостей всіх перекисних речовин виділимо їх взаємодія з розчинами кислот, виділення при термічному розкладанні активного кисню.
Як джерело кисню можуть виступати хлорати, нітрати, перманганат, перхлорати.
дифторид кисню
Коли кисень проявляє позитивну ступінь окислення? У поєднанні з більш електронегативний кисню) OF 2. Вона становить +2. Вперше це з'єднання було отримано Полем Лебо на початку двадцятого століття, вивчено трохи пізніше Руффо.
Кисень проявляє позитивну ступінь окислення в з'єднанні з фтором. Його електронний торгівельний дорівнює 4, тому електронна щільність в молекулі зміщується в бік атома фтору.
Властивості фториду кисню
Це вказує, що з'єднання в рідкому агрегатному стані, необмежено змішується з рідким киснем, фтором, озоном. Розчинність в холодній воді мінімальна.
Як пояснюється позитивна ступінь окислення? Велика енциклопедія нафти пояснює, що можна визначити вищу + (позитивну) ступінь окислення за номером групи в таблиці Менделєєва. Ця величина визначається найбільшою кількістю електронів, які може при повному окисленні віддавати нейтральний атом.
Отримують фторид кисню по лужному способу, який передбачає пропускання через водний розчин лугу газоподібного фтору.
В даному крім фториду кисню також утворюється озон і пероксид водню.
Альтернативним варіантом отримання фториду кисню є проведення електролізу розчину фтороводородной кислоти. Частково це з'єднання також утворюється і при горінні в атмосфері фтору води.
Процес протікає по радикальному механізму. Спочатку здійснюється ініціювання вільних радикалів, що супроводжується утворенням бірадікал кисню. На наступному етапі йде домінуючий процес.
Дифторид кисню проявляє яскраві окисні властивості. За силою його можна порівняти з вільним фтором, а за механізмом протікання окислювального процесу - з озоном. Реакція потребує високої енергії активації, так як на першій стадії йде формування атомарного кисню.
Термічний розклад цього оксиду, в якому кисень характеризується позитивною ступенем окислення, є мономолекулярної реакцією, що починається при температурних показниках від 200 ° C.
відмінні характеристики
При попаданні фториду кисню в гарячу воду протікає гідроліз, продуктами якого будуть звичайний молекулярний кисень, а також фтороводород.
Процес істотно прискорюється в лужному середовищі. Суміш води і пари дифторида кисню є вибухонебезпечною.
Це з'єднання інтенсивно реагує з металевою ртуттю, а на благородних металах (золоті, платині) утворює тільки тонку фторидно плівку. Це властивість пояснює можливість використання даних металів при звичайній температурі для контакту з фторидом кисню.
У разі підвищення температурного показника йде окислення металів. Найбільш придатними металами для роботи з цим з'єднанням фтору вважають магній і алюміній.
Несуттєво змінюють свій первинний зовнішній вигляд під впливом фториду кисню нержавіючі стали, сплави міді.
Висока енергія активації розкладання даного кисневого сполуки зі фтором дозволяє змішувати його безпечно з різними вуглеводнями, чадним газом, пояснює можливість використання фториду кисню в якості відмінного окислювача ракетного палива.
висновок
Хіміками проведено ряд експериментів, які підтвердили доцільність застосування даного з'єднання в газодинамічних лазерних установках.
Питання, пов'язані з визначенням ступенів окислення кисню та інших неметалів, включені в шкільний курс хімії.
Такі навички важливі, тому що дозволяють старшокласникам справлятися із завданнями, запропонованими в тестах єдиного державного іспиту.
(Повторення)
II. Ступінь окислення (новий матеріал)
Ступінь окислення- це умовний заряд, який отримує атом в результаті повної віддачі (прийняття) електронів, виходячи з умови, що всі зв'язки в з'єднанні іонні.
Розглянемо будову атомів фтору і натрію:
F +9) 2) 7
Na +11) 2) 8) 1
- Що можна сказати про завершеності зовнішнього рівня атомів фтору і натрію?
- Якому атому легше прийняти, а яким легше віддати валентні електрони з метою завершення зовнішнього рівня?
Обидва атома мають незавершений зовнішній рівень?
Атому натрію легше віддавати електрони, фтору - прийняти електрони до завершення зовнішнього рівня.
F 0 + 1ē → F -1 (Нейтральний атом приймає один негативний електрон і набуває ступінь окислення «-1», перетворюючись в негативно заряджений іон - аніон )
Na 0 - 1ē → Na +1 (Нейтральний атом віддає один негативний електрон і набуває ступінь окислення «+1», перетворюючись в позитивно заряджений іон - катіон )
Як визначити ступінь окислення атома в ПСХЕ Д.І. Менделєєва?
Правила визначення ступеня окислення атома в ПСХЕ Д.І. Менделєєва:
1. водень зазвичай проявляє ступінь окислення (СО) +1 (Виняток, з'єднання з металами (гідриди) - у водню СО дорівнює (-1) Me + n H n -1)
2. кисень зазвичай проявляє СО -2 (Виключення: Про +2 F 2, H 2 O 2 -1 - перекис водню)
3. метали виявляють тільки + n позитивну СО
4. фтор проявляє завжди СО рівну -1 (F -1)
5. Для елементів головних підгруп:
Вища СО (+) = номеру групи N групи
нижча СО (-) = N групи – 8
Правила визначення ступеня окислення атома в з'єднанні:
I. Ступінь окислювання вільних атомів і атомів в молекулах простих речовин дорівнює нулю - Na 0, P 4 0, O 2 0
II. В складному речовині алгебраїчна сума СО всіх атомів з урахуванням їх індексів дорівнює нулю = 0 , А в складному йоні його заряду.
наприклад, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Завдання 1 - визначте ступеня окислення всіх атомів у формулі сірчаної кислоти H 2 SO 4?
1. Проставимо відомі ступеня окислення у водню і кисню, а СО сірки приймемо за «х»
H +1 S x O 4 -2
(+1) * 1 + (х) * 1 + (- 2) * 4 = 0
Х = 6 або (+6), отже, у сірки C Про +6, тобто S +6
завдання 2 - визначте ступеня окислення всіх атомів у формулі фосфорної кислоти H 3 PO 4?
1. Проставимо відомі ступеня окислення у водню і кисню, а СО фосфору приймемо за «х»
H 3 +1 P x O 4 -2
2. Складемо і вирішимо рівняння, згідно з правилом (II):
(+1) * 3 + (х) * 1 + (- 2) * 4 = 0
Х = 5 або (+5), отже, у фосфору C Про +5, тобто P +5
завдання 3 - визначте ступеня окислення всіх атомів у формулі іона амонію (NH 4) +?
1. Проставимо відому ступінь окислення у водню, а СО азоту приймемо за «х»
ВИЗНАЧЕННЯ
кисень- восьмий за рахунком елемент Періодичної таблиці. Розташований у другому періоді VI групи A підгрупи. Позначення - O.
Природний кисень складається з трьох стабільних ізотопів 16 O (99,76%), 17 O (0,04%) і 18 O (0,2%).
Найбільш стійка двухатомная молекула кисню O 2. Вона парамгнітна і слабо поляризується. Температури плавлення (-218,9 o С) і кипіння (-183 o С) кисню дуже низькі. Кисень погано розчиняється у воді. При нормальних умовах кисень являє собою газ без кольору і запаху.
Рідкий і твердий кисень притягується магнітом, тому що його молекули парамагнітни. Твердий кисень синього кольору, а рідкий - блакитного. Забарвлення обумовлена взаємним впливом молекул.
Кисень існує у вигляді двох аллотропних модифікацій - кисню O 2 і озону O 3.
Ступінь окислювання кисню в сполуках
Кисень утворює двоатомних молекули складу O 2 за рахунок наведення ковалентних неполярних зв'язків, а, як відомо, в з'єднаннях з неполярними зв'язками ступінь окислення елементів дорівнює нулю.
Для кисню характерно досить має високе значення електронегативності, тому найбільш часто він проявляє негативну ступінь окислення дорівнює (-2) (Na 2 O -2, K 2 O -2, CuO -2, PbO -2, Al 2 O -2 3, Fe 2 O -2 3, NO -2 2, P 2 O -2 5, CrO -2 3, Mn 2 O -2 7).
У з'єднаннях перекисного типу кисень проявляє ступінь окислення (-1) (H 2 O -1 2).
У поєднанні складу OF 2 кисень проявляє позитивну ступінь окислення дорівнює (+2) , Оскільки фтор є самим електронегативним елементом і його ступінь окислення завжди дорівнює (-1).
Як похідного, в якому кисень проявляє ступінь окислення (+4) , Можна розглядати алотропічних модифікацій кисню - озон O 3 (O +4 O 2).
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
Хімічного елемента в з'єднанні, обчислений з припущення, що всі зв'язки мають іонний тип.
Ступені окислення можуть мати позитивне, негативне або нульове значення, тому алгебраїчна сума ступенів окислення елементів в молекулі з урахуванням числа їх атомів дорівнює 0, а в іоні - заряду іона.
1. Ступені окислення металів в з'єднаннях завжди позитивні.
2. Вища ступінь окислення відповідає номеру групи періодичної системи, де знаходиться даний елемент (виняток становлять: Au +3(I група), Cu +2(II), з VIII групи ступінь окислення +8 може бути тільки у осмію Osі рутенію Ru.
3. Ступені окислення неметалів залежать від того, з яким атомом він з'єднаний:
- якщо з атомом металу, то ступінь окислення негативна;
- якщо з атомом неметалла то ступінь окислення може бути і позитивна, і негативна. Це залежить від електронегативності атомів елементів.
4. Вищу негативну ступінь окислення неметалів можна визначити відніманням з 8 номера групи, в якій знаходиться цей елемент, тобто вища позитивна ступінь окислення дорівнює числу електронів на зовнішньому шарі, яке відповідає номеру групи.
5. Ступені окислення простих речовин дорівнюють 0, незалежно від того метал це чи неметалл.
Елементи з незмінними ступенями окислення.
|
елемент |
Характерна ступінь окислення |
винятки |
|
Гідриди металів: LIH -1 |
||
|
ступенем окисленняназивають умовний заряд частинки в припущенні, що зв'язок повністю розірвана (має іонних характер). H- Cl = H + + Cl - , Зв'язок в соляній кислоті ковалентная полярна. Електронна пара більшою мірою зміщена в бік атома Cl - , Тому що він більш електроотріцацельний елемент. Як визначити ступінь окислення?електронегативність- це здатність атомів притягувати до себе електрони інших елементів. Ступінь окислювання вказується над елементом: Br 2 0 , Na 0, O +2 F 2 -1,K + Cl - і т.д. Вона може бути негативною і позитивною. Ступінь окислювання простого речовини (несвязанное, вільний стан) дорівнює нулю. Ступінь окислювання кисню у більшості з'єднань дорівнює -2 (виняток становлять пероксиди Н 2 О 2, Де вона дорівнює -1 і з'єднання з фтором - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Ступінь окисленняпростого одноатомного іона дорівнює його заряду: Na + , Ca +2 . Водень в своїх з'єднаннях має ступінь окислення дорівнює +1 (виключення складають гідриди - Na + H - і з'єднання типу C +4 H 4 -1 ). У зв'язках «метал-неметалл» негативну ступінь окислення має той атом, який має більшу електроопріцательностью (дані про елеткроотріцательності наведені в шкалі Полінга): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (NO 3 ) - і т.д. Правила визначення ступеня окислення в хімічних сполуках.візьмемо з'єднання KMnO 4 , необхідно визначити ступінь окислення у атома марганцю. міркування:
До +Mn X O 4 -2 нехай Х- невідома нам ступінь окислення марганцю. Кількість атомів калію - 1, марганцю - 1, кисню - 4. Доведено, що молекула в цілому електронейтральна, тому її загальний заряд має дорівнювати нулю. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, Х = +7, Значить, ступінь окислення марганцю в перманганату калію = +7. Візьмемо інший приклад оксиду Fe 2 O 3. Необхідно визначити ступінь окислення атома заліза. міркування:
2 * (Х) + 3 * (- 2) = 0, Висновок: ступінь окислення заліза в даному оксиді дорівнює +3. Приклади.Визначити ступеня окислення всіх атомів в молекулі. 1. K 2 Cr 2 O 7. Ступінь окислення До +1, кисню Про -2. З огляду на індекси: О = (- 2) × 7 = (- 14), К = (+ 1) × 2 = (+ 2). Оскільки алгебраїчна сума ступенів окислення елементів в молекулі з урахуванням числа їх атомів дорівнює 0, то число позитивних ступенів окислення дорівнює числу негативних. ступені окислення До + О = (- 14) + (+ 2) = (- 12). З цього випливає, що у атома хрому число позитивних ступенів дорівнює 12, але атомів в молекулі 2, значить на один атом припадає (+12): 2 = (+ 6). відповідь: До 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3. В даному випадку сума ступенів окислення буде дорівнює вже не нулю, а заряду іона, т. Е. - 3. Складемо рівняння: х + 4 × (- 2)= - 3 . відповідь: (As +5 O 4 -2) 3. |
