תוֹכֶן

• צעדים
• חלק 1 מתוך 2: קביעת מצב החמצון על פי חוקי הכימיה
• חלק 2 מתוך 2: קביעת מצב החמצון ללא שימוש בחוקי הכימיה
• טיפים
• מה אתה צריך

בכימיה, המונחים "חמצון" ו"צמצום "מתכוונים לתגובות שבהן אטום או קבוצת אטומים מאבדים או, בהתאמה, מקבלים אלקטרונים. מצב החמצון הוא ערך מספרי המוקצה לאטום אחד או יותר שמאפיין את מספר האלקטרונים המחולקים מחדש ומראה כיצד אלקטרונים אלה מופצים בין אטומים במהלך תגובה. קביעת ערך זה יכולה להיות הליך פשוט ומורכב למדי, בהתאם לאטומים ולמולקולות המורכבות מהם. יתר על כן, לאטומים של כמה יסודות יכולים להיות מספר מצבי חמצון. למרבה המזל, ישנם כללים פשוטים וחד משמעיים לקביעת מצב החמצון, אשר לשימוש בטוח בהם מספיק להכיר את יסודות הכימיה והאלגברה.

צעדים

חלק 1 מתוך 2: קביעת מצב החמצון על פי חוקי הכימיה

1. 1 קבע אם החומר המדובר הוא יסודי. מצב החמצון של האטומים מחוץ לתרכובת כימית הוא אפס. כלל זה נכון הן לגבי חומרים הנוצרים מאטומים חופשיים נפרדים, והן לגבי אלה המורכבים משתי מולקולות פוליאטומיות של יסוד אחד.
   • לדוגמה, אל_(ים) וקל₂ בעלי מצב חמצון של 0, שכן שניהם נמצאים במצב אלמנטרי כימי שאינו כבול.
   • שים לב כי הצורה האלוטרופית של גופרית S₈, או אוקטצרה, למרות המבנה הלא טיפוסי שלה, מאופיין גם במצב חמצון אפסי.
2. 2 קבע אם החומר המדובר מורכב מיונים. מצב החמצון של היונים שווה למטען שלהם. זה נכון הן ליונים חופשיים והן לאלה שהם חלק מתרכובות כימיות.
   • לדוגמה, מצב החמצון של יון Cl הוא -1.
   • מצב החמצון של יון Cl בתרכובת הכימית NaCl הוא גם -1. מכיוון שליון הנא, בהגדרה, מטען של +1, אנו מסיקים כי מטען יון הקל הוא -1, ולכן מצב החמצון שלו הוא -1.
3. 3 שימו לב ליונים מתכת יכולים להיות מספר מצבי חמצון. האטומים של יסודות מתכתיים רבים יכולים ליינן בכמויות שונות. לדוגמה, מטען היונים של מתכת כגון ברזל (Fe) הוא +2 או +3. ניתן לקבוע את מטען יוני המתכת (ואת מצב החמצון שלהם) על ידי מטענים של יונים של יסודות אחרים שאיתם מתכת זו היא חלק מתרכובת כימית; בטקסט, מטען זה מסומן במספרים רומיים: לדוגמה, לברזל (III) יש מצב חמצון של +3.
   • כדוגמה, שקול תרכובת המכילה יון אלומיניום. מטען כולל של מתחם AlCl₃ הוא אפס.מכיוון שאנו יודעים כי ליונים Cl יש מטען של -1, והתרכובת מכילה 3 יונים כאלה, לצורך הניטרליות הכללית של החומר המדובר, על אלון הטען להיות בעל מטען של +3. לפיכך, במקרה זה, מצב החמצון של האלומיניום הוא +3.
4. 4 מצב החמצון של החמצן הוא -2 (למעט כמה יוצאים מן הכלל). כמעט בכל המקרים, לאטומי חמצן יש מצב חמצון של -2. לכלל זה ישנם מספר חריגים:
   • אם החמצן נמצא במצב היסודי (O₂), מצב החמצון שלו הוא 0, כמו במקרה של חומרים יסודיים אחרים.
   • אם החמצן הוא חלק מ מֵי חַמצָן, מצב החמצון שלו הוא -1. חמצנים הם קבוצת תרכובות המכילות קשר חמצן-חמצן פשוט (כלומר אניון החמצן O₂). לדוגמה, בהרכב ה- H₂או₂ (מי חמצן) לחמצן יש מצב מטען וחמצון של -1.
   • בשילוב עם פלואור, לחמצן יש מצב חמצון של +2, קרא את כלל הפלואור להלן.
5. 5 למימן יש מצב חמצון של +1, למעט כמה יוצאים מן הכלל. כמו בחמצן, יש גם יוצאים מן הכלל. ככלל, מצב החמצון של מימן הוא +1 (אם הוא אינו נמצא במצב היסודי H₂). עם זאת, בתרכובות הנקראות הידרידים, מצב החמצון של מימן הוא -1.
   • לדוגמה, ב- H₂O מצב החמצון של מימן הוא +1 מכיוון שלאטום החמצן יש מטען של -2, ושני מטענים +1 נדרשים לניטרליות הכוללת. אף על פי כן, בהרכב של נתרן הידריד, מצב החמצון של המימן הוא כבר -1, שכן יון הנא נושא מטען של +1, ולגבי האלקטרוניטרליות הכללית, המטען של אטום המימן (ולכן מצב החמצון שלו) צריך להיות -1.
6. 6 פלוּאוֹר תמיד בעל מצב חמצון של -1. כפי שכבר צוין, מצב החמצון של חלק מהיסודות (יוני מתכת, אטומי חמצן בחמצן וכן הלאה) יכול להשתנות בהתאם למספר גורמים. אולם מצב החמצון של הפלואור הוא תמיד -1. זה נובע מהעובדה שלאלמנט זה יש את האלקטרונטיביות הגדולה ביותר - במילים אחרות, אטומי הפלואור הם הפחות מוכנים להיפרד מאלקטרונים משלהם ומושכים באופן פעיל ביותר אלקטרונים זרים. לפיכך, חיובם נותר ללא שינוי.
7. 7 סכום מצבי החמצון בתרכובת שווה למטען שלו. מצבי החמצון של כל האטומים המרכיבים תרכובת כימית אמורים להסתכם במטען של תרכובת זו. לדוגמה, אם תרכובת נייטרלית, סכום מצבי החמצון של כל האטומים שלה צריך להיות אפס; אם המתחם הוא יון פוליאטומי בעל מטען של -1, סכום מצבי החמצון הוא -1 וכן הלאה.
   • זוהי שיטת בדיקה טובה - אם סכום מצבי החמצון אינו שווה למטען הכולל של התרכובת, אז אתה טועה איפשהו.

חלק 2 מתוך 2: קביעת מצב החמצון ללא שימוש בחוקי הכימיה

1. 1 מצא אטומים שאין להם כללים נוקשים לגבי מצב החמצון שלהם. עבור חלק מהאלמנטים, אין כללים שנקבעו היטב למציאת מצב החמצון. אם אטום אינו מתאים לאחד הכללים המפורטים למעלה, ואינך יודע את המטען שלו (לדוגמה, האטום הוא חלק ממכלול, והמטען שלו אינו מצוין), תוכל לקבוע את מצב החמצון של אטום כזה. על ידי הדרה. ראשית, קבע את המטען של כל האטומים האחרים בתרכובת, ולאחר מכן, מתוך המטען הכולל הידוע של התרכובת, חשב את מצב החמצון של אטום זה.
   • לדוגמה, במתחם Na₂לכן₄ המטען של אטום הגופרית (S) אינו ידוע - אנו יודעים רק שהוא אינו אפס, שכן גופרית אינה במצב יסודי. תרכובת זו משמשת דוגמה טובה להמחשת השיטה האלגברית לקביעת מצב החמצון.
2. 2 מצא את מצבי החמצון של היסודות הנותרים בתרכובת. בעזרת הכללים המתוארים לעיל, קבע את מצבי החמצון של שאר האטומים של המתחם. אל תשכח את החריגים לכלל עבור O, H, וכן הלאה.
   • עבור Na₂לכן₄באמצעות הכללים שלנו, אנו מוצאים כי המטען (ומכאן מצב החמצון) של יון הנא הוא +1, ולכל אחד מאטומי החמצן הוא -2.
3. 3 הכפל את מספר האטומים לפי מצב החמצון שלהם. כעת, כאשר אנו מכירים את מצבי החמצון של כל האטומים למעט אחד, יש לקחת בחשבון שיכולים להיות מספר אטומים של כמה יסודות. הכפל את מספר האטומים של כל יסוד (הוא מצוין בנוסחה הכימית של התרכובת כתת -משנה בעקבות סמל היסוד) לפי מצב החמצון שלו.
   • ב- Na₂לכן₄ יש לנו 2 אטומי Na ו -4 אטומי O. לפיכך, כפל 2 × +1, נקבל את מצב החמצון של כל אטומי Na (2), והכפלת 4 × -2 -מצב החמצון של האטומים O (-8).
4. 4 הוסף את התוצאות הקודמות. אם נסכם את תוצאות הכפל, אנו מקבלים את מצב החמצון של המתחם לְלֹא תוך התחשבות בתרומת האטום הרצוי.
   • בדוגמה שלנו, עבור Na₂לכן₄ אנו מוסיפים 2 ו -8 ומקבלים -6.
5. 5 מצא את מצב החמצון הלא ידוע ממטען התרכובת. כעת יש לך את כל הנתונים לחישוב בקלות של מצב החמצון הרצוי. רשום משוואה, שבצד שמאל שלה יהיה סכום המספר שהתקבל בשלב החישוב הקודם ומצב החמצון הלא ידוע, ובצד ימין של המטען הכולל של המתחם. במילים אחרות, (סכום של מצבי חמצון ידועים) + (מצב חמצון רצוי) = (מטען של תרכובת).
   • במקרה שלנו, Na₂לכן₄ הפתרון נראה כך:
     • (סכום של מצבי חמצון ידועים) + (מצב חמצון רצוי) = (מטען מורכב)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. V Na₂לכן₄ לגופרית יש מצב חמצון 6.

טיפים

• בתרכובות, סכום כל מצבי החמצון חייב להיות שווה למטען. לדוגמה, אם התרכובת היא יון דיאטומי, סכום מצבי החמצון של האטומים חייב להיות שווה למטען היוני הכולל.
• זה מאוד שימושי להיות מסוגל להשתמש בטבלה המחזורית ולדעת היכן נמצאים האלמנטים המתכתיים והלא מתכתיים בו.
• מצב החמצון של האטומים בצורה יסודית הוא תמיד אפס. מצב החמצון של יון בודד שווה למטען שלו. אלמנטים מקבוצה 1A בטבלה המחזורית, כגון מימן, ליתיום, נתרן, בצורת יסוד, בעלי מצב חמצון של +1; מצב החמצון של מתכות מקבוצה 2A, כגון מגנזיום וסידן, הוא +2 בצורה יסודית. לחמצן ומימן, בהתאם לסוג הקשר הכימי, יכולים להיות 2 מצבי חמצון שונים.

מה אתה צריך

• טבלה מחזורית של אלמנטים
• גישה לאינטרנט או ספרי עיון לכימיה
• דף נייר, עט או עיפרון
• מַחשְׁבוֹן