Conseils utiles

Etat d'oxydation des éléments

Exemple: KMnO4
Déterminer l'état d'oxydation du manganèse
1) L’oxygène présente un degré de (-2)
2) Le potassium présente un degré (+1)
3) La charge totale doit être 0. La charge "supplémentaire" à égaliser = (-2) * 8 + 1 = -7
Par conséquent, l’état d’oxydation du manganèse devrait être de +7.

Exemple avec des composés de type NO3
1) À partir du tableau de solubilité, nous découvrons que cet ion a une charge (-)
Nous déterminons le degré d'oxydation N
2) L'oxygène a une charge (-2). A ce propos on obtient (-2) * 3 = -6
3) L'ion NO3 doit avoir une charge (-), et 5 électrons ne suffisent pas pour cela.
Par conséquent, l'état d'oxydation est N = +5

----------------
Ce que vous devez savoir:
- distinguer les atomes des ions (les ions peuvent avoir des charges différentes, x peut être vu sur le tableau de solubilité). Les atomes sont toujours neutres.
Par exemple, dans les composés O2, H2, I2, H2O, la charge est TOUJOURS 0
- L'état d'oxydation des éléments inclus dans la substance est déterminé par la méthode ci-dessus et il est nécessaire de déterminer par les éléments dont l'état d'oxydation ne change pas (K, H, O)

Quelques exemples simples d'états d'oxydation

Exemple 1 Il est nécessaire de trouver l'état d'oxydation des éléments dans l'ammoniac (NH 3).

Solution Nous savons déjà (voir 2) que l'art. environ l'hydrogène est +1. Il reste à trouver cette caractéristique pour l'azote. Soit x l'état d'oxydation désiré. Nous composons l'équation la plus simple: x + 3 & # x2022 (+1) = 0. La solution est évidente: x = -3. Réponse: N -3 H 3 +1.

Exemple 2 Indique l'état d'oxydation de tous les atomes de la molécule H 2 SO 4.

Solution Les états d'oxydation de l'hydrogène et de l'oxygène sont déjà connus: H (+1) et O (-2). Nous composons une équation pour déterminer le degré d'oxydation du soufre: 2 & # x2022 (+1) + x + 4 & # x2022 (-2) = 0. En résolvant cette équation, nous trouvons: x = +6. Réponse: H +1 2 S +6 O -2 4.

Exemple 3 Calculez l'état d'oxydation de tous les éléments de la molécule Al (NO 3) 3.

Solution L'algorithme reste inchangé. La "molécule" de nitrate d'aluminium comprend un atome de Al (+3), 9 atomes d'oxygène (-2) et 3 atomes d'azote dont l'état d'oxydation doit être calculé. L'équation correspondante est la suivante: 1 & # x2022 (+3) + 3x + 9 & # x2022 (-2) = 0. Réponse: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

Exemple 4 Déterminez l'état d'oxydation de tous les atomes de l'ion (AsO 4) 3-.

Solution Dans ce cas, la somme des degrés d'oxydation ne sera plus égale à zéro, mais à la charge de l'ion, c'est-à-dire -3. Équation: x + 4 et # x2022 (-2) = -3. Réponse: As (+5), O (-2).

Que faire si l'état d'oxydation de deux éléments est inconnu

Est-il possible de déterminer l'état d'oxydation de plusieurs éléments à la fois en utilisant une équation similaire? Si nous considérons ce problème du point de vue des mathématiques, la réponse sera négative. Une équation linéaire à deux variables ne peut avoir une solution unique. Mais nous ne faisons pas que résoudre l'équation!

Exemple 5 Déterminer l’état d’oxydation de tous les éléments du (NH 4) 2 SO 4.

Solution Les états d'oxydation de l'hydrogène et de l'oxygène sont connus, le soufre et l'azote ne le sont pas. Un exemple classique d'un problème avec deux inconnues! Nous considérerons le sulfate d'ammonium non pas comme une "molécule" unique, mais comme une combinaison de deux ions: NH 4 + et SO 4 2-. Nous connaissons les charges ioniques, chacune d’elles ne contient qu’un seul atome dont le degré d’oxydation est inconnu. En utilisant l'expérience acquise dans la résolution de problèmes précédents, nous trouvons facilement les états d'oxydation de l'azote et du soufre. Réponse: (N -3H4 + 1) 2 S + 6 O 4 -2.

Conclusion: si une molécule contient plusieurs atomes dont le degré d’oxydation est inconnu, essayez de la "diviser" en plusieurs parties.

Comment organiser les états d'oxydation dans les composés organiques

Exemple 6 Indique l'état d'oxydation de tous les éléments dans CH 3 CH 2 OH.

Solution La recherche d'états d'oxydation dans les composés organiques a ses propres spécificités. En particulier, il est nécessaire de déterminer séparément les états d'oxydation pour chaque atome de carbone. Vous pouvez raisonner comme suit. Considérons, par exemple, un atome de carbone dans un groupe méthyle. Cet atome de C est relié à 3 atomes d'hydrogène et à un atome de carbone voisin. La liaison C - H décale la densité électronique en direction de l'atome de carbone (puisque l'électronégativité de C dépasse l'EO de l'hydrogène). Si ce déplacement était complet, l'atome de carbone prendrait une charge de -3.

L'atome de C dans le groupe -CH 2 OH est lié à deux atomes d'hydrogène (décalage de densité électronique vers C), un atome d'oxygène (décalage de densité électronique vers O) et un atome de carbone (nous pouvons supposer que les déplacements de densité électronique dans ce cas ne se passe pas). Le degré d'oxydation du carbone est -2 +1 +0 = -1.

Réponse: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.

Ne mélangez pas les concepts de «valence» et d '«état d'oxydation»!

L'état d'oxydation est souvent confondu avec la valence. Ne faites pas une telle erreur. Je vais énumérer les principales différences:

  • l'état d'oxydation a un signe (+ ou -), la valence n'est pas,
  • l'état d'oxydation peut être égal à zéro même dans une substance complexe, l'égalité de valence à zéro signifie, en règle générale, que l'atome d'un élément donné n'est pas connecté à d'autres atomes (nous ne discuterons d'aucune sorte de composés d'inclusion et autres «exotiques» ici),
  • le degré d'oxydation est un concept formel qui n'a de sens réel que dans les composés à liaisons ioniques; le concept de "valence", au contraire, s'applique le plus commodément aux composés covalents.

L'état d'oxydation (plus précisément son module) est souvent numériquement égal à la valence, mais encore plus souvent ces valeurs ne coïncident pas. Par exemple, l'état d'oxydation du carbone dans le CO 2 est de +4 et C est également IV. Mais dans le méthanol (CH 3 OH), la valence du carbone reste la même et l’état d’oxydation de C est -1.

Degrés d'oxydation - Examen de chimie de l'État unifié 2018

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Publié par Administrator Uchisyuchisi.rf dans Examen d'État unifié-2018

En chimie, la description de divers processus redox n'est pas complète sans états d'oxydation - des valeurs conditionnelles spéciales permettant de déterminer la charge atomique d'un élément chimique.

Si nous imaginons l'état d'oxydation (ne le confondez pas avec la valence, car dans de nombreux cas, ils ne coïncident pas) comme une entrée dans un cahier, nous ne verrons que des nombres avec des signes de zéro (0 - dans une substance simple), plus (+) ou moins (-) sur la substance qui nous intéresse. Quoi qu’il en soit, ils jouent un rôle important en chimie et la capacité de déterminer le CO (état d’oxydation) est une base nécessaire à l’étude de ce sujet, sans laquelle toute action ultérieure n’a pas de sens.

Nous utilisons CO pour décrire les propriétés chimiques d’une substance (ou d’un élément individuel), l’orthographe correcte de son nom international (compréhensible pour tous les pays et toutes les nations, quelle que soit la langue utilisée) et la formule, ainsi que pour la classification par signes.

Le degré peut être de trois types: le plus élevé (pour le déterminer, vous devez savoir dans quel groupe se trouve l’élément), l’intermédiaire et le plus bas (il est nécessaire de soustraire du nombre 8 le numéro du groupe dans lequel se trouve l’élément, bien entendu, le nombre 8 est pris car tout dans le système périodique D. Mendeleev 8 groupes). Des détails sur la détermination du degré d'oxydation et de son placement approprié seront discutés ci-dessous.

Tout d'abord, le CO peut être variable ou constante

Déterminer le degré constant d’oxydation n’est pas difficile, il est donc préférable de commencer la leçon avec ceci: pour cela, vous devez seulement avoir la capacité d’utiliser le PS (système périodique). Donc, il y a un certain nombre de règles spécifiques:

  1. Zéro degré. Il a été mentionné ci-dessus - il contient des substances extrêmement simples: S, O2, Al, K, etc.
  2. Si les molécules sont neutres (en d’autres termes, elles n’ont pas de charge électrique), la somme de leurs états d’oxydation est égale à zéro. Cependant, dans le cas des ions, la somme doit être égale à la charge de l'ion lui-même.
  3. Dans I, II, III, les groupes du tableau périodique sont principalement constitués de métaux. Les éléments de ces groupes ont une charge positive, dont le nombre correspond au numéro du groupe (+1, +2 ou +3). La grande exception est peut-être le fer (Fe) - son CO est égal à +2 et +3.
  4. Le CO2 de l'hydrogène (H) est le plus souvent +1 (lors de l'interaction avec des non-métaux: HCl, H2S), mais dans certains cas, nous définissons -1 (lorsque des hydrures sont formés dans des composés avec des métaux: KH, MgH2).
  5. CO oxygène (O) +2. Les composés contenant cet élément forment des oxydes (MgO, Na2O, H20 - eau). Cependant, il existe des cas où l'oxygène a un état d'oxydation égal à -1 (pendant la formation de peroxydes) ou même agit en tant qu'agent réducteur (en combinaison avec le fluor F, car les propriétés oxydantes de l'oxygène sont plus faibles).

Sur la base de cette information, les états d'oxydation dans une variété de substances complexes sont arrangés, les réactions d'oxydoréduction, etc. sont décrites, mais nous en verrons plus tard.

CO variable

Certains éléments chimiques diffèrent par le fait qu’ils ont plus d’un état d’oxydation et le modifient en fonction de la formule dans laquelle ils se trouvent.

Selon les règles, la somme de tous les degrés doit également être égale à zéro, mais certains calculs doivent être effectués pour le trouver.

Sous forme écrite, cela ressemble à une simple équation algébrique, mais avec le temps, nous «mettons la main dessus» et il n'est pas difficile de composer et de compléter rapidement tout l'algorithme des actions mentalement.

Comprendre les mots ne sera pas si facile, et il vaut mieux aller directement à la pratique:

HNO3 - dans cette formule, déterminez le degré d'oxydation de l'azote (N). En chimie, nous lisons les noms des éléments et abordons également le classement des états d'oxydation à partir de la fin. Ainsi, il est connu que le CO de l'oxygène est -2.

Il faut multiplier l'état d'oxydation par le coefficient de droite (le cas échéant): -2 * 3 = -6. Ensuite, allez à hydrogène (H): son CO dans l'équation sera +1. Cela signifie que dans la somme de CO ils donnent zéro, vous devez ajouter 6.

Des exercices supplémentaires peuvent être trouvés à la fin, mais nous devons d’abord déterminer quels éléments ont un état d’oxydation variable.

En principe, tous les éléments, à l'exception des trois premiers groupes, changent de degré. Les exemples les plus frappants sont les halogènes (éléments du groupe VII, sans compter le fluor F), le groupe IV et les gaz rares.

Ci-dessous, vous verrez une liste de certains métaux et non-métaux avec un degré variable:

Ce ne sont que quelques éléments. Apprendre à définir CO requiert à la fois un apprentissage et une pratique, mais cela ne veut pas dire que vous devez mémoriser par cœur toutes les constantes et variables de CO: rappelez-vous que celles-ci sont beaucoup plus courantes.

Souvent, le coefficient et la substance sont également importants - par exemple, le soufre (S) prend un degré négatif en sulfures, l’oxygène (O) en oxydes et le chlore (Cl) en chlorures.

Par conséquent, dans ces sels, un autre élément prend un degré positif (et s'appelle un agent réducteur dans cette situation).

La solution des problèmes pour déterminer le degré d'oxydation

Nous arrivons maintenant à la chose la plus importante: la pratique. Essayez vous-même les tâches suivantes, puis examinez le désassemblage de la solution et vérifiez les réponses:

  1. K2Cr2O7 - trouver le degré de chrome.
    СО pour l'oxygène est -2, pour le potassium +1, et pour le chrome, nous désignons pour l'instant une variable inconnue x. La valeur totale est 0. Nous allons donc composer l'équation: + 1 * 2 + 2 * x-2 * 7 = 0. Après la solution, nous obtenons la réponse 6. Faisons le contrôle - tout coïncidait, ce qui signifie que la tâche est résolue.
  2. H2SO4 - trouver le degré de soufre.
    En utilisant le même concept, nous composons l’équation: + 2 * 1 + x-2 * 4 = 0. Suivant: 2 + x-8 = 0.x = 8-2, x = 6.

Brève conclusion

Pour apprendre à déterminer vous-même le degré d'oxydation, vous devez non seulement être capable de faire des équations, mais également bien étudier l'étude des propriétés d'éléments de différents groupes, rappelez-vous les leçons de l'algèbre, la création et la résolution d'équations à une variable inconnue.
N'oubliez pas que les règles ont leurs propres exceptions et que nous ne devons pas les oublier: nous parlons d'éléments avec la variable CO. En outre, pour résoudre de nombreux problèmes et équations, vous devez pouvoir disposer les coefficients (et savoir dans quel but cela est fait).

La valence des éléments chimiques. L'état d'oxydation des éléments chimiques - HIMI4KA


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Valency est un concept complexe. Ce terme a subi une transformation importante en même temps que l’élaboration de la théorie des liaisons chimiques. Initialement, la valence était la capacité d'un atome à attacher ou à remplacer un certain nombre d'autres atomes ou groupes atomiques pour former une liaison chimique.

Le nombre d'atomes d'hydrogène ou d'oxygène (ces éléments étaient considérés comme monovalents et divalents, respectivement) auxquels l'élément se liait pour former un hydrure de formule EHx ou un oxyde de formule EnOm était considéré comme une mesure quantitative de la valence d'un atome d'un élément.

Ainsi, la valence de l'atome d'azote dans la molécule d'ammoniac NH3 est trois et l'atome de soufre dans la molécule H2S est deux, car la valence de l'atome d'hydrogène est un.

Dans les composés Na2O, BaO, Al2O3, SiO2, les valences de sodium, de baryum et de silicium sont respectivement 1, 2, 3 et 4.

Le concept de valence a été introduit dans la chimie avant que la structure de l'atome ne soit connue, notamment en 1853 par le chimiste anglais Frankland. Il a maintenant été établi que la valence d'un élément est étroitement liée au nombre d'électrons externes des atomes, car les électrons des couches internes des atomes ne participent pas à la formation de liaisons chimiques.

Dans la théorie électronique des liaisons covalentes, on pense que atome valence est déterminé par le nombre d'électrons non appariés dans l'état fondamental ou excité participant à la formation de paires d'électrons communs avec les électrons d'autres atomes.

Pour certains éléments, la valence est constante. Ainsi, le sodium ou le potassium dans tous les composés est monovalent, le calcium, le magnésium et le zinc sont divalents, l’aluminium est trivalent, etc.

Mais la plupart des éléments chimiques présentent une valence variable, qui dépend de la nature de l'élément - le partenaire et les conditions du processus.

Ainsi, le fer peut former deux composés avec le chlore - FeCl2 et FeCl3, dans lesquels la valence du fer est de 2 et 3, respectivement.

État d'oxydation - concept qui caractérise l’état d’un élément dans un composé chimique et son comportement dans les réactions rédox, le degré d’oxydation est égal à la charge formelle, ce qui peut être attribué à l’élément, en partant du principe que tous les électrons de chacune de ses liaisons sont passés à un atome plus électronégatif.

Électronégativité - une mesure de la capacité d'un atome à acquérir une charge négative lors de la formation d'une liaison chimique ou de la capacité d'un atome d'une molécule à attirer les électrons de valence impliqués dans la formation d'une liaison chimique. L'électronégativité n'est pas une valeur absolue et est calculée par différentes méthodes. Par conséquent, les valeurs d'électronégativité données dans différents manuels et ouvrages de référence peuvent différer.

Le tableau 2 montre l'électronégativité de certains éléments chimiques à l'échelle de Sanderson et dans le tableau 3, l'électronégativité d'éléments à l'échelle de Pauling.

La valeur de l'électronégativité est indiquée sous le symbole de l'élément correspondant. Plus la valeur numérique de l'électronégativité d'un atome est grande, plus un élément est électronégatif. Le plus électronégatif est un atome de fluor, le moins électronégatif est un atome de rubidium.

Dans une molécule formée d'atomes de deux éléments chimiques différents, l'atome aura une charge formelle négative, dont la valeur numérique d'électronégativité sera plus élevée. Ainsi, dans la molécule de dioxyde de soufre SO2, l'électronégativité de l'atome de soufre est de 2,5 et l'électronégativité de l'atome d'oxygène est supérieure à 3,5.

Par conséquent, une charge négative sera sur l'atome d'oxygène et une charge positive sera sur l'atome de soufre.

Dans la molécule d'ammoniac NH3, l'électronégativité de l'atome d'azote est égale à 3,0 et celle de l'hydrogène, à 2,1. Par conséquent, une charge négative sera sur l'atome d'azote et une charge positive sur l'atome d'hydrogène.

Vous devez clairement connaître les tendances générales en matière d'électronégativité.

Puisque l'atome de tout élément chimique tend à acquérir une configuration stable de la couche d'électrons externe - la couche d'octets à gaz inerte, l'électronégativité des éléments dans la période augmente et dans le groupe, l'électronégativité diminue généralement avec l'augmentation du numéro atomique de l'élément. Par conséquent, par exemple, le soufre est plus électronégatif que le phosphore et le silicium, et le carbone est plus électronégatif que le silicium.

Lors de la compilation de formules pour des composés composés de deux non-métaux, les plus électronégatifs d'entre eux sont toujours placés à droite: PCl3, NO2. Il existe des exceptions historiques à cette règle, telles que NH3, PH3, etc.

L'état d'oxydation est généralement indiqué par un chiffre arabe (avec un signe devant le numéro) situé au-dessus du symbole de l'élément, par exemple:

Pour déterminer le degré d'oxydation des atomes dans les composés chimiques, suivez les règles suivantes:

  1. L'état d'oxydation des éléments dans les substances simples est zéro.
  2. La somme algébrique des états d'oxydation des atomes dans une molécule est zéro.
  3. L'oxygène dans les composés présente principalement un état d'oxydation de –2 (dans le fluorure d'oxygène OF2 + 2, dans les peroxydes de métaux tels que M2O2 –1).
  4. L'hydrogène présent dans les composés présente un état d'oxydation de + 1, à l'exception des hydrures de métaux actifs, par exemple alcalins ou alcalino-terreux, dans lesquels l'état d'oxydation de l'hydrogène est égal à -1.
  5. У одноатомных ионов степень окисления равна заряду иона, например: K+ — +1, Ba2+ — +2, Br– — –1, S2– — –2 и т. д.
  6. В соединениях с ковалентной полярной связью степень окисления более электроотрицательного атома имеет знак минус, а менее электроотрицательного — знак плюс.
  7. В органических соединениях степень окисления водорода равна +1.

Проиллюстрируем вышеприведённые правила несколькими примерами.

Пример 1. Определить степень окисления элементов в оксидах калия K2O, селена SeO3 и железа Fe3O4.

Оксид калия K2O. Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле равна нулю. Степень окисления кислорода в оксидах равна –2. Обозначим степень окисления калия в его оксиде за n, тогда 2n + (–2) = 0 или 2n = 2, отсюда n = +1, т. е. степень окисления калия равна +1.

Оксид селена SeO3. Молекула SeO3 электронейтральна. Суммарный отрицательный заряд трёх атомов кислорода составляет –2 × 3 = –6. Следовательно, чтобы уравнять этот отрицательный заряд до ноля, степень окисления селена должна быть равна +6.

La molécule de Fe3O4 est électriquement neutre. La charge négative totale de quatre atomes d'oxygène est –2 × 4 = –8. Pour égaliser cette charge négative, la charge positive totale sur trois atomes de fer doit être égale à +8. Par conséquent, sur un atome de fer, il devrait y avoir une charge 8/3 = +8/3.

Il convient de souligner que l'état d'oxydation d'un élément dans un composé peut être un nombre fractionnaire. De tels états d'oxydation fractionnaires n'ont pas de sens pour expliquer les liaisons d'un composé chimique, mais peuvent être utilisés pour formuler les équations des réactions d'oxydoréduction.

Exemple 2 Déterminer l'état d'oxydation des éléments dans les composés NaClO3, K2Cr2O7.

La molécule de NaClO3 est électriquement neutre. L'état d'oxydation du sodium est +1, l'état d'oxydation de l'oxygène est -2. On note le degré d'oxydation du chlore par n, puis +1 + n + 3 × (–2) = 0, ou +1 + n - 6 = 0 ou n - 5 = 0, donc n = +5. Ainsi, l'état d'oxydation du chlore est de +5.

La molécule K2Cr2O7 est électriquement neutre. L'état d'oxydation du potassium est +1, l'état de l'oxydation de l'oxygène est -2. On note n le niveau d'oxydation du chrome, puis 2 × 1 + 2n + 7 × (–2) = 0, ou +2 + 2n - 14 = 0 ou 2n - 12 = 0, 2n = 12, d'où n = +6. Ainsi, l'état d'oxydation du chrome est de +6.

Exemple 3 Déterminons le degré d'oxydation du soufre dans l'ion sulfate SO42–. La SO42– ion a une charge de –2. L'état d'oxydation de l'oxygène est -2. Indique le degré d'oxydation du soufre par n, puis n + 4 × (–2) = –2, ou n - 8 = –2, ou n = -2 - (–8), d'où n = 6. Ainsi, le degré d'oxydation du soufre est de +6.

Il convient de rappeler que le degré d'oxydation n'est parfois pas égal à la valence d'un élément donné.

Par exemple, les états d'oxydation de l'atome d'azote dans la molécule d'ammoniac NH3 ou dans la molécule d'hydrazine N2H4 sont respectivement –3 et –2, alors que la valence de l'azote dans ces composés est de trois.

En règle générale, l'état d'oxydation positive maximal pour les éléments des sous-groupes principaux est égal au numéro du groupe (exceptions: oxygène, fluor et certains autres éléments).

L'état d'oxydation négatif maximal est 8 - le numéro du groupe.

Exercices d'entraînement

1. Dans quel composé l'état d'oxydation du phosphore est-il égal à +5?

1) HPO3
2) H3PO3
3) Li3P
4) AlP

2. Dans quel composé l'état d'oxydation du phosphore est-il égal à –3?

1) HPO3
2) H3PO3
3) Li3PO4
4) AlP

3. Dans quel composé l'état d'oxydation de l'azote est-il +4?

1) HNO2
2) N2O4
3) N2O
4) HNO3

4. Dans quel composé l'état d'oxydation de l'azote est-il égal à -2?

1) NH3
2) N2H4
3) N2O5
4) HNO2

5. Dans quel composé l'état d'oxydation du soufre est-il +2?

1) Na2SO3
2) SO2
3) SCl2
4) H2SO4

6. Dans quel composé l'état d'oxydation du soufre est-il +6?

1) Na2SO3
2) SO3
3) SCl2
4) H2SO3

7. Dans les substances dont la formule est CrBr2, K2Cr2O7, Na2CrO4, le degré d’oxydation du chrome est respectivement égal à

1) +2, +3, +6 2) +3, +6, +6 3) +2, +6, +5

8. Le degré minimum d’oxydation négative d’un élément chimique est généralement égal à

1) le numéro de la période 2) le numéro de série de l'élément chimique 3) le nombre d'électrons manquants jusqu'à l'achèvement de la couche électronique externe

4) le nombre total d'électrons dans l'élément

9. L’état maximal d’oxydation positive des éléments chimiques situés dans les sous-groupes principaux est généralement égal à

1) numéro de période 2) numéro de série de l'élément chimique 3) numéro de groupe

4) le nombre total d'électrons dans l'élément

10. Le phosphore présente l'état d'oxydation positif maximal dans le composé.

1) HPO3
2) H3PO3
3) Na3P
4) Ca3P2

11. Le phosphore présente une oxydation minimale dans le composé.

1) HPO3
2) H3PO3
3) Na3PO4
4) Ca3P2

12. Les atomes d'azote dans le nitrite d'ammonium, qui font partie du cation et de l'anion, présentent des états d'oxydation, respectivement

1) –3, +3 2) –3, +5 3) +3, –3

13. La valence et l'état d'oxydation de l'oxygène dans le peroxyde d'hydrogène sont respectivement égaux

1) II, –2 2) II, –1 3) I, +4

14. La valence et l'état d'oxydation du soufre dans la pyrite FeS2 sont respectivement égaux

1) IV, +5 2) II, –1 3) II, +6

15. La valence et l'état d'oxydation de l'atome d'azote dans le bromure d'ammonium sont respectivement égaux

1) IV, –3 2) III, +3 3) IV, –2

16. L’atome de carbone présente un état d’oxydation négatif en conjonction avec

1) oxygène 2) sodium 3) fluor

17. Il présente un état d'oxydation constant dans ses composés.

1) strontium 2) fer 3) soufre

18. L'état d'oxydation de +3 dans leurs composés peut être

1) chlore et fluor 2) phosphore et chlore 3) carbone et soufre

4) oxygène et hydrogène

19. L'état d'oxydation +4 dans leurs composés peut être

1) carbone et hydrogène 2) carbone et phosphore 3) carbone et calcium

20. L'état d'oxydation égal au nombre de groupes dans ses composés montre

1) chlore 2) fer 3) oxygène

Comment déterminer le degré d'oxydation

La détermination du degré d'oxydation peut être à la fois une simple formalité et un casse-tête complexe. Tout d'abord, cela dépendra de la formule du composé chimique, ainsi que de la disponibilité des connaissances élémentaires en chimie et en mathématiques.

Connaissant les règles de base et l'algorithme des actions logiques séquentielles, dont nous traiterons dans cet article, lors de la résolution de problèmes de ce type, tout le monde peut facilement faire face à cette tâche.

Et après avoir suivi une formation et appris à déterminer l’état d’oxydation de divers composés chimiques, vous pouvez assumer en toute sécurité l’égalisation des réactions redox complexes par la méthode de la balance électronique.

Le concept d'état d'oxydation

Pour apprendre à déterminer le degré d'oxydation, vous devez d'abord comprendre ce que ce concept signifie?

  • Le degré d'oxydation est utilisé lors de l'enregistrement de réactions d'oxydoréduction lors du transfert d'électrons d'atome à atome.
  • L'état d'oxydation fixe le nombre d'électrons transférés, en indiquant la charge conditionnelle de l'atome.
  • L'état d'oxydation et la valence sont souvent identiques.

Cette désignation est écrite au-dessus de l'élément chimique, dans son coin droit, et est un entier avec le signe "+" ou "-". La valeur zéro du degré d'oxydation ne porte pas de signe.

Règles pour déterminer le degré d'oxydation

Considérez les principaux canons pour déterminer le degré d’oxydation:

  • Les substances élémentaires simples, c'est-à-dire celles qui consistent en un type d'atome, auront toujours un état d'oxydation nul. Par exemple, Na0, H02, P04
  • Il y a un certain nombre d'atomes qui ont toujours un état d'oxydation constant. Les valeurs données dans le tableau sont mieux mémorisées.
ItemEtat d'oxydation caractéristiqueLes exceptions
H+1Hydrures métalliques: LіH-1
O-2O + 2F2, peroxydes (H2O2-1), superoxydes (KO2-1), ozonides (KO3-1)
F-1
Al+3
Soyez, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra+2
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr+1
  • Comme vous pouvez le constater, une exception ne se produit que dans l'hydrogène en combinaison avec des métaux, où il acquiert un état d'oxydation égal à -1, ce qui n'est pas caractéristique.
  • L'oxygène prend également l'état d'oxydation «+2» dans le composé chimique avec le fluor et «-1» dans la composition de peroxydes, superperoxydes ou ozonides, où les atomes d'oxygène sont connectés les uns aux autres.
  • Les ions métalliques ont plusieurs états d'oxydation (et seulement des positifs), ils sont donc déterminés par les éléments voisins du composé. Par exemple, dans FeCl3, le chlore a un état d’oxydation «-1», il a 3 atomes, donc on multiplie -1 par 3, on obtient «-3». Afin d'obtenir “0” dans l'état d'oxydation total du composé, le fer doit avoir un état d'oxydation de “+3”. En conséquence, dans la formule FeCl2, le fer changera de degré en "+2".
  • En sommant mathématiquement les états d'oxydation de tous les atomes de la formule (en tenant compte des signes), une valeur nulle doit toujours être obtenue. Par exemple, dans l'acide chlorhydrique H + 1Cl-1 (+1 et -1 = 0) et dans l'acide sulfurique H2 + 1S + 4O3-2 (+1 * 2 = +2 pour l'hydrogène, + 4 pour le soufre et -2 * 3 = - 6 pour l'oxygène, dans la somme +6 et -6, donne 0).
  • L'état d'oxydation d'un ion monoatomique sera égal à sa charge. Par exemple: Na +, Ca + 2.
  • En règle générale, l'état d'oxydation le plus élevé est en corrélation avec le numéro de groupe dans le système périodique de D.I. Mendeleev.

Algorithme pour déterminer le degré d'oxydation

L'ordre de déterminer le degré d'oxydation n'est pas compliqué, mais il nécessite de l'attention et certaines actions.

Tâche: régler l’état d’oxydation dans le composé KMnO4

  • Le premier élément - le potassium, a un état d'oxydation constant de "+1". Pour la vérification, vous pouvez regarder le système périodique, où le potassium est dans 1 groupe d'éléments.
  • Parmi les deux éléments restants, l'oxygène prend généralement l'état d'oxydation «-2».
  • Nous obtenons la formule suivante: K + 1MnxO4-2. Il reste à déterminer l'état d'oxydation du manganèse, x est donc l'état d'oxydation inconnu du manganèse. Il est maintenant important de faire attention au nombre d’atomes dans le composé: 1, manganèse 1, oxygène 4. Étant donné l’électroneutralité de la molécule, lorsque la charge totale est égale à zéro,

1 * (+ 1) + 1 * (x) + 4 (-2) = 0, + 1 + 1x + (- 8) = 0, -7 + 1x = 0, (on change de signe lors du transfert)

Ainsi, l’état d’oxydation du manganèse dans le composé est «+7».

Tâche: définir l’état d’oxydation dans le composé Fe2O3.

  • Comme vous le savez, l'oxygène a un état d'oxydation de "-2" et agit comme un agent oxydant. En tenant compte du nombre d'atomes (3), l'oxygène total donne la valeur «-6» (-2 * 3 = -6), c'est-à-dire multiplier l'état d'oxydation par le nombre d'atomes.
  • Afin d'équilibrer la formule et d'abaisser à zéro, 2 atomes de fer auront un état d'oxydation de «+3» (2 * + 3 = + 6).
  • Au total, nous obtenons zéro (-6 et +6 = 0).

Tâche: régler l’état d’oxydation dans le composé Al (NO3) 3.

  • L'atome d'aluminium est un et a un état d'oxydation constant de "+3".
  • Les atomes d'oxygène dans la molécule sont 9 (3 * 3), le degré d'oxydation de l'oxygène, comme on le sait, est «-2», ce qui signifie que, en multipliant ces valeurs, nous obtenons «-18».
  • Il reste à niveler les valeurs négatives et positives, déterminant ainsi le degré d'oxydation de l'azote. -18 et +3, + 15 ne suffisent pas et, étant donné qu'il y a 3 atomes d'azote, il est facile de déterminer son état d'oxydation: 15 est divisé par 3 et nous obtenons 5.
  • Le degré d'oxydation de l'azote est «+5» et la formule sera la suivante: Al + 3 (N + 5O-23) 3
  • S'il est difficile de déterminer la valeur souhaitée de cette manière, vous pouvez composer et résoudre les équations suivantes:

1 * (+ 3) + 3x + 9 * (- 2) = 0. + 3 + 3x-18 = 03x = 15

Ainsi, le degré d'oxydation est un concept assez important en chimie, symbolisant l'état des atomes dans une molécule.

Sans connaissance de certaines dispositions ou des bases permettant de déterminer correctement le degré d’oxydation, il est impossible de s’acquitter de cette tâche.

Par conséquent, il n’ya qu’une conclusion: se familiariser avec le sujet et étudier les règles permettant de déterminer le degré d’oxydation, présenté de manière claire et concise dans l’article, et avancer résolument dans la voie difficile de la sagesse chimique.

L'état d'oxydation des éléments. Comment trouver l'état d'oxydation?

Arranger correctement état d'oxydation, vous devez garder à l’esprit quatre règles.

1) Dans une substance simple, l'état d'oxydation de tout élément est 0. Exemples: Na0, H02, P04.

2) Vous devez vous rappeler les éléments caractéristiques états d'oxydation constants. Tous sont répertoriés dans le tableau.

ItemEtat d'oxydation caractéristiqueLes exceptions
H+1Hydrures métalliques: LIH-1
F-1F2
O-2F2O + 2, peroxydes, superoxydes, ozonides
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr+1
Soyez, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra+2
Al+3

3) En règle générale, le degré d'oxydation le plus élevé d'un élément correspond au numéro du groupe dans lequel se trouve cet élément (par exemple, le phosphore appartient au groupe V, la plus grande valeur de phosphore est +5). Exceptions importantes: F, O.

4) La recherche d'états d'oxydation des éléments restants est basée sur une règle simple:

Dans une molécule neutre, la somme des états d'oxydation de tous les éléments est égale à zéro et dans un ion, la charge de l'ion.

Exemple 1. Il est nécessaire de trouver le degré d'oxydation des éléments dans l'ammoniac (NH3).

Solution Nous savons déjà (voir 2) que l'art. environ l'hydrogène est +1. Il reste à trouver cette caractéristique pour l'azote. Soit x l'état d'oxydation désiré. Nous composons l'équation la plus simple: x + 3 • (+1) = 0. La solution est évidente: x = -3. Réponse: N-3H3 + 1.

Exemple 2. Indiquez l'état d'oxydation de tous les atomes de la molécule H2SO4.

Solution Les états d'oxydation de l'hydrogène et de l'oxygène sont déjà connus: H (+1) et O (-2). Nous composons une équation pour déterminer le degré d'oxydation du soufre: 2 • (+1) + x + 4 • (-2) = 0. En résolvant cette équation, nous trouvons: x = +6. Réponse: H + 12S + 6O-24.

Exemple 3. Calculez l'état d'oxydation de tous les éléments de la molécule Al (NO3) 3.

Solution L'algorithme reste inchangé. La «molécule» de nitrate d'aluminium comprend un atome d'Al (+3), 9 atomes d'oxygène (-2) et 3 atomes d'azote, dont l'état d'oxydation doit être calculé. L'équation correspondante est la suivante: 1 • (+3) + 3x + 9 • (-2) = 0. Réponse: Al + 3 (N + 5O-23) 3.

Exemple 4. Déterminez l'état d'oxydation de tous les atomes de l'ion (AsO4) 3-.

Solution Dans ce cas, la somme des degrés d'oxydation ne sera plus égale à zéro, mais à la charge de l'ion, c'est-à-dire -3. Équation: x + 4 • (-2) = -3. Réponse: As (+5), O (-2).

Ne mélangez pas les concepts de «valence» et d '«état d'oxydation»!

L'état d'oxydation est souvent confondu avec la valence. Ne faites pas une telle erreur. Je vais énumérer les principales différences:

  • l'état d'oxydation a un signe (+ ou -), la valence n'est pas,
  • le degré d'oxydation peut être nul même dans une substance complexe, l'égalité de valence à zéro signifie, en règle générale, que l'atome d'un élément donné n'est pas connecté à d'autres atomes (nous ne discuterons d'aucune sorte de composés d'inclusion et autres «exotiques» ici,
  • l'état d'oxydation est un concept formel qui n'a de sens réel que dans les composés à liaisons ioniques; le concept de «valence», au contraire, s'applique le plus commodément aux composés covalents.

L'état d'oxydation (plus précisément son module) est souvent numériquement égal à la valence, mais encore plus souvent ces valeurs ne coïncident pas. Par exemple, le degré d'oxydation du carbone dans le CO2 est de +4 et la valence C est également égale à IV. Mais dans le méthanol (CH3OH), la valence du carbone reste la même et l’état d’oxydation de C est -1.

La définition

Toute réaction chimique est due à l’interaction d’atomes de diverses substances. Le processus de réaction et son résultat dépendent des caractéristiques des plus petites particules.

Le terme oxydation (oxydation) en chimie désigne une réaction au cours de laquelle un groupe d’atomes ou l’un d’eux perdent des électrons ou gagne du gain. En cas d’acquisition, la réaction est appelée "réduction".

L'état d'oxydation est une quantité mesurée quantitativement et caractérisant les électrons redistribués au cours de la réaction. I.e.

au cours de l'oxydation, les électrons d'un atome diminuent ou augmentent, ce qui redistribue

C'est quoi

En chimie, la description de divers processus redox n'est pas complète sans états d'oxydationvaleurs conditionnelles spéciales avec lesquelles vous pouvez déterminer la charge atomique d'un élément chimique.

Si nous imaginons l'état d'oxydation (ne le confondez pas avec la valence, car dans de nombreux cas, ils ne coïncident pas) comme une entrée dans un cahier, nous ne verrons que des nombres avec des signes de zéro (0 - dans une substance simple), plus (+) ou moins (-) sur la substance qui nous intéresse. Quoi qu’il en soit, ils jouent un rôle important en chimie et la capacité de déterminer le CO (état d’oxydation) est une base nécessaire à l’étude de ce sujet, sans laquelle toute action ultérieure n’a pas de sens.

Nous utilisons CO pour décrire les propriétés chimiques d’une substance (ou d’un élément individuel), l’orthographe correcte de son nom international (compréhensible pour tous les pays et toutes les nations, quelle que soit la langue utilisée) et la formule, ainsi que pour la classification par signes.

Le degré peut être de trois types: le plus élevé (pour le déterminer, vous devez savoir dans quel groupe se trouve l'élément), l'intermédiaire et le plus bas (il est nécessaire de soustraire du nombre 8 le numéro du groupe dans lequel se trouve l'élément. D. Mendeleev 8 groupes). Des détails sur la détermination du degré d'oxydation et de son placement approprié seront discutés ci-dessous.