Concetto del numero di ossidazione, come tirarlo fuori ed esempi

Lui Numero di ossidazione, Chiamato anche stato di ossidazione, è uno che descrive il guadagno o la perdita di elettroni in un atomo, supponendo che il cui composto sia parte abbia un carattere puramente ionico. Pertanto, quando si parla di numero di ossidazione, viene dato per scontato che tutti gli atomi si trovino come ioni elettrostatici.

Sebbene il vero panorama sia più complicato che avere uno ioni ovunque, il numero di ossidazione è veramente utile per interpretare le reazioni di riduzione dell'ossido (Redox). Il cambiamento di questi numeri rivela quali specie hanno ossidato o perso elettroni o se gli elettroni sono stati ridotti o vinti.

Lo strato di ossido che copre gli ornamenti di ferro e le statue è composto in parte di O2-, dove l'ossigeno ha un numero di ossidazione di -2. Fonte: Dracénois [CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

Il carico ionico di uno ione monoatomico coincide con il suo numero di ossidazione. Ad esempio, anione di ossido, o^2-, Uno dei più abbondanti in innumerevoli minerali, ha un numero di ossidazione di -2. Questo è interpretato come segue: ha due elettroni extra rispetto all'atomo di ossigeno basale o.

I numeri di ossidazione sono calcolati facilmente da una formula molecolare e di solito hanno un uso e una rilevanza maggiore quando parliamo di composti inorganici affollati di ioni. Nel frattempo, in chimica organica non ha la stessa importanza, poiché quasi tutti i suoi legami sono in sostanza covalente.

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Come ottenere il numero di ossidazione?

Elettroneutralità

La somma dei carichi ionici in un composto deve essere uguale a zero per essere neutra. Solo gli ioni possono avere cariche positive o negative.

Pertanto, si presume che anche la somma dei numeri di ossidazione debba essere uguale a zero. Avendo questo in mente e eseguendo calcoli aritmetici, possiamo eliminare o determinare il numero di ossidazione di un atomo in qualsiasi composto.

Può servirti: peso atomico

Valencias

Le valencia non sono affidabili per determinare il numero di ossidazione di un atomo, sebbene ci siano diverse eccezioni. Ad esempio, tutti gli elementi del gruppo 1, metalli alcalini, hanno Valencia 1 e, quindi, un numero di ossidazione invariabile di +1. Lo stesso vale per i metalli alcalinori, quelli del gruppo 2, con un numero di ossidazione di +2.

Si noti che i numeri di ossidazione positivi sono sempre preceduti dal simbolo ' +': +1, +2, +3, ecc. E allo stesso modo i negativi: -1, -2, -3, ecc.

Regole generali

Esistono alcune regole generali che devono essere prese in considerazione quando si determinano il numero di ossidazione:

-Il numero di ossidazione per ossigeno e zolfo è -2: O^2- e s^2-

-Gli elementi puri hanno 0: numero di ossidazione della fede⁰, P₄⁰, S₈⁰

-L'atomo di idrogeno, a seconda di chi è collegato, ha un numero di ossidazione +1 (H⁺) o -1 (h^-)

-Gli alogeni, a condizione che non siano collegati all'ossigeno o al fluoro, hanno un numero di ossidazione di -1: F^-, Cl^-, Br^- e io^-

-Per uno ione poliiatomico, come oh^-, La somma dei numeri di ossidazione non dovrebbe essere uguale a zero ma al carico ionico, che sarebbe -1 per OH^- (O^2-H⁺)^-

-I metalli in condizioni ordinarie hanno numeri di ossidazione positivi

Operazioni aritmetiche

Supponiamo di avere il composto PBCO₃. Se identifichiamo l'anione carbonato, CO₃^2-, Il calcolo di tutti i numeri di ossidazione sarà semplice. Iniziamo con lo stesso carbonato, sapendo che il numero di ossidazione dell'ossigeno è -2:

Può servirti: ossidi

(C^XO₃^2-)^2-

La somma dei numeri di ossidazione dovrebbe essere uguale a -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

X = +4

Pertanto, il numero di ossidazione del carbonio è +4:

(C⁴⁺O₃^2-)^2-

Il PBCO₃ Sarebbe visto ora come:

Pb^zC⁴⁺O₃^2-

Ancora una volta, aggiungiamo i numeri di ossidazione in modo che siano uguali a zero:

Z + 4 - 6 = 0

Z = +2

Pertanto, il piombo ha un numero di ossidazione di +2, quindi si presume che esista come catione Pb²⁺. In realtà, non era nemmeno necessario effettuare questo calcolo, perché sapere che il carbonato ha un carico di -2, il suo contropiede deve necessariamente avere un carico di +2 in modo che ci sia elettroneutralità.

Esempi

Di seguito sono riportati alcuni esempi di numeri di ossidazione per diversi elementi in diversi composti.

Ossigeno

Tutti gli ossidi metallici hanno ossigeno come o^2-: Cao, brutto, cr₂O₃, Beeo, al₂O₃, PBO₂, eccetera. Tuttavia, nell'anione del perossido, o₂^2-, Ogni atomo di ossigeno ha un numero di ossidazione di -1. Inoltre, nell'anione del sovraesido, o₂^-, Ogni atomo di ossigeno ha un numero di ossidazione di -1/2.

D'altra parte, quando l'ossigeno è collegato al fluoruro acquisisce numeri di ossidazione positivi. Ad esempio, in ossigeno diffluoruro, di₂, L'ossigeno ha un numero di ossidazione positivo. Quale? Sapere che il fluoro è -1 abbiamo:

O^XF₂^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

X = +2

Pertanto, l'ossigeno ha un numero di ossidazione di +2 (o²⁺) nel di₂ (O²⁺F₂^-).

Azoto

I principali numeri di ossidazione dell'azoto sono -3 (n^3-H₃⁺¹), +3 (n³⁺F₃^-) e +5 (n₂⁵⁺O₅^2-).

Cloro

Uno dei principali numeri di ossidazione del cloro è -1. Ma tutto cambia se combinato con ossigeno, azoto o fluoruro, più elementi elettronegativi. Quando ciò accade, acquisisce numeri di ossidazione positivi, come: +1 (n^3-Cl₃⁺, Cl⁺F^-, Cl₂⁺O^2-), +2, +3 (CLO₂^-), +4, +5 (CLO₂⁺), +6 e +7 (CL₂⁷⁺O₇^2-).

Può servirti: cloruro di sodio (NaCl)

Potassio

Il potassio in tutti i suoi composti ha un numero di ossidazione +1 (k⁺); A meno che non sia una condizione molto speciale, in cui è possibile acquisire un numero di ossidazione di -1 (k^-).

Zolfo

Il caso dello zolfo è simile a quello del cloro: ha un numero di ossidazione di -2, purché non sia combinato con ossigeno, fluoro, azoto o lo stesso cloro. Ad esempio, i suoi altri numeri di ossidazione sono: -1, +1 (s₂⁺¹Cl₂^-), +2 (s²⁺Cl₂^-), +3 (s₂O₄^2-), +4 (s⁴⁺O₂^2-), +5 e +6 (s⁶⁺O₃^2-).

Carbonio

I principali stati di ossidazione del carbonio sono -4 (c^4-H₄⁺) e +4 (c⁴⁺O₂^2-). Qui è dove iniziamo a vedere il fallimento di questo concetto. Non in metano, Cho₄, E né in anidride carbonica, CO₂, Abbiamo carbonio come ioni C^4- o c⁴⁺, rispettivamente, ma formando collegamenti covalenti.

Altri numeri di ossidazione per il carbonio, come -3, -2, -1 e 0, li troviamo nelle formule molecolari di alcuni composti organici. Tuttavia, e ancora, non è molto valido assumere carichi ionici nell'atomo di carbonio.

Incontro

E infine, i principali numeri di ossidazione del fosforo sono -3 (CA₃²⁺P₂^3-), +3 (h₃⁺P³⁺O₃^2-), Y +5 (p₂⁵⁺O₅^2-).

Riferimenti

1. SHIVER & ATKINS. (2008). Chimica inorganica. (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). Apprendimento del Cengage.
3. Clark J. (2018). Stato di ossidazione (numeri di ossidazione). Recuperato da: ChemGuide.co.UK
4. Wikipedia. (2020). Stato di ossidazione. Recuperato da: in.Wikipedia.org
5. Dottore. Kristy m. Bailey. (S.F.). Assegnare numeri di ossidazione. Estratto da: OCC.Edu