Table. Degrés d'oxydation des éléments chimiques.

Table. Degrés d'oxydation des éléments chimiques.

Évaluation de l'article :

Lors de la définition de ce concept, on suppose conditionnellement que les électrons de liaison (valence) passent à des atomes plus électronégatifs (voir Électronégativité), et donc les composés sont constitués, pour ainsi dire, d'ions chargés positivement et négativement. L'état d'oxydation peut avoir des valeurs nulles, négatives et positives, qui sont généralement placées au-dessus du symbole de l'élément en haut.

La valeur nulle de l'état d'oxydation est attribuée aux atomes des éléments à l'état libre, par exemple : Cu, H 2 , N 2 , P 4 , S 6 . La valeur négative du degré d'oxydation a ces atomes vers lesquels le nuage d'électrons de liaison (paire d'électrons) est déplacé. Pour le fluor dans tous ses composés, c'est -1. Les atomes qui donnent des électrons de valence à d'autres atomes ont un état d'oxydation positif. Par exemple, pour les métaux alcalins et alcalino-terreux, il est respectivement +1 et +2. Dans des ions simples comme Cl − , S 2− , K + , Cu 2+ , Al 3+ , elle est égale à la charge de l'ion. Dans la plupart des composés, l'état d'oxydation des atomes d'hydrogène est de +1, mais dans les hydrures métalliques (leurs composés avec de l'hydrogène) - NaH, CaH 2 et autres - il est de -1. Pour l'oxygène, l'état d'oxydation est -2, mais, par exemple, en combinaison avec le fluor OF 2, il sera +2, et dans les composés peroxydes (BaO 2, etc.) -1. Dans certains cas, cette valeur peut également être exprimée sous forme de nombre fractionnaire : pour le fer dans l'oxyde de fer (II, III) Fe 3 O 4 elle est égale à +8/3.

La somme algébrique des états d'oxydation des atomes dans un composé est nulle, et dans un ion complexe, c'est la charge de l'ion. A l'aide de cette règle, on calcule par exemple l'état d'oxydation du phosphore dans l'acide phosphorique H 3 PO 4 . En le désignant par x et en multipliant l'état d'oxydation de l'hydrogène (+1) et de l'oxygène (−2) par le nombre de leurs atomes dans le composé, on obtient l'équation : (+1) 3+x+(−2) 4=0 , d'où x=+5 . De même, on calcule l'état d'oxydation du chrome dans l'ion Cr 2 O 7 2- : 2x+(-2) 7=-2 ; x=+6. Dans les composés MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, Mn 3 O 4, K 2 MnO 4, KMnO 4, l'état d'oxydation du manganèse sera +2, +3, +4, +8/3, +6, +7, respectivement.

L'état d'oxydation le plus élevé est sa valeur positive la plus élevée. Pour la plupart des éléments, il est égal au numéro de groupe dans le système périodique et constitue une caractéristique quantitative importante de l'élément dans ses composés. Valeur la plus basse l'état d'oxydation d'un élément qui se produit dans ses composés est communément appelé l'état d'oxydation le plus bas ; tous les autres sont intermédiaires. Oui, pour le soufre plus haut degré l'oxydation est +6, la plus basse est -2, l'intermédiaire est +4.

Le changement des états d'oxydation des éléments par groupes du système périodique reflète la fréquence de changement de leur propriétés chimiques avec numéro de série croissant.

Le concept d'état d'oxydation des éléments est utilisé dans la classification des substances, décrivant leurs propriétés, formulant des composés et leurs noms internationaux. Mais il est surtout largement utilisé dans l'étude des réactions redox. Le concept d'"état d'oxydation" est souvent utilisé dans chimie inorganique au lieu du concept de « valence » (cf.

Instruction

En conséquence, un composé complexe est formé - le tétrachloraurate d'hydrogène. L'agent complexant qu'il contient est un ion or, les ligands sont des ions chlore et la sphère externe est un ion hydrogène. Comment déterminer le degré oxydationéléments de ce complexe lien?

Tout d'abord, déterminez lequel des éléments qui composent la molécule est le plus électronégatif, c'est-à-dire lequel va tirer la densité électronique totale vers lui-même. C'est le chlore, car il se trouve dans la partie supérieure droite du tableau périodique, et juste après le fluor et l'oxygène. Par conséquent, son diplôme oxydation sera avec un signe moins. Quel est le degré oxydation chlore?

Le chlore, comme tous les autres halogènes, est situé dans le 7ème groupe du tableau périodique, il y a 7 électrons dans son niveau électronique externe. En faisant glisser un autre électron à ce niveau, il se déplacera vers une position stable. Ainsi, son diplôme oxydation sera égal à -1. Et puisque dans ce complexe lien quatre ions chlorure, alors la charge totale sera de -4.

Mais la somme des puissances oxydationéléments qui composent la molécule doivent être égaux à zéro, car toute molécule est électriquement neutre. Ainsi, -4 doit être équilibré par une charge positive de +4, aux dépens de l'hydrogène et de l'or.

Tu auras besoin de

• Un manuel scolaire de chimie pour les élèves de la 8e à la 9e année de tout auteur, le tableau périodique, un tableau d'électronégativité des éléments (imprimé dans les manuels scolaires de chimie).

Instruction

Pour commencer, il est nécessaire d'indiquer que le degré est un concept qui prend des connexions pour, c'est-à-dire ne va pas profondément dans la structure. Si l'élément est à l'état libre, c'est le cas le plus simple - une substance simple est formée, ce qui signifie que le degré oxydation son égal à zéro. Par exemple, hydrogène, oxygène, azote, fluor, etc.

Dans les substances complexes, tout est différent : les électrons sont inégalement répartis entre les atomes, et c'est le degré oxydation aide à déterminer le nombre d'électrons donnés ou reçus. Diplôme oxydation peut être positif ou négatif. Avec un plus, les électrons sont donnés, avec un moins, ils sont reçus. Quelques éléments de leur diplôme oxydation sont stockés dans divers composés, mais beaucoup ne diffèrent pas par cette caractéristique. Il est nécessaire de se rappeler une règle importante - la somme des degrés oxydation est toujours nul. L'exemple le plus simple, gaz CO : sachant que le degré oxydation l'oxygène dans la grande majorité des cas est de -2 et en utilisant la règle ci-dessus, vous pouvez calculer le degré oxydation pour C. En somme avec -2, zéro ne donne que +2, c'est-à-dire le degré oxydation carbone +2. Compliquons le problème et prenons le gaz CO2 pour les calculs : le degré oxydation l'oxygène reste toujours -2, mais dans ce cas il y en a deux molécules. Par conséquent, (-2) * 2 = (-4). Un nombre qui totalise -4 à zéro, +4, c'est-à-dire que dans ce gaz, il a un degré oxydation+4. Un exemple plus compliqué : H2SO4 - l'hydrogène a un degré oxydation+1, l'oxygène a -2. Dans le composé donné, il y a 2 hydrogènes et 4 oxygènes, c'est-à-dire seront respectivement +2 et -8. Pour obtenir un total de zéro, vous devez ajouter 6 plus. Donc le degré oxydation soufre +6.

Lorsqu'il est difficile de déterminer dans un composé où se trouve le plus, où se trouve le moins, l'électronégativité est nécessaire (elle est facile à trouver dans un manuel général). Les métaux ont souvent un degré positif oxydation, tandis que les non-métaux sont négatifs. Mais par exemple, PI3 - les deux éléments sont des non-métaux. Le tableau indique que l'électronégativité de l'iode est de 2,6 et 2,2. En comparaison, il s'avère que 2,6 est supérieur à 2,2, c'est-à-dire que les électrons sont attirés vers l'iode (l'iode a un degré négatif oxydation). En suivant les exemples simples donnés, il est facile de déterminer le degré oxydation tout élément dans les connexions.

Remarque

Inutile de confondre métaux et non-métaux, l'état d'oxydation sera alors plus facile à trouver et à ne pas confondre.

Diplôme oxydation appelée la charge conditionnelle d'un atome dans une molécule. On suppose que toutes les liaisons sont ioniques. Autrement dit, oxydation caractérise la capacité d'un élément à former une liaison ionique.

Tu auras besoin de

• - tableau périodique.

Instruction

Dans un composé, la somme des puissances des atomes est égale à la charge de ce composé. Cela signifie que dans une substance simple, par exemple, Na ou H2, le degré oxydation l'élément est nul.

Diplôme oxydation l'oxygène dans les composés est généralement -2. Par exemple, l'eau H2O a deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. En effet, -2+1+1 = 0 - à gauche de l'expression est la somme des puissances oxydation tous les atomes du composé. Dans CaO, le calcium a un degré oxydation+2 et - -2. Les exceptions à cette règle sont les composés OF2 et H2O2.
degré Y oxydation est toujours -1.

Habituellement, le degré positif maximum oxydation correspond au numéro de son groupe dans le tableau périodique des éléments de Mendeleïev. Degré maximum oxydation est égal à l'élément moins huit. Un exemple est le chlore dans le septième groupe. 7-8 = -1 - degré oxydation. L'exception à cette règle est le fluor, l'oxygène et le fer - le degré le plus élevé oxydation sous leur numéro de groupe. Les éléments du sous-groupe du cuivre ont le degré le plus élevé oxydation plus de 1.

Sources:

• L'état d'oxydation des éléments en 2018

Diplôme oxydation élément est la charge conditionnelle des atomes d'un élément chimique dans un composé, calculée à partir de l'hypothèse que les composés ne sont constitués que d'ions. Ils peuvent avoir des valeurs positives, négatives, nulles. Les métaux ont des états d'oxydation positifs, tandis que les non-métaux peuvent avoir des états d'oxydation positifs et négatifs. Cela dépend de l'atome auquel l'atome non métallique est connecté.

Instruction

Remarque

L'état d'oxydation peut avoir des valeurs fractionnaires, par exemple, dans le minerai de fer magnétique, Fe2O3 est de +8/3.

Sources:

• "Manuel de chimie", G.P. Khomtchenko, 2005.

Le degré d'oxydation est une caractéristique des éléments que l'on retrouve souvent dans les manuels de chimie. Existe un grand nombre de tâches visant à déterminer ce degré, et nombre d'entre elles causent des difficultés aux écoliers et aux étudiants. Mais en suivant un certain algorithme, ces difficultés peuvent être évitées.

Tu auras besoin de

• - système périodiqueéléments chimiques (tableau D.I. Mendeleïev).

Instruction

Rappelez-vous une chose règle générale: tout élément d'une substance simple est égal à zéro (substances simples : Na, Mg, Al, - c'est-à-dire les substances constituées d'un élément). Pour déterminer une substance, écrivez-la d'abord simplement sans perdre les indices - les chiffres dans la partie inférieure droite à côté du symbole de l'élément. Un exemple serait sulfurique - H2SO4.

Ensuite, ouvrez la table D.I. Mendeleev et trouvez le degré de l'élément le plus à gauche dans votre substance - dans le cas cet exemple. Selon la règle existante, son état d'oxydation sera toujours positif et il est écrit avec un signe «+», car il occupe la position extrême gauche dans la formule d'une substance. Pour déterminer la valeur numérique de l'état d'oxydation, faites attention à l'emplacement de l'élément par rapport aux groupes. L'hydrogène est dans le premier groupe, par conséquent, son état d'oxydation est +1, mais comme il y a deux atomes d'hydrogène dans l'acide sulfurique (cela nous est indiqué par l'indice), écrivez +2 au-dessus de son symbole.

Après cela, déterminez l'état d'oxydation de l'élément le plus à droite de l'enregistrement - l'oxygène dans ce cas. Son conditionnel (ou état d'oxydation) sera toujours négatif, puisqu'il occupe la bonne position dans la notation de la substance. Cette règle est vraie dans tous les cas. La valeur numérique de l'élément de droite est trouvée en soustrayant de son numéro de groupe le nombre 8. Dans ce cas, l'état d'oxydation de l'oxygène est -2 (6-8=-2), en tenant compte de l'indice - -8.

Pour trouver la charge conditionnelle d'un atome du troisième élément, utilisez la règle - la somme des états d'oxydation de tous les éléments doit être égale à zéro. Par conséquent, la charge conditionnelle de l'atome d'oxygène dans la substance sera égale à +6 : (+2)+(+6)+(-8)=0. Après cela, écrivez +6 au-dessus du symbole du soufre.

Sources:

• que les états d'oxydation des éléments chimiques

Le phosphore est un élément chimique avec le 15ème numéro de série dans le tableau périodique. Il est situé dans son groupe V. Un non-métal classique découvert par l'alchimiste Brand en 1669. Il existe trois principales modifications du phosphore : le rouge (qui fait partie du mélange pour allumer les allumettes), le blanc et le noir. A très hautes pressions(environ 8,3 * 10 ^ 10 Pa), le phosphore noir passe dans un autre état allotropique ("phosphore métallique") et commence à conduire le courant. phosphore dans diverses substances?

Instruction

Rappelez-vous le degré. C'est la valeur correspondant à la charge de l'ion dans la molécule, à condition que les paires d'électrons qui réalisent la liaison soient décalées vers l'élément le plus électronégatif (situé à droite et en haut dans le tableau périodique).

Il faut aussi connaître la condition principale : la somme des charges électriques de tous les ions qui composent la molécule, compte tenu des coefficients, doit toujours être égale à zéro.

L'état d'oxydation ne coïncide pas toujours quantitativement avec la valence. meilleur exemple- le carbone, qui en organique a toujours égal à 4, et l'état d'oxydation peut être égal à -4, et 0, et +2, et +4.

Quel est l'état d'oxydation d'une molécule de phosphine PH3, par exemple ? Cela dit, il est très facile de répondre à cette question. Puisque l'hydrogène est le tout premier élément du tableau périodique, il ne peut, par définition, y être situé "plus à droite et plus haut" que. C'est donc le phosphore qui va attirer à lui les électrons d'hydrogène.

Chaque atome d'hydrogène, ayant perdu un électron, se transformera en un ion d'oxydation chargé positivement +1. Par conséquent, la charge positive totale est de +3. Par conséquent, compte tenu de la règle selon laquelle la charge totale de la molécule est nulle, l'état d'oxydation du phosphore dans la molécule de phosphine est de -3.

Eh bien, quel est l'état d'oxydation du phosphore dans l'oxyde P2O5 ? Prenez le tableau périodique. L'oxygène est situé dans le groupe VI, à droite du phosphore, et également plus haut, il est donc nettement plus électronégatif. Autrement dit, l'état d'oxydation de l'oxygène dans ce composé sera avec un signe moins et le phosphore avec un signe plus. Quels sont ces degrés pour que la molécule dans son ensemble soit neutre ? On peut facilement voir que le plus petit commun multiple des nombres 2 et 5 est 10. Par conséquent, l'état d'oxydation de l'oxygène est de -2 et celui du phosphore est de +5.

Pour caractériser l'état des éléments dans les composés, la notion de degré d'oxydation a été introduite. L'état d'oxydation est compris comme la charge conditionnelle d'un atome dans un composé, calculée en supposant que le composé est constitué d'ions. Le degré d'oxydation est indiqué par un chiffre arabe, qui est placé devant le symbole de l'élément, avec un signe "+" ou "-", correspondant au don ou à l'acquisition d'électrons. L'état d'oxydation n'est qu'une forme commode pour prendre en compte le transfert d'électrons, il ne doit pas être considéré comme la charge effective d'un atome dans la molécule (par exemple, dans la molécule LiF, les charges effectives de Li et F sont + 0,89 et -0,89, respectivement, tandis que les degrés d'oxydation +1 et -1), ou comme la valence de l'élément (par exemple, dans les composés CH 4, CH 3 OH, HCOOH, CO 2, la valence du carbone est 4 , et les états d'oxydation sont respectivement -4, -2, +2, +4).

Les valeurs numériques de la valence et de l'état d'oxydation peuvent coïncider dans valeur absolue uniquement dans la formation de composés à liaisons ioniques. Lors de la détermination du degré d'oxydation, les règles suivantes sont utilisées:

1. Les atomes d'éléments à l'état libre ou sous forme de molécules de substances simples ont un état d'oxydation égal à zéro, par exemple Fe, Cu, H 2, N 2, etc.

2. L'état d'oxydation d'un élément sous la forme d'un ion monoatomique dans un composé ayant une structure ionique est égal à la charge de cet ion, par exemple,

3. L'hydrogène dans la plupart des composés a un état d'oxydation de +1, à l'exception des hydrures métalliques (NaH, LiH), dans lesquels l'état d'oxydation de l'hydrogène est -1.

L'état d'oxydation le plus courant de l'oxygène dans les composés est -2, à l'exception des peroxydes (Na 2 O 2, H 2 O 2 - l'état d'oxydation de l'oxygène est -1) et F 2 O (l'état d'oxydation de l'oxygène est + 2).

Pour les éléments à état d'oxydation variable, sa valeur peut être calculée en connaissant la formule du composé et en tenant compte du fait que la somme des états d'oxydation de tous les atomes de la molécule est nulle. Dans un ion complexe, cette somme est égale à la charge de l'ion. Par exemple, l'état d'oxydation de l'atome de chlore dans la molécule HClO 4, calculé à partir de la charge totale de la molécule = 0, x est l'état d'oxydation de l'atome de chlore), est +7. L'état d'oxydation de l'atome de soufre dans l'ion SO est +6.

Les propriétés redox d'un élément dépendent de son degré d'oxydation. Les atomes d'un même élément ont plus bas , plus haut et états d'oxydation intermédiaires.

Connaissant l'état d'oxydation d'un élément dans un composé, il est possible de prédire si ce composé présente des propriétés oxydantes ou réductrices.

A titre d'exemple, considérons le soufre S et ses composés H 2 S, SO 2 et SO 3. La relation entre la structure électronique de l'atome de soufre et ses propriétés redox dans ces composés est clairement indiquée dans le tableau 7.1.

Comment déterminer le degré d'oxydation ? Le tableau périodique vous permet d'enregistrer une valeur quantitative donnée pour n'importe quel élément chimique.

Définition

Essayons d'abord de comprendre ce qu'est ce terme. L'état d'oxydation selon le tableau périodique est le nombre d'électrons qui sont acceptés ou cédés par un élément dans le processus d'interaction chimique. Cela peut prendre du négatif et valeur positive.

Lien vers le tableau

Comment l'état d'oxydation est-il déterminé ? Le tableau périodique se compose de huit groupes disposés verticalement. Chacun d'eux a deux sous-groupes : principal et secondaire. Afin de définir des indicateurs pour les éléments, certaines règles doivent être utilisées.

Instruction

Comment calculer les états d'oxydation des éléments ? Le tableau vous permet de faire face pleinement à un problème similaire. Les métaux alcalins, qui sont situés dans le premier groupe (sous-groupe principal), montrent l'état d'oxydation dans les composés, il correspond à +, est égal à leur valence la plus élevée. Les métaux du deuxième groupe (sous-groupe A) ont un état d'oxydation +2.

Le tableau permet de déterminer valeur donnée non seulement pour les éléments qui présentent des propriétés métalliques, mais aussi pour les non-métaux. Leur valeur maximale correspondra à la valence la plus élevée. Par exemple, pour le soufre ce sera +6, pour l'azote +5. Comment leur chiffre minimum (le plus bas) est-il calculé ? Le tableau répond également à cette question. Soustrayez le numéro du groupe de huit. Par exemple, pour l'oxygène, ce sera -2, pour l'azote -3.

Pour les substances simples qui ne sont pas entrées en interaction chimique avec d'autres substances, l'indicateur déterminé est considéré comme nul.

Essayons d'identifier les principales actions liées à l'arrangement en composés binaires. Comment y mettre le degré d'oxydation ? Le tableau périodique aide à résoudre le problème.

Par exemple, prenez l'oxyde de calcium CaO. Pour le calcium situé dans le sous-groupe principal du deuxième groupe, la valeur sera constante, égale à +2. Pour l'oxygène, qui a des propriétés non métalliques, cet indicateur sera une valeur négative, et il correspond à -2. Afin de vérifier l'exactitude de la définition, nous résumons les chiffres obtenus. En conséquence, nous obtenons zéro, par conséquent, les calculs sont corrects.

Déterminons des indicateurs similaires dans un autre composé binaire CuO. Le cuivre étant situé dans un sous-groupe secondaire (premier groupe), l'indicateur étudié peut donc montrer différentes significations. Par conséquent, pour le déterminer, vous devez d'abord identifier l'indicateur d'oxygène.

Pour un non-métal situé à la fin de la formule binaire, l'état d'oxydation est Sens négatif. Puisque cet élément est situé dans le sixième groupe, en soustrayant six de huit, nous obtenons que l'état d'oxydation de l'oxygène correspond à -2. Puisqu'il n'y a pas d'indices dans le composé, l'état d'oxydation du cuivre sera donc positif, égal à +2.

Sinon, comment la table de chimie est-elle utilisée ? Les états d'oxydation des éléments dans les formules composées de trois éléments sont également calculés selon un certain algorithme. Tout d'abord, ces indicateurs sont placés au premier et au dernier élément. Pour le premier, cet indicateur aura une valeur positive, correspondra à la valence. Pour l'élément extrême, qui est un non-métal, cet indicateur a une valeur négative, il est déterminé comme une différence (le numéro de groupe est soustrait de huit). Lors du calcul de l'état d'oxydation de l'élément central, une équation mathématique est utilisée. Les calculs tiennent compte des indices disponibles pour chaque élément. La somme de tous les états d'oxydation doit être nulle.

Exemple de dosage dans l'acide sulfurique

La formule de ce composé est H 2 SO 4 . L'hydrogène a un état d'oxydation de +1, l'oxygène a -2. Pour déterminer l'état d'oxydation du soufre, on compose une équation mathématique : + 1 * 2 + X + 4 * (-2) = 0. On obtient que l'état d'oxydation du soufre correspond à +6.

Conclusion

Lorsque vous utilisez les règles, vous pouvez organiser les coefficients dans les réactions redox. Cette question est examinée dans le cours de chimie de la neuvième année du programme scolaire. De plus, des informations sur les degrés d'oxydation vous permettent d'accomplir les tâches de l'OGE et de l'examen d'État unifié.