Elektronegativita, stejn? jako ostatn? vlastnosti atom? chemick?ch prvk?, se periodicky m?n? s rostouc?m atomov?m ??slem prvku:

V??e uveden? graf ukazuje periodicitu zm?n elektronegativity prvk? hlavn?ch podskupin v z?vislosti na atomov?m ??sle prvku.

P?i pohybu dol? po podskupin? periodick? tabulky se elektronegativita chemick?ch prvk? sni?uje a p?i pohybu doprava po period? se zvy?uje.

Elektronegativita odr??? nekovovost prvk?: ??m vy??? je hodnota elektronegativity, t?m v?ce nekovov?ch vlastnost? m? prvek.

Oxida?n? stav

Jak vypo??tat oxida?n? stav prvku ve slou?enin??

1) Oxida?n? stav chemick?ch prvk? v jednoduch?ch l?tk?ch je v?dy nulov?.

2) Existuj? prvky, kter? vykazuj? konstantn? stav oxidace ve slo?it?ch l?tk?ch:

3) Existuj? chemick? prvky, kter? vykazuj? konstantn? oxida?n? stav u naprost? v?t?iny slou?enin. Mezi tyto prvky pat??:

4) Algebraick? sou?et oxida?n?ch stav? v?ech atom? v molekule je v?dy nulov?. Algebraick? sou?et oxida?n?ch stav? v?ech atom? v iontu se rovn? n?boji iontu.

5) Nejvy??? (maxim?ln?) oxida?n? stav se rovn? ??slu skupiny. V?jimky, kter? nespadaj? pod toto pravidlo, jsou prvky sekund?rn? podskupiny skupiny I, prvky sekund?rn? podskupiny skupiny VIII, jako? i kysl?k a fluor.

Chemick? prvky, jejich? skupinov? ??slo se neshoduje s jejich nejvy???m oxida?n?m stavem (nutno pamatovat)

6) Nejni??? oxida?n? stav kov? je v?dy nulov? a nejni??? oxida?n? stav nekov? se vypo??t? podle vzorce:

nejni??? oxida?n? stav nekovu = ??slo skupiny - 8

Na z?klad? v??e uveden?ch pravidel m??ete stanovit oxida?n? stav chemick?ho prvku v jak?koli l?tce.

Zji?t?n? oxida?n?ch stav? prvk? v r?zn?ch slou?enin?ch

P??klad 1

Ur?ete oxida?n? stavy v?ech prvk? v kyselin? s?rov?.

?e?en?:

Napi?me vzorec kyseliny s?rov?:

Oxida?n? stav vod?ku ve v?ech komplexn?ch l?tk?ch je +1 (krom? hydrid? kov?).

Oxida?n? stav kysl?ku ve v?ech komplexn?ch l?tk?ch je -2 (krom? peroxid? a fluoridu kysl?ku OF 2). Uspo??dejme zn?m? oxida?n? stavy:

Ozna?me oxida?n? stav s?ry jako X:

Molekula kyseliny s?rov?, stejn? jako molekula jak?koli l?tky, je obecn? elektricky neutr?ln?, proto?e sou?et oxida?n?ch stav? v?ech atom? v molekule je nula. Schematicky to lze zn?zornit takto:

Tito. dostali jsme n?sleduj?c? rovnici:

Poj?me to vy?e?it:

Oxida?n? stav s?ry v kyselin? s?rov? je tedy +6.

P??klad 2

Ur?ete oxida?n? stav v?ech prvk? v dichromanu amonn?m.

?e?en?:

Napi?me vzorec dichromanu amonn?ho:

Stejn? jako v p?edchoz?m p??pad? m??eme uspo??dat oxida?n? stavy vod?ku a kysl?ku:

Vid?me v?ak, ?e oxida?n? stavy dvou chemick?ch prvk? najednou jsou nezn?m? – dus?ku a chr?mu. Nem??eme tedy naj?t oxida?n? stavy podobn? jako v p?edchoz?m p??kladu (jedna rovnice se dv?ma prom?nn?mi nem? jedin? ?e?en?).

Upozor?me na skute?nost, ?e tato l?tka pat?? do t??dy sol? a m? tedy iontovou strukturu. Pak m??eme pr?vem ??ci, ?e slo?en? dichromanu amonn?ho zahrnuje kationty NH 4 + (n?boj tohoto kationtu je vid?t v tabulce rozpustnosti). V d?sledku toho, proto?e jednotka vzorce dichromanu amonn?ho obsahuje dva kladn? nabit? kationty NH 4 +, je n?boj iontu dichromanu roven -2, proto?e l?tka jako celek je elektricky neutr?ln?. Tito. l?tka je tvo?ena kationty NH 4 + a anionty Cr 2 O 7 2-.

Zn?me oxida?n? stavy vod?ku a kysl?ku. V?d?t, ?e sou?et oxida?n?ch stav? atom? v?ech prvk? v iontu se rovn? n?boji, a oxida?n? stavy dus?ku a chr?mu ozna?ovat jako X A y podle toho m??eme napsat:

Tito. dostaneme dv? nez?visl? rovnice:

?e?en?, kter? najdeme X A y:

V dichromanu amonn?m jsou tedy oxida?n? stavy dus?ku -3, vod?k +1, chrom +6 a kysl?k -2.

Jak zjistit oxida?n? stavy prvk? v organick?ch l?tk?ch si m??ete p?e??st.

Mocenstv?

Valence atom? je ozna?ena ??msk?mi ??slicemi: I, II, III atd.

Valen?n? schopnosti atomu z?vis? na mno?stv?:

1) nep?rov? elektrony

2) osamocen? elektronov? p?ry v orbitalech valen?n?ch hladin

3) pr?zdn? elektronov? orbitaly valen?n? hladiny

Valen?n? mo?nosti atomu vod?ku

Zn?zorn?me elektronick? grafick? vzorec atomu vod?ku:

Bylo ?e?eno, ?e valen?n? mo?nosti mohou ovlivnit t?i faktory - p??tomnost nep?rov?ch elektron?, p??tomnost osamocen?ch elektronov?ch p?r? ve vn?j?? ?rovni a p??tomnost pr?zdn?ch (pr?zdn?ch) orbital? ve vn?j?? ?rovni. Vid?me jeden nep?rov? elektron na vn?j?? (a jedin?) energetick? ?rovni. Na z?klad? toho m??e m?t vod?k rozhodn? valenci I. V prvn? energetick? hladin? je v?ak pouze jedna pod?rove? - s, t?ch. Atom vod?ku na vn?j?? ?rovni nem? ani osam?l? elektronov? p?ry, ani pr?zdn? orbitaly.

Jedin? valence, kterou m??e atom vod?ku vykazovat, je tedy I.

Valen?n? mo?nosti atomu uhl?ku

Pod?vejme se na elektronovou strukturu atomu uhl?ku. V z?kladn?m stavu je elektronick? konfigurace jeho vn?j?? ?rovn? n?sleduj?c?:

Tito. v z?kladn?m stavu na vn?j?? energetick? ?rovni nevybuzen?ho atomu uhl?ku jsou 2 nep?rov? elektrony. V tomto stavu m??e vykazovat valenci II. Atom uhl?ku v?ak velmi snadno p?ech?z? do excitovan?ho stavu, kdy? je mu p?ed?na energie, a elektronick? konfigurace vn?j?? vrstvy m? v tomto p??pad? podobu:

Navzdory skute?nosti, ?e ur?it? mno?stv? energie je vynalo?eno na proces excitace atomu uhl?ku, je tento v?daj v?ce ne? kompenzov?n tvorbou ?ty? kovalentn?ch vazeb. Z tohoto d?vodu je valence IV mnohem charakteristick?j?? pro atom uhl?ku. Nap??klad uhl?k m? valenci IV v molekul?ch oxidu uhli?it?ho, kyseliny uhli?it? a absolutn? v?ech organick?ch l?tek.

Krom? nep?rov?ch elektron? a osam?l?ch elektronov?ch p?r? ovliv?uje valen?n? mo?nosti tak? p??tomnost pr?zdn?ch ()valen?n?ch hladinov?ch orbital?. P??tomnost takov?ch orbital? na napln?n? ?rovni vede k tomu, ?e atom m??e p?sobit jako akceptor elektronov?ho p?ru, tzn. vytv??ej? dal?? kovalentn? vazby prost?ednictv?m mechanismu donor-akceptor. Na rozd?l od o?ek?v?n? nap??klad v molekule oxidu uhelnat?ho CO nen? vazba dvojit?, ale trojn?, jak je jasn? vid?t na n?sleduj?c?m obr?zku:

Valen?n? mo?nosti atomu dus?ku

Napi?me elektronick? grafick? vzorec pro hladinu vn?j?? energie atomu dus?ku:

Jak je vid?t z obr?zku v??e, atom dus?ku m? ve sv?m norm?ln?m stavu 3 nep?rov? elektrony, a proto je logick? p?edpokl?dat, ?e je schopen vykazovat valenci III. V molekul?ch amoniaku (NH 3), kyseliny dusit? (HNO 2), chloridu dusit?ho (NCl 3) atd. je skute?n? pozorov?na trojn?sobn? valence.

V??e bylo ?e?eno, ?e valence atomu chemick?ho prvku z?vis? nejen na po?tu nep?rov?ch elektron?, ale tak? na p??tomnosti osamocen?ch elektronov?ch p?r?. To je zp?sobeno skute?nost?, ?e kovalentn? chemick? vazba m??e vzniknout nejen tehdy, kdy? si dva atomy navz?jem poskytnou jeden elektron, ale tak? tehdy, kdy? jej jeden atom s osamocen?m p?rem elektron? - donor () poskytne jin?mu atomu s pr?zdn?m ( ) orbit?ln? valen?n? hladina (akceptor). Tito. Pro atom dus?ku je valence IV tak? mo?n? d?ky dal?? kovalentn? vazb? vytvo?en? podle mechanismu donor-akceptor. Nap??klad ?ty?i kovalentn? vazby, z nich? jedna je tvo?ena mechanismem donor-akceptor, jsou pozorov?ny b?hem tvorby amonn?ho kationtu:

Navzdory skute?nosti, ?e jedna z kovalentn?ch vazeb vznik? podle mechanismu donor-akceptor, jsou v?echny N-H vazby v amoniov?m kationtu naprosto toto?n? a navz?jem se neli??.

Atom dus?ku nen? schopen vykazovat valenci rovnou V. To je zp?sobeno skute?nost?, ?e atom dus?ku nem??e p?ej?t do excitovan?ho stavu, ve kter?m jsou dva elektrony sp?rov?ny s p?echodem jednoho z nich do voln?ho orbitalu, kter? je energeticky nejbl??e. Atom dus?ku nem? ? d-pod?rove?, a p?echod na 3s orbital je energeticky tak drah?, ?e n?klady na energii nepokryje tvorba nov?ch vazeb. Mnoz? se mohou divit, jakou mocnost m? dus?k nap??klad v molekul?ch kyseliny dusi?n? HNO 3 nebo oxidu dusnat?ho N 2 O 5? Kupodivu je zde tak? valence IV, jak lze vid?t z n?sleduj?c?ch strukturn?ch vzorc?:

Te?kovan? ??ra na obr?zku zn?zor?uje tzv delokalizov?no p -spojen?. Z tohoto d?vodu mohou b?t termin?ln? NO vazby naz?v?ny „jeden a p?l vazby“. Podobn? jedenap?lvazby jsou tak? v molekule ozonu O 3, benzenu C 6 H 6 atd.

Valen?n? mo?nosti fosforu

Zn?zorn?me elektronick? grafick? vzorec vn?j?? energetick? hladiny atomu fosforu:

Jak vid?me, struktura vn?j?? vrstvy atomu fosforu v z?kladn?m stavu a atomu dus?ku je stejn?, a proto je logick? o?ek?vat pro atom fosforu, stejn? jako pro atom dus?ku, mo?n? valence rovn? I, II, III a IV, jak je pozorov?no v praxi.

Na rozd?l od dus?ku m? v?ak i atom fosforu d-pod?rove? s 5 pr?zdn?mi orbitaly.

V tomto ohledu je schopen p?ej?t do excitovan?ho stavu, napa?ovat elektrony 3 s- orbitaly:

Je tedy mo?n? valence V pro atom fosforu, kter? je pro dus?k nep??stupn?. Nap??klad atom fosforu m? v molekul?ch slou?enin, jako je kyselina fosfore?n?, halogenidy fosforu (V), oxid fosfore?n? (V) atd., mocenstv? p?t.

Valen?n? mo?nosti atomu kysl?ku

Elektronov? grafick? vzorec pro hladinu vn?j?? energie atomu kysl?ku m? tvar:

Vid?me dva nep?rov? elektrony na 2. ?rovni, a proto je pro kysl?k mo?n? valence II. Je t?eba poznamenat, ?e tato valence atomu kysl?ku je pozorov?na t?m?? u v?ech slou?enin. V??e jsme p?i zva?ov?n? valen?n?ch schopnost? atomu uhl?ku diskutovali o tvorb? molekuly oxidu uhelnat?ho. Vazba v molekule CO je trojit?, proto je tam kysl?k trojmocn? (kysl?k je donor elektronov?ho p?ru).

Vzhledem k tomu, ?e atom kysl?ku nem? vn?j?? d-pod?rove?, elektronov? p?rov?n? s A p- orbitaly je nemo?n?, a proto jsou valen?n? schopnosti atomu kysl?ku omezen? ve srovn?n? s jin?mi prvky jeho podskupiny, nap??klad s?rou.

Valen?n? mo?nosti atomu s?ry

Hladina vn?j?? energie atomu s?ry v neexcitovan?m stavu:

Atom s?ry, stejn? jako atom kysl?ku, m? norm?ln? dva nep?rov? elektrony, tak?e m??eme doj?t k z?v?ru, ?e s?ra m??e m?t dvoj? valenci. S?ra m? toti? valenci II, nap??klad v molekule sirovod?ku H2S.

Jak vid?me, atom s?ry se objevuje na vn?j?? ?rovni d-pod?rove? s pr?zdn?mi orbitaly. Z tohoto d?vodu je atom s?ry schopen roz???it sv? valen?n? schopnosti, na rozd?l od kysl?ku, d?ky p?echodu do excitovan?ch stav?. Tedy p?i p?rov?n? osam?l?ho elektronov?ho p?ru 3 p-pod?rove?, atom s?ry z?sk?v? elektronovou konfiguraci vn?j?? ?rovn? n?sleduj?c? formy:

V tomto stavu m? atom s?ry 4 nep?rov? elektrony, co? n?m ??k?, ?e atomy s?ry mohou vykazovat valenci IV. S?ra m? toti? valenci IV v molekul?ch SO 2, SF 4, SOCl 2 atd.

P?i p?rov?n? druh?ho osam?l?ho elektronov?ho p?ru um?st?n?ho na 3 s-pod?rove?, ?rove? vn?j?? energie z?sk?v? konfiguraci:

V tomto stavu je mo?n? projev valence VI. P??klady slou?enin s VI-valentn? s?rou jsou SO 3, H 2 SO 4, SO 2 Cl 2 atd.

Podobn? m??eme uva?ovat o valen?n?ch mo?nostech dal??ch chemick?ch prvk?.

Form?ln? n?boj atomu ve slou?enin?ch je pomocn? veli?ina, obvykle se pou??v? p?i popisech vlastnost? prvk? v chemii. Tento konven?n? elektrick? n?boj je oxida?n? stav. Jeho hodnota se m?n? v d?sledku mnoha chemick?ch proces?. P?esto?e je n?boj form?ln?, jasn? charakterizuje vlastnosti a chov?n? atom? v redoxn?ch reakc?ch (ORR).

Oxidace a redukce

V minulosti pou??vali chemici term?n „oxidace“ k popisu interakce kysl?ku s jin?mi prvky. N?zev reakc? poch?z? z latinsk?ho n?zvu pro kysl?k – Oxygenium. Pozd?ji se uk?zalo, ?e oxiduj? i dal?? prvky. V tomto p??pad? jsou redukov?ny - z?sk?vaj? elektrony. Ka?d? atom p?i tvorb? molekuly m?n? strukturu sv?ho valen?n?ho elektronov?ho obalu. V tomto p??pad? se objev? form?ln? n?boj, jeho? velikost z?vis? na po?tu konven?n? dan?ch nebo akceptovan?ch elektron?. Pro charakterizaci t?to hodnoty se d??ve pou??val anglick? chemick? term?n „oxida?n? ??slo“, co? v p?ekladu znamen? „oxida?n? ??slo“. P?i jeho pou?it? se vych?z? z p?edpokladu, ?e vazebn? elektrony v molekul?ch nebo iontech pat?? atomu s vy??? hodnotou elektronegativity (EO). Schopnost zadr?ovat sv? elektrony a p?itahovat je od jin?ch atom? je dob?e vyj?d?ena u siln?ch nekov? (halogeny, kysl?k). Opa?n? vlastnosti maj? siln? kovy (sod?k, drasl?k, lithium, v?pn?k, dal?? alkalick? prvky a prvky alkalick?ch zemin).

Stanoven? oxida?n?ho stavu

Oxida?n? stav je n?boj, kter? by atom z?skal, kdyby elektrony ??astn?c? se tvorby vazby byly zcela posunuty k elektronegativn?j??mu prvku. Existuj? l?tky, kter? nemaj? molekul?rn? strukturu (halogenidy alkalick?ch kov? a dal?? slou?eniny). V t?chto p??padech se oxida?n? stav shoduje s n?bojem iontu. Konven?n? nebo skute?n? n?boj ukazuje, jak? proces nastal p?edt?m, ne? atomy z?skaly sv?j sou?asn? stav. Kladn? oxida?n? ??slo je celkov? po?et elektron?, kter? byly odstran?ny z atom?. Z?porn? oxida?n? ??slo se rovn? po?tu z?skan?ch elektron?. Zm?nou oxida?n?ho stavu chemick?ho prvku se soud?, co se d?je s jeho atomy b?hem reakce (a naopak). Barva l?tky ur?uje, jak? zm?ny nastaly v oxida?n?m stavu. Slou?eniny chr?mu, ?eleza a ?ady dal??ch prvk?, ve kter?ch vykazuj? r?zn? mocenstv?, jsou zbarveny odli?n?.

Z?porn?, nulov? a pozitivn? hodnoty oxida?n?ho stavu

Jednoduch? l?tky jsou tvo?eny chemick?mi prvky se stejnou hodnotou EO. V tomto p??pad? pat?? vazebn? elektrony ke v?em strukturn?m ??stic?m stejn?. V d?sledku toho v jednoduch?ch l?tk?ch nejsou prvky charakterizov?ny oxida?n?m stavem (H 0 2, O 0 2, C 0). Kdy? atomy p?ij?maj? elektrony nebo se obecn? mrak posune v jejich sm?ru, n?boje jsou obvykle zaps?ny se znam?nkem m?nus. Nap??klad F-1, O-2, C-4. Darov?n?m elektron? z?sk?vaj? atomy skute?n? nebo form?ln? kladn? n?boj. V oxidu OF 2 p?ed?v? atom kysl?ku po jednom elektronu dv?ma atom?m fluoru a je v oxida?n?m stavu O +2. V molekule nebo polyatomov?m iontu se ??k?, ?e elektronegativn?j?? atomy p?ij?maj? v?echny vazebn? elektrony.

S?ra je prvek vykazuj?c? r?zn? mocenstv? a oxida?n? stavy

Chemick? prvky hlavn?ch podskupin ?asto vykazuj? ni??? valenci rovnou VIII. Nap??klad mocenstv? s?ry v sirovod?ku a sirovod?ku je II. Prvek se vyzna?uje st?edn? a nejvy??? valenc? v excitovan?m stavu, kdy atom odevzd? jeden, dva, ?ty?i nebo v?ech ?est elektron? a vykazuje valence I, II, IV, VI. Stejn? hodnoty, pouze se znam?nkem m?nus nebo plus, maj? oxida?n? stavy s?ry:

• v sulfidu fluoru daruje jeden elektron: -1;
• v sirovod?ku nejni??? hodnota: -2;
• v p?echodn?m stavu oxidu: +4;
• v oxidu trioxidu, kyselin? s?rov? a s?ranech: +6.

V nejvy???m oxida?n?m stavu s?ra p?ij?m? elektrony pouze v ni???m stavu, vykazuje siln? reduk?n? vlastnosti. Atomy S+4 mohou p?sobit jako reduk?n? ?inidla nebo oxida?n? ?inidla ve slou?enin?ch v z?vislosti na podm?nk?ch.

P?enos elektron? p?i chemick?ch reakc?ch

Kdy? se vytvo?? krystal chloridu sodn?ho, sod?k daruje elektrony elektronegativn?j??mu chl?ru. Oxida?n? stavy prvk? se shoduj? s n?boji iont?: Na +1 Cl -1. Pro molekuly vytvo?en? sd?len?m a posunem elektronov?ch p?r? k v?ce elektronegativn?mu atomu je pou?iteln? pouze koncept form?ln?ho n?boje. Ale m??eme p?edpokl?dat, ?e v?echny slou?eniny se skl?daj? z iont?. Pot? atomy p?itahov?n?m elektron? z?skaj? podm?n?n? negativn? n?boj a t?m, ?e je odevzdaj?, kladn? n?boj. V reakc?ch ud?vaj?, kolik elektron? je vyt?sn?no. Nap??klad v molekule oxidu uhli?it?ho C +4 O - 2 2 index uveden? v prav?m horn?m rohu chemick?ho symbolu uhl?ku odr??? po?et elektron? odstran?n?ch z atomu. Kysl?k v t?to l?tce je charakterizov?n oxida?n?m stavem -2. Odpov?daj?c? index pro chemick? znak O je po?et p?idan?ch elektron? v atomu.

Jak vypo??tat oxida?n? stavy

Po??t?n? po?tu elektron? darovan?ch a z?skan?ch atomy m??e b?t ?asov? n?ro?n?. N?sleduj?c? pravidla usnad?uj? tento ?kol:

1. V jednoduch?ch l?tk?ch jsou oxida?n? stavy nulov?.
2. Sou?et oxidac? v?ech atom? nebo iont? v neutr?ln? l?tce je nulov?.
3. V komplexn?m iontu mus? sou?et oxida?n?ch stav? v?ech prvk? odpov?dat n?boji cel? ??stice.
4. V?ce elektronegativn? atom z?sk?v? negativn? oxida?n? stav, kter? se zapisuje se znam?nkem m?nus.
5. M?n? elektronegativn? prvky dost?vaj? kladn? oxida?n? stavy a jsou ps?ny se znam?nkem plus.
6. Kysl?k obecn? vykazuje oxida?n? stav -2.
7. Pro vod?k je charakteristick? hodnota: +1 v hydridech kov?: H-1;
8. Fluor je nejv?ce elektronegativn? ze v?ech prvk? a jeho oxida?n? stav je v?dy -4.
9. U v?t?iny kov? jsou oxida?n? ??sla a mocenstv? stejn?.

Oxida?n? stav a valence

V?t?ina slou?enin vznik? jako v?sledek redoxn?ch proces?. P?echod nebo p?esun elektron? z jednoho prvku na druh? vede ke zm?n? jejich oxida?n?ho stavu a mocenstv?. ?asto se tyto hodnoty shoduj?. Fr?ze „elektrochemick? valence“ m??e b?t pou?ita jako synonymum pro v?raz „oxida?n? stav“. Ale existuj? v?jimky, nap??klad v amonn?m iontu je dus?k ?ty?mocn?. Atom tohoto prvku je p?itom v oxida?n?m stavu -3. V organick?ch l?tk?ch je uhl?k v?dy ?ty?mocn?, ale oxida?n? stavy atomu C v metanu CH 4, mraven??m alkoholu CH 3 OH a kysel? HCOOH maj? r?zn? hodnoty: -4, -2 a +2.

Redoxn? reakce

Redoxn? procesy zahrnuj? mnoh? z nejd?le?it?j??ch proces? v pr?myslu, technice, ?iv? i ne?iv? p??rod?: spalov?n?, koroze, fermentace, intracelul?rn? d?ch?n?, fotosynt?za a dal?? jevy.

P?i sestavov?n? rovnic OVR se koeficienty vyb?raj? pomoc? metody elektronick? rovnov?hy, kter? pracuje s n?sleduj?c?mi kategoriemi:

• oxida?n? stavy;
• reduk?n? ?inidlo uvol?uje elektrony a je oxidov?no;
• oxida?n? ?inidlo p?ij?m? elektrony a redukuje se;
• po?et odevzdan?ch elektron? se mus? rovnat po?tu elektron? p?idan?ch.

Z?sk?n? elektron? atomem vede ke sn??en? jeho oxida?n?ho stavu (redukce). Ztr?ta jednoho nebo v?ce elektron? atomem je doprov?zena zv??en?m oxida?n?ho ??sla prvku v d?sledku reakc?. Pro redoxn? reakce prob?haj?c? mezi ionty siln?ch elektrolyt? ve vodn?ch roztoc?ch se ?asto pou??v? sp??e metoda polovi?n?ch reakc? ne? elektronick? rovnov?hy.

Oxida?n? stav je podm?n?n? n?boj atomu ve slou?enin?, vypo??tan? na z?klad? p?edpokladu, ?e se skl?d? pouze z iont?. P?i definov?n? tohoto pojmu se konven?n? p?edpokl?d?, ?e vazebn? (valen?n?) elektrony se pohybuj? k v?ce elektronegativn?m atom?m (viz Elektronegativita), a proto se slou?eniny skl?daj? z kladn? a z?porn? nabit?ch iont?. Oxida?n? ??slo m??e m?t nulov?, z?porn? a kladn? hodnoty, kter? se obvykle umis?uj? nad symbol prvku: .

Atom?m prvk? ve voln?m stavu je p?i?azen nulov? oxida?n? stav, nap??klad: . Ty atomy, ke kter?m se spojovac? elektronov? mrak (elektronov? p?r) posouv?, maj? z?pornou hodnotu oxida?n?ho stavu. Pro fluor ve v?ech jeho slou?enin?ch se rovn? -1. Atomy, kter? daruj? valen?n? elektrony jin?m atom?m, maj? kladn? oxida?n? stav. Nap??klad v alkalick?ch kovech a kovech alkalick?ch zemin se rovn? a U jednoduch?ch iont?, jako je K, se rovn? n?boji iontu. Ve v?t?in? slou?enin je oxida?n? stav atom? vod?ku roven , ale v hydridech kov? (jejich slou?eniny s vod?kem) - a dal??ch - je roven -1. Kysl?k se vyzna?uje oxida?n?m stavem -2, ale nap?. v kombinaci s fluorem bude a v peroxidov?ch slou?enin?ch atd.) -1. V n?kter?ch p??padech lze tuto hodnotu vyj?d?it jako zlomek: pro ?elezo v oxidu ?elezit?m (II, III) se rovn? .

Algebraick? sou?et oxida?n?ch stav? atom? ve slou?enin? je nula a v komplexn?m iontu je to n?boj iontu. Pomoc? tohoto pravidla vypo??t?me nap?. oxida?n? stav fosforu v kyselin? ortofosfore?n?. Ozna??me-li a vyn?sob?me oxida?n? stav vod?ku a kysl?ku po?tem jejich atom? ve slou?enin?, dostaneme rovnici: odkud . Podobn? vypo??t?me oxida?n? stav chr?mu v - iontu.

Ve slou?enin?ch bude oxida?n? stav manganu odpov?daj?c?.

Nejvy??? oxida?n? stav je jeho nejv?t?? kladn? hodnota. U v?t?iny prvk? se rovn? ??slu skupiny v periodick? tabulce a je d?le?itou kvantitativn? charakteristikou prvku v jeho slou?enin?ch. Nejni??? hodnota oxida?n?ho stavu prvku, kter? se vyskytuje v jeho slou?enin?ch, se obvykle naz?v? nejni??? oxida?n? stav; v?echny ostatn? jsou st?edn?. Tak?e pro s?ru je nejvy??? oxida?n? stav , nejni??? je 2 a st?edn? je .

Zm?na oxida?n?ch stav? prvk? podle skupin periodick? tabulky odr??? periodicitu zm?n jejich chemick?ch vlastnost? s rostouc?m atomov?m ??slem.

Pojem oxida?n? stav prvk? se pou??v? p?i klasifikaci l?tek, popisu jejich vlastnost?, sestavov?n? vzorc? slou?enin a jejich mezin?rodn?ch n?zv?. Ale je zvl??t? ?iroce pou??v?n p?i studiu redoxn?ch reakc?. Pojem „oxida?n? stav“ se v anorganick? chemii ?asto pou??v? m?sto pojmu „valence“ (viz Valence).

Mocenstv? je komplexn? koncept. Tento term?n pro?el v?znamnou prom?nou sou?asn? s rozvojem teorie chemick? vazby. Zpo??tku byla valence schopnost atomu p?ipojit nebo nahradit ur?it? po?et jin?ch atom? nebo atomov?ch skupin za ??elem vytvo?en? chemick? vazby.

Kvantitativn?m m???tkem valence atomu prvku byl po?et atom? vod?ku nebo kysl?ku (tyto prvky byly pova?ov?ny za mono- a divalentn?), kter? prvek v??e za vzniku hydridu vzorce EH x nebo oxidu vzorce E n O m.

Valence atomu dus?ku v molekule amoniaku NH 3 je tedy rovna t?em a atomu s?ry v molekule H 2 S je rovna 2, proto?e valence atomu vod?ku je rovna jedn?.

Ve slou?enin?ch Na20, BaO, Al203, Si02 jsou mocenstv? sod?ku, barya a k?em?ku 1, 2, 3 a 4, v tomto po?ad?.

Pojem valence byl zaveden do chemie d??ve, ne? se struktura atomu stala zn?mou, konkr?tn? v roce 1853 anglick?m chemikem Franklandem. Nyn? bylo zji?t?no, ?e valence prvku ?zce souvis? s po?tem vn?j??ch elektron? atom?, proto?e elektrony vnit?n?ch obal? atom? se nepod?lej? na tvorb? chemick?ch vazeb.

V elektronov? teorii kovalentn?ch vazeb se v???, ?e valence atomu je ur?ena po?tem jej?ch nep?rov?ch elektron? v z?kladn?m nebo excitovan?m stavu, pod?lej?c?ch se na tvorb? spole?n?ch elektronov?ch p?r? s elektrony jin?ch atom?.

U n?kter?ch prvk? je valence konstantn? hodnotou. Sod?k nebo drasl?k je ve v?ech slou?enin?ch jednomocn?, v?pn?k, ho???k a zinek dvojmocn?, hlin?k trojmocn? atd. V?t?ina chemick?ch prvk? v?ak vykazuje prom?nnou mocnost, kter? z?vis? na povaze partnersk?ho prvku a podm?nk?ch procesu. ?elezo tedy m??e s chlorem tvo?it dv? slou?eniny - FeCl 2 a FeCl 3, ve kter?ch je mocenstv? ?eleza 2 a 3.

Oxida?n? stav- pojem, kter? charakterizuje stav prvku v chemick? slou?enin? a jeho chov?n? p?i redoxn?ch reakc?ch; ??seln? se oxida?n? stav rovn? form?ln?mu n?boji, kter? lze p?i?adit prvku, na z?klad? p?edpokladu, ?e v?echny elektrony v ka?d? z jeho vazeb p?e?ly na elektronegativn?j?? atom.

Elektronegativita- m?ra schopnosti atomu z?skat negativn? n?boj p?i tvorb? chemick? vazby nebo schopnosti atomu v molekule p?itahovat valen?n? elektrony pod?lej?c? se na tvorb? chemick? vazby. Elektronegativita nen? absolutn? hodnota a po??t? se r?zn?mi metodami. Proto se hodnoty elektronegativity uveden? v r?zn?ch u?ebnic?ch a referen?n?ch knih?ch mohou li?it.

Tabulka 2 ukazuje elektronegativitu n?kter?ch chemick?ch prvk? na Sandersonov? stupnici a tabulka 3 ukazuje elektronegativitu prvk? na Paulingov? stupnici.

Hodnota elektronegativity je uvedena pod symbolem odpov?daj?c?ho prvku. ??m vy??? je ??seln? hodnota elektronegativity atomu, t?m je prvek elektronegativn?j??. Nejv?ce elektronegativn? je atom fluoru, nejm?n? elektronegativn? je atom rubidia. V molekule tvo?en? atomy dvou r?zn?ch chemick?ch prvk? bude form?ln? z?porn? n?boj na atomu, jeho? ??seln? hodnota elektronegativity je vy???. V molekule oxidu si?i?it?ho SO2 je tedy elektronegativita atomu s?ry 2,5 a elektronegativita atomu kysl?ku je v?t?? - 3,5. Proto bude z?porn? n?boj na atomu kysl?ku a kladn? n?boj na atomu s?ry.

V molekule amoniaku NH 3 je hodnota elektronegativity atomu dus?ku 3,0 a atomu vod?ku 2,1. Proto bude m?t atom dus?ku z?porn? n?boj a atom vod?ku kladn? n?boj.

M?li byste jasn? zn?t obecn? trendy ve zm?n?ch elektronegativity. Vzhledem k tomu, ?e atom jak?hokoli chemick?ho prvku m? tendenci z?skat stabiln? konfiguraci vn?j?? elektronov? vrstvy - oktetov?ho obalu inertn?ho plynu, elektronegativita prvk? v period? roste a ve skupin? elektronegativita obecn? kles? s rostouc?m atomov?m ??slem ?ivel. Proto je nap??klad s?ra elektronegativn?j?? ve srovn?n? s fosforem a k?em?kem a uhl?k je elektronegativn?j?? ve srovn?n? s k?em?kem.

P?i sestavov?n? vzorc? pro slou?eniny sest?vaj?c? ze dvou nekov? je elektronegativn?j?? z nich v?dy um?st?n vpravo: PCl 3, NO 2. Z tohoto pravidla existuj? n?kter? historick? v?jimky, nap??klad NH 3, PH 3 atd.

Oxida?n? ??slo je obvykle ozna?eno arabskou ??slic? (se znam?nkem p?ed ??slem) um?st?nou nad symbolem prvku, nap??klad:

Pro stanoven? stupn? oxidace atom? v chemick?ch slou?enin?ch se dodr?uj? n?sleduj?c? pravidla:

1. Oxida?n? stav prvk? v jednoduch?ch l?tk?ch je nulov?.
2. Algebraick? sou?et oxida?n?ch stav? atom? v molekule je nula.
3. Kysl?k ve slou?enin?ch vykazuje p?ev??n? oxida?n? stav –2 (u fluoridu kysl?ku OF 2 + 2, v peroxidech kov? jako je M 2 O 2 –1).
4. Vod?k ve slou?enin?ch vykazuje oxida?n? stav + 1, s v?jimkou hydrid? aktivn?ch kov?, nap??klad alkalick?ch kov? nebo kov? alkalick?ch zemin, ve kter?ch je oxida?n? stav vod?ku – 1.
5. U jednoatomov?ch iont? je oxida?n? stav roven n?boji iontu, nap?.: K + - +1, Ba 2+ - +2, Br – - –1, S 2– - –2 atd.
6. Ve slou?enin?ch s kovalentn? pol?rn? vazbou m? oxida?n? stav elektronegativn?j??ho atomu znam?nko minus a m?n? elektronegativn? atom znam?nko plus.
7. V organick?ch slou?enin?ch je oxida?n? stav vod?ku +1.

Uka?me si v??e uveden? pravidla na n?kolika p??kladech.

P??klad 1 Ur?ete stupe? oxidace prvk? v oxidech drasl?ku K 2 O, selenu SeO 3 a ?eleza Fe 3 O 4.

Oxid draseln? K2O. Algebraick? sou?et oxida?n?ch stav? atom? v molekule je nula. Oxida?n? stav kysl?ku v oxidech je –2. Ozna?me oxida?n? stav drasl?ku v jeho oxidu jako n, pak 2n + (–2) = 0 nebo 2n = 2, tedy n = +1, tj. oxida?n? stav drasl?ku je +1.

Oxid selenu SeO 3. Molekula SeO 3 je elektricky neutr?ln?. Celkov? z?porn? n?boj t?? atom? kysl?ku je –2 x 3 = –6. Proto, aby se tento z?porn? n?boj sn??il na nulu, mus? b?t oxida?n? stav selenu +6.

molekula Fe3O4 elektricky neutr?ln?. Celkov? z?porn? n?boj ?ty? atom? kysl?ku je –2 x 4 = –8. K vyrovn?n? tohoto z?porn?ho n?boje mus? b?t celkov? kladn? n?boj na t?ech atomech ?eleza +8. Jeden atom ?eleza tedy mus? m?t n?boj 8/3 = +8/3.

Je t?eba zd?raznit, ?e oxida?n? stav prvku ve slou?enin? m??e b?t zlomkov? ??slo. Takov? frak?n? oxida?n? stavy nejsou smyslupln? p?i vysv?tlov?n? vazby v chemick? slou?enin?, ale lze je pou??t ke konstrukci rovnic pro redoxn? reakce.

P??klad 2 Ur?ete stupe? oxidace prvk? ve slou?enin?ch NaClO 3, K 2 Cr 2 O 7.

Molekula NaClO 3 je elektricky neutr?ln?. Oxida?n? stav sod?ku je +1, oxida?n? stav kysl?ku -2. Ozna?me oxida?n? stav chloru jako n, pak +1 + n + 3 x (–2) = 0, nebo +1 + n – 6 = 0, nebo n – 5 = 0, tedy n = +5. Oxida?n? stav chloru je tedy +5.

Molekula K 2 Cr 2 O 7 je elektricky neutr?ln?. Oxida?n? stav drasl?ku je +1, oxida?n? stav kysl?ku je –2. Ozna?me oxida?n? stav chr?mu jako n, pak 2 x 1 + 2n + 7 x (–2) = 0, nebo +2 + 2n – 14 = 0, nebo 2n – 12 = 0, 2n = 12, tedy n = +6. Oxida?n? stav chr?mu je tedy +6.

P??klad 3 Stanovme stupe? oxidace s?ry v s?ranov?m iontu SO 4 2–. Ion SO 4 2– m? n?boj –2. Oxida?n? stav kysl?ku je –2. Ozna?me oxida?n? stav s?ry jako n, pak n + 4 x (–2) = –2, nebo n – 8 = –2, nebo n = –2 – (–8), tedy n = +6. Oxida?n? stav s?ry je tedy +6.

Je t?eba si uv?domit, ?e oxida?n? stav se n?kdy nerovn? mocenstv? dan?ho prvku.

Nap??klad oxida?n? stavy atomu dus?ku v molekule amoniaku NH 3 nebo v molekule hydrazinu N 2 H 4 jsou –3 a –2, p?i?em? mocenstv? dus?ku v t?chto slou?enin?ch je t?i.

Maxim?ln? kladn? oxida?n? stav pro prvky hlavn?ch podskupin je zpravidla roven ??slu skupiny (v?jimky: kysl?k, fluor a n?kter? dal?? prvky).

Maxim?ln? negativn? oxida?n? stav je 8 - ??slo skupiny.

Tr?ninkov? ?koly

1. Ve kter? slou?enin? je oxida?n? stav fosforu +5?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3P
4) AlP

2. Ve kter? slou?enin? se oxida?n? stav fosforu rovn? –3?

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

3. Ve kter? slou?enin? je oxida?n? stav dus?ku roven +4?

1) HNO2
2) N204
3) N20
4) HNO3

4. Ve kter? slou?enin? je oxida?n? stav dus?ku roven –2?

1) NH3
2) N2H4
3) N205
4) HNO2

5. Ve kter? slou?enin? je oxida?n? stav s?ry +2?

1) Na2S03
2) SO2
3) SCI 2
4) H2SO4

6. Ve kter? slou?enin? je oxida?n? stav s?ry +6?

1) Na2S03
2) SO 3
3) SCI 2
4) H2SO3

7. V l?tk?ch, jejich? vzorce jsou CrBr 2, K 2 Cr 2 O 7, Na 2 CrO 4, je oxida?n? stav chr?mu roven

1) +2, +3, +6
2) +3, +6, +6
3) +2, +6, +5
4) +2, +6, +6

8. Minim?ln? negativn? oxida?n? stav chemick?ho prvku je obvykle roven

1) ??slo obdob?
3) po?et elektron? chyb?j?c?ch do dokon?en? vn?j?? elektronov? vrstvy

9. Maxim?ln? kladn? oxida?n? stav chemick?ch prvk? um?st?n?ch v hlavn?ch podskupin?ch je zpravidla roven

1) ??slo obdob?
2) s?riov? ??slo chemick?ho prvku
3) ??slo skupiny
4) celkov? po?et elektron? v prvku

10. Fosfor vykazuje ve slou?enin? maxim?ln? kladn? oxida?n? stav

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

11. Fosfor vykazuje ve slou?enin? minim?ln? oxida?n? stav

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

12. Atomy dus?ku v dusitanu amonn?m, um?st?n? v kationtu a aniontu, vykazuj? oxida?n? stavy, resp.

1) –3, +3
2) –3, +5
3) +3, –3
4) +3, +5

13. Valence a oxida?n? stav kysl?ku v peroxidu vod?ku jsou stejn?

1) II, –2
2) II, –1
3) J?, +4
4) III, –2

14. Valence a stupe? oxidace s?ry v pyritu FeS2 jsou stejn?

1) IV, +5
2) II, –1
3) II, +6
4) III, +4

15. Valence a oxida?n? stav atomu dus?ku v bromidu amonn?m jsou stejn?

1) IV, –3
2) III, +3
3) IV, –2
4) III, +4

16. Atom uhl?ku vykazuje negativn? oxida?n? stav, kdy? je spojen s

1) kysl?k
2) sod?k
3) fluor
4) chl?r

17. vykazuje ve sv?ch slou?enin?ch konstantn? stav oxidace

1) stroncium
2) ?elezo
3) s?ra
4) chl?r

18. Oxida?n? stav +3 v jejich slou?enin?ch m??e vykazovat

1) chlor a fluor
2) fosfor a chl?r
3) uhl?k a s?ra
4) kysl?k a vod?k

19. Oxida?n? stav +4 v jejich slou?enin?ch m??e vykazovat

1) uhl?k a vod?k
2) uhl?k a fosfor
3) uhl?k a v?pn?k
4) dus?k a s?ra

20. Vykazuje oxida?n? stav rovn? ??slu skupiny v jeho slou?enin?ch

1) chl?r
2) ?elezo
3) kysl?k
4) fluor