Kimyasal elementlerin de?erlili?i. Kimyasal elementlerin oksidasyon derecesi. K?k?rt bile?ikleri. Bile?iklerdeki k?k?rt?n oksidasyon durumlar?. K?k?rt bile?i?i form?lleri
Oksidasyon durumu, bir bile?ikteki bir atomun yaln?zca iyonlardan olu?tu?u varsay?m?na dayanarak hesaplanan ko?ullu y?k?d?r. Bu kavram? tan?mlarken geleneksel olarak ba?lanma (de?erlik) elektronlar?n?n daha elektronegatif atomlara hareket etti?i (bkz. Elektronegatiflik) ve dolay?s?yla bile?iklerin pozitif ve negatif y?kl? iyonlardan olu?tu?u varsay?l?r. Y?kseltgenme numaras? s?f?r, negatif ve pozitif de?erlere sahip olabilir ve bunlar genellikle element sembol?n?n ?zerine yerle?tirilir: .
Serbest durumdaki elementlerin atomlar?na s?f?r oksidasyon durumu atan?r, ?rne?in: . Ba?lanan elektron bulutunun (elektron ?ifti) kayd??? atomlar negatif bir oksidasyon durumu de?erine sahiptir. T?m bile?iklerindeki flor i?in -1'e e?ittir. De?erlik elektronlar?n? di?er atomlara ba???layan atomlar pozitif bir oksidasyon durumuna sahiptir. ?rne?in alkali ve toprak alkali metallerde s?ras?yla K'ya, K gibi basit iyonlarda ise iyonun y?k?ne e?ittir. ?o?u bile?ikte, hidrojen atomlar?n?n oksidasyon durumu e?ittir, ancak metal hidritlerde (hidrojenle olan bile?ikleri) ve di?erlerinde -1'e e?ittir. Oksijen, -2'lik bir oksidasyon durumu ile karakterize edilir, ancak ?rne?in flor ile kombinasyon halinde ve peroksit bile?iklerinde vb.) -1 olacakt?r. Baz? durumlarda bu de?er kesir olarak ifade edilebilir: demir (II, III) oksit i?indeki demir i?in e?ittir.
Bir bile?ikteki atomlar?n oksidasyon durumlar?n?n cebirsel toplam? s?f?rd?r ve karma??k bir iyonda bu, iyonun y?k?d?r. Bu kural? kullanarak ?rne?in ortofosforik asitteki fosforun oksidasyon durumunu hesapl?yoruz. Bunu ifade ederek ve hidrojen ve oksijenin oksidasyon durumunu bile?ikteki atomlar?n?n say?s?yla ?arparak ?u denklemi elde ederiz: buradan . Benzer ?ekilde, - iyonundaki kromun oksidasyon durumunu hesapl?yoruz.
Bile?iklerde manganezin oksidasyon durumu buna g?re olacakt?r.
En y?ksek oksidasyon durumu en b?y?k pozitif de?eridir. ?o?u element i?in periyodik tablodaki grup numaras?na e?ittir ve elementin bile?iklerindeki ?nemli bir niceliksel ?zelli?idir. Bir elementin bile?iklerinde meydana gelen oksidasyon durumunun en d???k de?erine genellikle en d???k oksidasyon durumu denir; di?erlerinin t?m? orta d?zeydedir. Yani k?k?rt i?in en y?ksek oksidasyon durumu, en d???k oksidasyon durumu 2 ve ara maddedir.
Periyodik tablonun gruplar?na g?re elementlerin oksidasyon durumlar?ndaki de?i?iklik, artan atom numaras?yla birlikte kimyasal ?zelliklerindeki de?i?ikliklerin periyodikli?ini yans?t?r.
Elementlerin oksidasyon durumu kavram?, maddelerin s?n?fland?r?lmas?nda, ?zelliklerinin tan?mlanmas?nda, bile?ik form?llerinin derlenmesinde ve uluslararas? adlar?nda kullan?l?r. Ancak ?zellikle redoks reaksiyonlar?n?n incelenmesinde yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. ?norganik kimyada "de?erlik" kavram? yerine "oksidasyon durumu" kavram? s?kl?kla kullan?l?r (bkz. De?erlik).
Elektronegatiflik, kimyasal elementlerin atomlar?n?n di?er ?zellikleri gibi, elementin atom numaras?n?n artmas?yla periyodik olarak de?i?ir:
Yukar?daki grafik, elementin atom numaras?na ba?l? olarak ana alt gruplar?n elementlerinin elektronegatifliklerindeki de?i?imlerin periyodikli?ini g?stermektedir.
Periyodik tablonun bir alt grubunda a?a?? do?ru hareket edildi?inde kimyasal elementlerin elektronegatifli?i azal?r ve periyot boyunca sa?a do?ru hareket edildi?inde artar.
Elektronegatiflik, elementlerin metalik olmama durumunu yans?t?r: Elektronegatiflik de?eri ne kadar y?ksek olursa, elementin metalik olmayan ?zellikleri de o kadar fazla olur.
Oksidasyon durumu
Bir bile?ikteki bir elementin oksidasyon durumu nas?l hesaplan?r?
1) Basit maddelerdeki kimyasal elementlerin oksidasyon durumu her zaman s?f?rd?r.
2) Karma??k maddelerde sabit bir oksidasyon durumu sergileyen elementler vard?r:
3) Bile?iklerin b?y?k ?o?unlu?unda sabit bir oksidasyon durumu sergileyen kimyasal elementler vard?r. Bu unsurlar ?unlar? i?erir:
??e |
Hemen hemen t?m bile?iklerde oksidasyon durumu |
?stisnalar |
hidrojen H | +1 | Alkali ve alkalin toprak metallerin hidr?rleri, ?rne?in: |
oksijen O | -2 | Hidrojen ve metal peroksitler: Oksijen flor?r - |
4) Bir molek?ldeki t?m atomlar?n oksidasyon durumlar?n?n cebirsel toplam? her zaman s?f?rd?r. Bir iyondaki t?m atomlar?n oksidasyon durumlar?n?n cebirsel toplam? iyonun y?k?ne e?ittir.
5) En y?ksek (maksimum) oksidasyon durumu grup numaras?na e?ittir. Bu kural?n kapsam?na girmeyen istisnalar, grup I'in ikincil alt grubunun elemanlar?, grup VIII'in ikincil alt grubunun elemanlar? ile oksijen ve florindir.
Grup numaras? en y?ksek oksidasyon durumuna uymayan kimyasal elementler (hat?rlanmas? zorunludur)
6) Metallerin en d???k oksidasyon durumu her zaman s?f?rd?r ve metal olmayanlar?n en d???k oksidasyon durumu a?a??daki form?lle hesaplan?r:
metal olmayanlar?n en d???k oksidasyon durumu = grup numaras? - 8
Yukar?da sunulan kurallara dayanarak, herhangi bir maddedeki kimyasal elementin oksidasyon durumunu belirleyebilirsiniz.
?e?itli bile?iklerdeki elementlerin oksidasyon durumlar?n? bulma
?rnek 1
S?lf?rik asitteki t?m elementlerin oksidasyon durumlar?n? belirleyin.
??z?m:
S?lf?rik asidin form?l?n? yazal?m:
T?m karma??k maddelerde hidrojenin oksidasyon durumu +1'dir (metal hidritler hari?).
T?m karma??k maddelerde oksijenin oksidasyon durumu -2'dir (peroksitler ve oksijen flor?r OF 2 hari?). Bilinen oksidasyon durumlar?n? s?ralayal?m:
S?lf?r?n oksidasyon durumunu ?u ?ekilde g?sterelim: X:
S?lf?rik asit molek?l?, herhangi bir maddenin molek?l? gibi, genellikle elektriksel olarak n?trd?r, ??nk? Bir molek?ldeki t?m atomlar?n oksidasyon durumlar?n?n toplam? s?f?rd?r. ?ematik olarak bu ?u ?ekilde g?sterilebilir:
Onlar. a?a??daki denklemi elde ettik:
Hadi ??zelim:
Dolay?s?yla s?lf?rik asitteki s?lf?r?n oksidasyon durumu +6'd?r.
?rnek 2
Amonyum dikromattaki t?m elementlerin oksidasyon durumunu belirleyin.
??z?m:
Amonyum dikromat?n form?l?n? yazal?m:
?nceki durumda oldu?u gibi, hidrojen ve oksijenin oksidasyon durumlar?n? d?zenleyebiliriz:
Bununla birlikte, iki kimyasal elementin (azot ve krom) oksidasyon durumlar?n?n ayn? anda bilinmedi?ini g?r?yoruz. Bu nedenle, ?nceki ?rne?e benzer ?ekilde oksidasyon durumlar?n? bulam?yoruz (iki de?i?kenli bir denklemin tek bir ??z?m? yoktur).
Bu maddenin tuzlar s?n?f?na ait oldu?una ve dolay?s?yla iyonik bir yap?ya sahip oldu?una dikkat ?ekelim. O zaman hakl? olarak amonyum dikromat?n bile?iminin NH4 + katyonlar?n? i?erdi?ini s?yleyebiliriz (bu katyonun y?k? ??z?n?rl?k tablosunda g?r?lebilir). Sonu? olarak, amonyum dikromat?n form?l birimi iki pozitif tek y?kl? NH4+ katyonu i?erdi?inden, madde bir b?t?n olarak elektriksel olarak n?tr oldu?undan dikromat iyonunun y?k? -2'ye e?ittir. Onlar. madde NH4+ katyonlar? ve Cr2072-anyonlar?ndan olu?ur.
Hidrojen ve oksijenin oksidasyon durumlar?n? biliyoruz. Bir iyondaki t?m elementlerin atomlar?n?n oksidasyon durumlar?n?n toplam?n?n y?ke e?it oldu?unu bilmek ve nitrojen ve kromun oksidasyon durumlar?n? ?u ?ekilde belirtmek: X Ve sen buna g?re ?unu yazabiliriz:
Onlar. iki ba??ms?z denklem elde ederiz:
Hangisini ??zerek buluyoruz X Ve sen:
Dolay?s?yla amonyum dikromatta nitrojenin oksidasyon durumlar? -3, hidrojen +1, krom +6 ve oksijen -2'dir.
Organik maddelerdeki elementlerin oksidasyon durumlar?n?n nas?l belirlenece?ini okuyabilirsiniz.
De?erlik
Atomlar?n de?erli?i Romen rakamlar?yla g?sterilir: I, II, III, vb.
Bir atomun de?erlik yetenekleri miktar?na ba?l?d?r:
1) e?le?memi? elektronlar
2) de?erlik seviyelerinin y?r?ngelerindeki yaln?z elektron ?iftleri
3) de?erlik seviyesinin bo? elektron y?r?ngeleri
Hidrojen atomunun de?erlik olas?l?klar?
Hidrojen atomunun elektronik grafik form?l?n? g?sterelim:
De?erlik olas?l?klar?n? ?? fakt?r?n etkileyebilece?i s?ylenmi?tir: e?le?memi? elektronlar?n varl???, d?? seviyede yaln?z elektron ?iftlerinin varl??? ve d?? seviyede bo? (bo?) y?r?ngelerin varl???. D?? (ve tek) enerji seviyesinde e?lenmemi? bir elektron g?r?yoruz. Buna dayanarak, hidrojen kesinlikle I de?erine sahip olabilir. Bununla birlikte, ilk enerji seviyesinde yaln?zca bir alt seviye vard?r - S, onlar. D?? seviyedeki hidrojen atomunun ne yaln?z elektron ?iftleri ne de bo? y?r?ngeleri vard?r.
Dolay?s?yla bir hidrojen atomunun sergileyebilece?i tek de?erlik I'dir.
Karbon atomunun de?erlik olas?l?klar?
Karbon atomunun elektronik yap?s?n? ele alal?m. Temel durumda, d?? seviyesinin elektronik konfig?rasyonu a?a??daki gibidir:
Onlar. uyar?lmam?? karbon atomunun d?? enerji seviyesinde temel durumda 2 e?le?memi? elektron vard?r. Bu durumda II de?erlik sergileyebilir. Bununla birlikte, karbon atomu kendisine enerji verildi?inde ?ok kolay bir ?ekilde uyar?lm?? duruma ge?er ve bu durumda d?? katman?n elektronik konfig?rasyonu ?u ?ekli al?r:
Karbon atomunun uyar?lmas? s?recinde belirli miktarda enerji harcanmas?na ra?men, bu harcama d?rt kovalent ba??n olu?umuyla fazlas?yla telafi edilir. Bu nedenle de?erlik IV, karbon atomunun ?ok daha karakteristik ?zelli?idir. ?rne?in karbon, karbondioksit, karbonik asit ve kesinlikle t?m organik maddelerin molek?llerinde IV de?erlik de?erine sahiptir.
E?lenmemi? elektronlara ve yaln?z elektron ?iftlerine ek olarak bo? ()de?erlik d?zeyindeki y?r?ngelerin varl??? da de?erlik olas?l?klar?n? etkiler. Dolu seviyede bu t?r y?r?ngelerin varl???, atomun bir elektron ?iftinin al?c?s? olarak hareket edebilmesine yol a?ar, yani. verici-al?c? mekanizmas? yoluyla ek kovalent ba?lar olu?turur. ?rne?in, beklenenin aksine, karbon monoksit molek?l? CO'daki ba?, a?a??daki ?izimde a??k?a g?sterildi?i gibi ikili de?il ??l?d?r:
Azot atomunun de?erlik olas?l?klar?
Azot atomunun d?? enerji seviyesinin elektronik grafik form?l?n? yazal?m:
Yukar?daki ?izimden g?r?lebilece?i gibi, nitrojen atomunun normal durumunda 3 e?le?memi? elektronu vard?r ve bu nedenle III de?erinde bir de?er sergileyebildi?ini varsaymak mant?kl?d?r. Asl?nda, amonyak (NH3), nitr?z asit (HNO2), nitrojen triklor?r (NCl3) vb. molek?llerinde ?? de?erlik g?zlenir.
Yukar?da, bir kimyasal elementin atomunun de?erinin yaln?zca e?le?tirilmemi? elektronlar?n say?s?na de?il, ayn? zamanda yaln?z elektron ?iftlerinin varl???na da ba?l? oldu?u s?ylenmi?ti. Bunun nedeni, kovalent bir kimyasal ba??n yaln?zca iki atom birbirine bir elektron sa?lad???nda de?il, ayn? zamanda yaln?z bir elektron ?iftine sahip bir atom - don?r () onu bo? bir ba?ka atoma sa?lad???nda da olu?abilmesidir ( ) y?r?nge de?erlik seviyesi (al?c?). Onlar. Nitrojen atomu i?in, don?r-al?c? mekanizmas? taraf?ndan olu?turulan ek bir kovalent ba? nedeniyle de?erlik IV de m?mk?nd?r. ?rne?in, bir amonyum katyonunun olu?umu s?ras?nda biri don?r-al?c? mekanizmas? taraf?ndan olu?turulan d?rt kovalent ba? g?zlenir:
Kovalent ba?lardan birinin verici-al?c? mekanizmas?na g?re olu?mas?na ra?men amonyum katyonundaki t?m N-H ba?lar? tamamen ayn?d?r ve birbirinden farkl? de?ildir.
Nitrojen atomu V'ye e?it bir de?erlik g?sterme yetene?ine sahip de?ildir. Bunun nedeni, bir nitrojen atomunun, iki elektronun e?le?ti?i uyar?lm?? bir duruma ge?mesinin, bunlardan birinin enerji d?zeyine en yak?n serbest y?r?ngeye ge?mesinin imkans?z olmas?d?r. Azot atomu yoktur D-alt seviye ve 3'l? y?r?ngeye ge?i? enerji a??s?ndan o kadar pahal?d?r ki, enerji maliyetleri yeni ba?lar?n olu?umuyla kar??lanmaz. Bir?o?u, ?rne?in nitrik asit HNO 3 veya nitrik oksit N 2 O 5 molek?llerinde nitrojenin de?erinin ne oldu?unu merak edebilir. Garip bir ?ekilde, a?a??daki yap?sal form?llerden g?r?lebilece?i gibi, buradaki de?erlik de IV't?r:
Resimdeki noktal? ?izgi, s?zde delokalize p -ba?lant?. Bu nedenle terminal NO ba?lar?na “bir bu?uk ba?” denilebilir. Ozon O3, benzen C6H6 vb. molek?llerinde de benzer bir bu?uk ba? mevcuttur.
Fosforun de?erlik olas?l?klar?
Fosfor atomunun d?? enerji seviyesinin elektronik grafik form?l?n? g?sterelim:
G?rd???m?z gibi, temel durumdaki fosfor atomunun d?? katman?n?n ve nitrojen atomunun yap?s? ayn?d?r ve bu nedenle, nitrojen atomunun yan? s?ra fosfor atomu i?in de a?a??dakilere e?it olas? de?erleri beklemek mant?kl?d?r: I, II, III ve IV, uygulamada g?r?ld??? gibi.
Ancak nitrojenden farkl? olarak fosfor atomu ayn? zamanda D-5 bo? y?r?ngeye sahip alt d?zey.
Bu ba?lamda, elektronlar? buharla?t?rarak uyar?lm?? bir duruma ge?me yetene?ine sahiptir. S-orbitaller:
B?ylece nitrojen taraf?ndan eri?ilemeyen fosfor atomu i?in V de?eri m?mk?nd?r. ?rne?in, fosfor atomu, fosforik asit, fosfor (V) halojen?rler, fosfor (V) oksit vb. gibi bile?iklerin molek?llerinde be? de?erli?e sahiptir.
Oksijen atomunun de?erlik olas?l?klar?
Bir oksijen atomunun d?? enerji seviyesi i?in elektron grafi?i form?l? ?u ?ekildedir:
2. seviyede e?le?memi? iki elektron g?r?yoruz ve bu nedenle oksijen i?in de?erlik II m?mk?nd?r. Oksijen atomunun bu de?erinin hemen hemen t?m bile?iklerde g?zlendi?ine dikkat edilmelidir. Yukar?da karbon atomunun de?erlik yetenekleri g?z ?n?ne al?nd???nda karbon monoksit molek?l?n?n olu?umunu tart??t?k. CO molek?l?ndeki ba? ??l?d?r, dolay?s?yla oradaki oksijen ?? de?erlidir (oksijen bir elektron ?ifti don?r?d?r).
Oksijen atomunun harici bir ?zelli?i olmad??? i?in D-alt d?zey, elektron e?le?mesi S Ve P- y?r?ngeler imkans?zd?r, bu nedenle oksijen atomunun de?erlik yetenekleri, alt grubunun di?er elementleriyle (?rne?in k?k?rt) kar??la?t?r?ld???nda s?n?rl?d?r.
K?k?rt atomunun de?erlik olas?l?klar?
Uyar?lmam?? bir durumda bir k?k?rt atomunun d?? enerji seviyesi:
K?k?rt atomu, t?pk? oksijen atomu gibi, normalde iki e?le?memi? elektrona sahiptir, dolay?s?yla k?k?rt?n iki de?erli?e sahip olabilece?i sonucuna varabiliriz. Ger?ekten de k?k?rt, ?rne?in hidrojen s?lf?r molek?l? H2S'de II de?erlili?ine sahiptir.
G?rd???m?z gibi k?k?rt atomu d?? seviyede g?r?n?yor D-bo? y?r?ngelere sahip alt d?zey. Bu nedenle k?k?rt atomu, uyar?lm?? durumlara ge?i? nedeniyle oksijenden farkl? olarak de?erlik yeteneklerini geni?letebilmektedir. B?ylece, yaln?z bir elektron ?ifti 3'? e?le?tirirken P-alt seviye, k?k?rt atomu, a?a??daki formun d?? seviyesinin elektronik konfig?rasyonunu elde eder:
Bu durumda, k?k?rt atomunun 4 e?le?memi? elektronu vard?r, bu da bize k?k?rt atomlar?n?n IV de?erlik sergileyebilece?ini s?yler. Ger?ekten de k?k?rt, SO2, SF4, SOCl2, vb. molek?llerinde IV de?erlik de?erine sahiptir.
3'te bulunan ikinci yaln?z elektron ?iftini e?le?tirirken S-alt seviye, harici enerji seviyesi konfig?rasyonu al?r:
Bu durumda, de?erlik VI'n?n tezah?r? m?mk?n hale gelir. VI de?erlikli k?k?rt i?eren bile?iklerin ?rnekleri S03, H2S04, S02Cl2, vb.'dir.
Benzer ?ekilde di?er kimyasal elementlerin de?erlik olas?l?klar?n? da g?z ?n?nde bulundurabiliriz.
Kalkojenlerin bir alt grubu k?k?rt i?erir - bu, ?ok say?da cevher yata?? olu?turabilen elementlerin ikincisidir. S?lfatlar, s?lfitler, oksitler ve di?er k?k?rt bile?ikleri end?stride ve do?ada ?ok yayg?n ve ?nemlidir. Bu nedenle bu yaz?da bunlar?n ne oldu?una, k?k?rt?n kendisinin ne oldu?una, basit maddesine bakaca??z.
K?k?rt ve ?zellikleri
Bu element periyodik tabloda a?a??daki konuma sahiptir.
- Alt?nc? grup, ana alt grup.
- ???nc? k???k d?nem.
- Atom k?tlesi - 32.064.
- Seri numaras? 16'd?r, ayn? say?da proton ve elektron vard?r ve ayr?ca 16 n?tron vard?r.
- Metal olmayan elemanlar? ifade eder.
- Form?llerde k?k?rt elementinin ad? olan Latince k?k?rt olan "es" ?eklinde okunur.
Do?ada k?tle numaralar? 32,33,34 ve 36 olan d?rt kararl? izotop bulunur. Bu element do?ada en ?ok bulunan alt?nc? elementtir. ?nemli organik molek?llerin bir par?as? oldu?undan biyojenik elementlere aittir.
Atomun elektronik yap?s?
K?k?rt bile?ikleri ?e?itliliklerini atomun elektronik yap?s?n?n ?zelliklerine bor?ludur. A?a??daki konfig?rasyon form?l?yle ifade edilir: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4.
Verilen s?ra yaln?zca eleman?n dura?an durumunu yans?t?r. Bununla birlikte, bir atoma ek enerji verilirse, 3p ve 3s alt d?zeylerinde elektron e?le?mesinin m?mk?n oldu?u ve ard?ndan serbest kalan 3d'ye bir sonraki ge?i?in m?mk?n oldu?u bilinmektedir. Sonu? olarak, yaln?zca atomun de?eri de?i?mez, ayn? zamanda olas? t?m oksidasyon durumlar? da de?i?ir. K?k?rt i?eren ?e?itli maddelerin say?s? gibi say?lar? da ?nemli ?l??de artmaktad?r.
Bile?iklerdeki k?k?rt?n oksidasyon durumlar?
Bu g?sterge i?in birka? ana se?enek vard?r. K?k?rt i?in:
Bunlardan S+2 en nadir olan?d?r, geri kalanlar ise her yere da??lm?? durumdad?r. T?m maddenin kimyasal aktivitesi ve oksitleme yetene?i, bile?iklerdeki k?k?rt?n oksidasyon derecesine ba?l?d?r. ?rne?in -2'li bile?ikler s?lfitlerdir. Bunlarda ele ald???m?z element tipik bir oksitleyici maddedir.
Bir bile?i?in oksidasyon durumu ne kadar y?ksek olursa, maddenin oksitleme yetenekleri de o kadar belirgin olur. S?lf?r?n olu?turdu?u iki ana asidi hat?rlarsan?z bunu g?rmek kolayd?r:
- H2S03 - k?k?rtl?;
- H 2 SO 4 - k?k?rt.
?kincisinin ?ok daha kararl?, g??l? bir bile?ik oldu?u ve y?ksek konsantrasyonlarda ?ok ciddi oksitlenme kabiliyetine sahip oldu?u bilinmektedir.
Basit madde
Basit bir madde olarak k?k?rt, p?r?zs?z, d?zenli, uzun ?ekilli g?zel sar? kristaller olarak g?r?n?r. Bu, formlar?ndan yaln?zca biri olmas?na ra?men, bu maddenin iki ana t?r? vard?r. Birincisi, monoklinik veya e?kenar d?rtgen sar?d?r ve suda ??z?nemez, yaln?zca organik ??z?c?lerde ??z?nebilir. Ta? ?eklinde sunulan k?r?lganl??? ve g?zel yap?s?yla ?ne ??k?yor. Erime noktas? yakla??k 110 0 C'dir.
B?yle bir modifikasyonu ?s?t?rken ara an? ka??rmazsan?z, zaman i?inde ba?ka bir durumu tespit edebilirsiniz - plastik k?k?rt. Daha fazla ?s?t?ld???nda veya ani so?udu?unda tekrar e?kenar d?rtgen forma d?n??en, kahverengi renkli, kau?uksu, viskoz bir ??zeltidir.
Tekrarlanan filtreleme yoluyla elde edilen kimyasal olarak saf k?k?rtten bahsedersek, parlak sar? k???k kristallerdir, k?r?lgand?r ve suda tamamen ??z?nmez. Havadaki nem ve oksijenle temas? halinde tutu?abilir. Olduk?a y?ksek kimyasal aktivite ile ay?rt edilirler.
Do?ada olmak
Do?ada, k?k?rt bile?iklerinin ve k?k?rt?n kendisinin basit bir madde olarak ??kar?ld??? do?al birikintiler vard?r. Ayr?ca ?unlar? i?erir:
- minerallerde, cevherlerde ve kayalarda;
- bir?ok organik molek?l?n par?as? oldu?undan hayvanlar?n, bitkilerin ve insanlar?n v?cudunda;
- do?al gazlarda, petrolde ve k?m?rde;
- petrol ?istinde ve do?al sularda.
??te k?k?rt bak?m?ndan en zengin minerallerden baz?lar?:
- zinober;
- pirit;
- sfalerit;
- stibnit;
- galena ve di?erleri.
G?n?m?zde ?retilen k?k?rt?n b?y?k bir k?sm? s?lf?rik asit ?retimine gidiyor. Di?er k?sm? t?bbi ama?lar, tar?m ve maddelerin ?retimi i?in end?striyel i?lemlerde kullan?l?r.
Fiziksel ?zellikler
Birka? noktada tan?mlanabilirler.
- Suda ??z?nmez, ancak karbon dis?lfit veya terebentin i?inde ??z?n?r.
- Uzun s?reli s?rt?nme ile negatif y?k biriktirir.
- Erime noktas? 110 0 C'dir.
- Kaynama noktas? 190 0 C.
- 300 0 C'ye ula?t???nda s?v? hale gelir, kolayca hareket eder.
- Saf madde kendili?inden yanma ?zelli?ine sahiptir ve ?ok iyi yan?c? ?zelliklere sahiptir.
- Kendi ba??na neredeyse hi? kokusu yoktur, ancak k?k?rt?n hidrojen bile?ikleri keskin bir ??r?k yumurta kokusu yayar. T?pk? baz? gazl? ikili temsilciler gibi.
S?z konusu maddenin fiziksel ?zellikleri eski ?a?lardan beri insanlar taraf?ndan bilinmektedir. K?k?rt?n ad?n? almas? yan?c?l??? nedeniyledir. Sava?larda bu bile?i?in yanmas? s?ras?nda olu?an bo?ucu ve zehirli dumanlar d??manlara kar?? silah olarak kullan?lm??t?r. Ayr?ca k?k?rt i?eren asitler de her zaman ?nemli end?striyel ?neme sahip olmu?tur.
Kimyasal ?zellikler
Okul kimya dersindeki “K?k?rt ve bile?ikleri” konusu bir de?il birka? dersi kaps?yor. Sonu?ta onlardan ?ok var. Bu, bu maddenin kimyasal aktivitesinden kaynaklanmaktad?r. Hem daha g??l? indirgeyici maddelerle (metaller, bor ve di?erleri) oksitleyici ?zellikler hem de ?o?u metal olmayanlarla indirgeyici ?zellikler sergileyebilir.
Ancak bu aktiviteye ra?men normal ?artlarda etkile?im sadece flor ile ger?ekle?ir. Di?erleri ?s?tma gerektirir. S?lf?r?n etkile?ime girebilece?i ?e?itli madde kategorileri vard?r:
- metaller;
- metal olmayanlar;
- alkaliler;
- g??l? oksitleyici asitler - s?lf?rik ve nitrik.
K?k?rt bile?ikleri: ?e?itleri
?e?itlilikleri, ana element olan k?k?rt?n e?it olmayan oksidasyon derecesi ile a??klanacakt?r. Dolay?s?yla, bu temelde birka? ana madde t?r?n? ay?rt edebiliriz:
- oksidasyon durumu -2 olan bile?ikler;
De?erlilik g?stergesini de?il s?n?flar? dikkate al?rsak, bu element a?a??daki gibi molek?ller olu?turur:
- asitler;
- oksitler;
- tuz;
- metal olmayan ikili bile?ikler (karbon dis?lf?r, klor?rler);
- organik maddeler.
?imdi ana olanlara bakal?m ve ?rnekler verelim.
Oksidasyon durumu -2 olan maddeler
K?k?rt bile?ikleri 2, metallerin yan? s?ra a?a??dakilerle olan konformasyonlar?d?r:
- karbon;
- hidrojen;
- fosfor;
- silikon;
- arsenik;
- bor
Bu durumlarda, listelenen elementlerin t?m? daha elektropozitif oldu?undan oksitleyici bir madde olarak g?rev yapar. En ?nemlilerinden baz?lar?na bakal?m.
- Karbon dis?lf?r - CS 2. Karakteristik ho? eter aromas?na sahip ?effaf s?v?. Zehirli, yan?c? ve patlay?c?d?r. ?o?u s?v?, kat? ya?, metal olmayan, g?m?? nitrat, re?ine ve kau?uk t?rleri i?in ??z?c? olarak kullan?l?r. Ayn? zamanda suni ipek - viskon ?retiminde de ?nemli bir rol oynar. End?stride b?y?k miktarlarda sentezlenir.
- Hidrojen s?lf?r veya hidrojen s?lf?r - H2S. Renksiz ve tad? tatl? olan bir gaz. Koku keskin, son derece naho?, ??r?k bir yumurtay? and?r?yor. Zehirlidir, bak?r iyonlar?n? ba?layarak solunum merkezini bask?lar. Bu nedenle zehirlendi?inde bo?ulma ve ?l?m meydana gelir. T?pta, organik sentezlerde, s?lf?rik asit ?retiminde ve ayr?ca enerji a??s?ndan faydal? bir hammadde olarak yayg?n olarak kullan?l?r.
- Metal s?lfitler t?pta, s?lf?rik asit ?retiminde, boya ?retiminde, fosfor ?retiminde ve di?er yerlerde yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. Genel form?l Me x S y'dir.
Oksidasyon durumu +4 olan bile?ikler
K?k?rt bile?ikleri 4 a??rl?kl? olarak bir oksit ve buna kar??l?k gelen tuzlar ve asittir. Hepsi end?striyel ?neme sahip olduk?a yayg?n bile?iklerdir. Ayr?ca oksitleyici ajanlar olarak da g?rev yapabilirler, ancak daha s?kl?kla indirgeyici ?zellikler sergilerler.
Oksidasyon durumu +4 olan k?k?rt bile?iklerinin form?lleri a?a??daki gibidir:
- oksit - k?k?rt dioksit S02;
- asit - s?lf?rl? H2S03;
- tuzlar Me x (S03) y genel form?l?ne sahiptir.
En yayg?n olanlardan biri anhidrittir. Yanm?? kibrit kokusuna sahip, renksiz bir maddedir. Volkanik patlamalar s?ras?nda b?y?k birikimler halinde olu?ur; ?u anda kokusuyla kolayca tan?n?r.
Kolayca ayr??an bir asit - s?lf?r olu?turmak i?in suda ??z?n?r. SO3 2-s?lfit iyonu formunda girdi?i tipik bir tuz gibi davran?r. Bu anhidrit, ?evredeki atmosferin kirlili?ini etkileyen ana gazd?r. Olu?umu etkileyen bu maddedir. Sanayide s?lf?rik asit ?retiminde kullan?l?r.
S?lf?r?n +6 oksidasyon durumuna sahip oldu?u bile?ikler
Bunlar, her ?eyden ?nce, s?lf?rik anhidrit ve s?lf?rik asidi tuzlar?yla birlikte i?erir:
- s?lfatlar;
- hidros?lfatlar.
??lerindeki k?k?rt atomu en y?ksek oksidasyon derecesinde oldu?undan bu bile?iklerin ?zellikleri olduk?a a??klanabilir. G??l? oksitleyici ajanlard?r.
S?lf?r oksit (VI) - s?lf?rik anhidrit - u?ucu, renksiz bir s?v?d?r. Karakteristik bir ?zellik, g??l? nem emme yetene?idir. A??k havada sigara i?iliyor. Suda ??z?nd???nde en g??l? mineral asitlerden biri olan s?lf?rik asidi verir. Konsantre ??zeltisi a??r, ya?l?, hafif sar?ms? bir s?v?d?r. Anhidrit s?lf?rik asitte ??z?l?rse oleum ad? verilen ?zel bir bile?ik elde edilir. End?striyel olarak asit ?retiminde kullan?l?r.
Tuzlar - s?lfatlar - aras?nda a?a??daki bile?ikler b?y?k ?nem ta??maktad?r:
- al??ta?? CaS04 ·2H20;
- barit BaS04;
- mirabilit;
- kur?un s?lfat ve di?erleri.
?n?aatta, kimyasal sentezde, t?pta, optik alet ve cam imalat?nda ve hatta g?da end?strisinde uygulama alan? bulurlar.
Hidrojen s?lfatlar metalurjide yayg?n olarak kullan?l?r ve burada eritken olarak kullan?l?rlar. Ayr?ca bir?ok karma??k oksidin, ilgili end?strilerde kullan?lan ??z?n?r s?lfat formlar?na d?n??t?r?lmesine de yard?mc? olurlar.
Bir okul kimya dersinde k?k?rt?n incelenmesi
??rencilerin k?k?rt?n ne oldu?unu, ?zelliklerinin neler oldu?unu, k?k?rt bile?i?inin ne oldu?unu ??renmeleri i?in en uygun zaman ne zaman? 9. s?n?f en iyi d?nemdir. Bu, her ?eyin ?ocuklar i?in yeni ve anla??lmaz oldu?u ba?lang?? de?il. Bu, daha ?nce at?lan temellerin konuyu tam olarak anlaman?za yard?mc? olaca?? kimya bilimi ?al??mas?n?n orta noktas?d?r. Bu nedenle, mezun olan s?n?f?n ikinci yar?s? bu konular?n ele al?nmas?na ayr?lm??t?r. Bu durumda, konunun tamam?, ayr? bir "K?k?rt bile?ikleri 9. S?n?f" dersinin bulundu?u birka? blo?a b?l?nm??t?r.
Bu onlar?n ?ok say?da olmas?yla a??klanmaktad?r. Sanayide s?lf?rik asit ?retimi konusu da ayr?ca ele al?nmaktad?r. Genel olarak bu konuya ortalama 3 saat ayr?lmaktad?r.
Ancak k?k?rt, yaln?zca 10. s?n?fta, organik konular tart???ld???nda ?al??maya getiriliyor. Lisede biyoloji dersinde de bunlara de?iniliyor. Sonu?ta k?k?rt a?a??daki gibi organik molek?llerin bir par?as?d?r:
- tiyoalkoller (tioller);
- proteinler (dis?lf?r k?pr?lerinin olu?umunun meydana geldi?i ???nc?l yap?);
- tiyoaldehitler;
- tiyofenoller;
- tioesterler;
- s?lfonik asitler;
- s?lfoksitler ve di?erleri.
Organos?lf?r bile?iklerinin ?zel bir grubuna s?n?fland?r?l?rlar. Sadece canl?lar?n biyolojik s?re?lerinde de?il ayn? zamanda end?stride de ?nemlidirler. ?rne?in s?lfonik asitler bir?ok ilac?n (aspirin, s?lfonamid veya streptosit) temelini olu?turur.
Ek olarak k?k?rt, baz? bile?iklerin sabit bir bile?enidir:
- amino asitler;
- enzimler;
- vitaminler;
- hormonlar.
De?erlik karma??k bir kavramd?r. Bu terim, kimyasal ba?lanma teorisinin geli?mesiyle e? zamanl? olarak ?nemli bir d?n???m ge?irdi. Ba?lang??ta de?erlik, bir atomun belirli say?da ba?ka atomu veya atom grubunu bir kimyasal ba? olu?turmak ?zere ba?lama veya de?i?tirme yetene?iydi.
Bir elementin atomunun de?erinin niceliksel bir ?l??s?, elementin EHx form?l?n?n bir hidridini veya E form?l?n?n bir oksidini olu?turmak i?in ba?lad??? hidrojen veya oksijen atomlar?n?n (bu elementler s?ras?yla tek ve iki de?erlikli olarak kabul edildi) say?s?yd?. n ?m.
B?ylece, amonyak molek?l? NH3'teki nitrojen atomunun de?erli?i ??e e?ittir ve H2S molek?l?ndeki k?k?rt atomu, hidrojen atomunun de?eri bire e?it oldu?undan ikiye e?ittir.
Na 2 O, BaO, Al 2 O 3, SiO 2 bile?iklerinde sodyum, baryum ve silikonun de?erleri s?ras?yla 1, 2, 3 ve 4't?r.
De?erlik kavram?, atomun yap?s? bilinmeden ?nce, yani 1853'te ?ngiliz kimyager Frankland taraf?ndan kimyaya tan?t?ld?. Art?k bir elementin de?erinin atomlar?n d?? elektronlar?n?n say?s?yla yak?ndan ili?kili oldu?u tespit edilmi?tir, ??nk? atomlar?n i? kabuklar?ndaki elektronlar kimyasal ba?lar?n olu?umuna kat?lmamaktad?r.
Kovalent ba?lar?n elektronik teorisinde ?una inan?lmaktad?r: bir atomun de?erlili?i di?er atomlar?n elektronlar? ile ortak elektron ?iftlerinin olu?umuna kat?lan, temel veya uyar?lm?? durumdaki e?le?memi? elektronlar?n say?s? ile belirlenir.
Baz? elementler i?in de?erlik sabit bir de?erdir. Bu nedenle, t?m bile?iklerdeki sodyum veya potasyum tek de?erlikli, kalsiyum, magnezyum ve ?inko iki de?erlikli, al?minyum ?? de?erlikli vb. Ancak ?o?u kimyasal element, ortak elementin do?as?na ve s?recin ko?ullar?na ba?l? olarak de?i?ken de?erlik sergiler. B?ylece demir, demirin de?erli?inin s?ras?yla 2 ve 3 oldu?u klor - FeCl2 ve FeCl3 ile iki bile?ik olu?turabilir.
Oksidasyon durumu- kimyasal bir bile?ikteki bir elementin durumunu ve redoks reaksiyonlar?ndaki davran???n? karakterize eden bir kavram; say?sal olarak, oksidasyon durumu, bir elementin ba?lar?n?n her birindeki t?m elektronlar?n daha elektronegatif bir atoma aktar?ld??? varsay?m?na dayanarak, bir elemente atanabilecek formal y?ke e?ittir.
Elektronegatiflik- Bir atomun kimyasal bir ba? olu?tururken negatif y?k alma yetene?inin veya bir molek?l i?indeki bir atomun, kimyasal bir ba? olu?umunda yer alan de?erlik elektronlar?n? ?ekme yetene?inin bir ?l??s?. Elektronegatiflik mutlak bir de?er de?ildir ve ?e?itli y?ntemlerle hesaplan?r. Bu nedenle farkl? ders kitaplar?nda ve referans kitaplar?nda verilen elektronegatiflik de?erleri farkl?l?k g?sterebilir.
Tablo 2, Sanderson ?l?e?ine g?re baz? kimyasal elementlerin elektronegatifli?ini g?stermektedir ve Tablo 3, Pauling ?l?e?ine g?re elementlerin elektronegatifli?ini g?stermektedir.
Elektronegatiflik de?eri ilgili elementin sembol?n?n alt?nda verilmi?tir. Bir atomun elektronegatifli?inin say?sal de?eri ne kadar y?ksek olursa, element o kadar elektronegatif olur. En elektronegatif olan? flor atomu, en az elektronegatif olan? ise rubidyum atomudur. ?ki farkl? kimyasal elementin atomlar?ndan olu?an bir molek?lde formal negatif y?k, say?sal elektronegatiflik de?eri daha b?y?k olan atomda olacakt?r. B?ylece, bir k?k?rt dioksit SO2 molek?l?nde, k?k?rt atomunun elektronegatifli?i 2,5'tir ve oksijen atomunun elektronegatifli?i daha b?y?kt?r - 3,5. Bu nedenle negatif y?k oksijen atomunda, pozitif y?k ise k?k?rt atomunda olacakt?r.
Amonyak molek?l? NH3'te nitrojen atomunun elektronegatiflik de?eri 3,0, hidrojen atomunun elektronegatiflik de?eri ise 2,1'dir. Bu nedenle nitrojen atomu negatif y?ke sahip olacak ve hidrojen atomu pozitif y?ke sahip olacakt?r.
Elektronegatiflik de?i?imlerindeki genel e?ilimleri a??k?a bilmelisiniz. Herhangi bir kimyasal elementin atomu, d?? elektronik katman?n (bir inert gaz?n sekizli kabu?u) kararl? bir konfig?rasyonunu elde etme e?iliminde oldu?undan, bir periyottaki elementlerin elektronegatifli?i artar ve bir gruptaki elektronegatiflik genellikle atom numaras?n?n artmas?yla azal?r. eleman. Bu nedenle ?rne?in k?k?rt, fosfor ve silikonla kar??la?t?r?ld???nda daha elektronegatiftir ve karbon, silikonla kar??la?t?r?ld???nda daha elektronegatiftir.
?ki metal olmayan bile?ikten olu?an bile?ikler i?in form?ller haz?rlarken, bunlardan daha elektronegatif olan? her zaman sa?a yerle?tirilir: PCl 3, NO 2. Bu kural?n baz? tarihsel istisnalar? vard?r; ?rne?in NH 3, PH 3, vb.
Oksidasyon numaras? genellikle element sembol?n?n ?zerinde bulunan bir Arap rakam?yla (say?dan ?nce bir i?aretle) g?sterilir, ?rne?in:
Kimyasal bile?iklerdeki atomlar?n oksidasyon derecesini belirlemek i?in a?a??daki kurallara uyulur:
- Basit maddelerdeki elementlerin oksidasyon durumu s?f?rd?r.
- Bir molek?ldeki atomlar?n oksidasyon durumlar?n?n cebirsel toplam? s?f?rd?r.
- Bile?iklerdeki oksijen esas olarak –2 oksidasyon durumunu sergiler (oksijen flor?r OF 2 + 2'de, M 2 O 2 –1 gibi metal peroksitlerde).
- Bile?iklerdeki hidrojen, hidrojenin oksidasyon durumunun -1 oldu?u alkali veya toprak alkali olanlar gibi aktif metallerin hidritleri hari?, +1 oksidasyon durumu sergiler.
- Monoatomik iyonlar i?in oksidasyon durumu iyonun y?k?ne e?ittir, ?rne?in: K + - +1, Ba 2+ - +2, Br – - –1, S 2– - –2, vb.
- Kovalent polar ba?a sahip bile?iklerde, daha elektronegatif olan atomun oksidasyon durumu eksi i?aretine, daha az elektronegatif olan atomun ise art? i?aretine sahiptir.
- Organik bile?iklerde hidrojenin oksidasyon durumu +1'dir.
Yukar?daki kurallar? birka? ?rnekle a??klayal?m.
?rnek 1. Potasyum K 2 O, selenyum SeO 3 ve demir Fe 3 O 4 oksitlerindeki elementlerin oksidasyon derecesini belirleyin.
Potasyum oksit K 2 O. Bir molek?ldeki atomlar?n oksidasyon durumlar?n?n cebirsel toplam? s?f?rd?r. Oksijenin oksitlerdeki oksidasyon durumu –2'dir. Potasyumun oksit i?indeki oksidasyon durumunu n olarak g?sterelim, o zaman 2n + (–2) = 0 veya 2n = 2, dolay?s?yla n = +1, yani potasyumun oksidasyon durumu +1 olur.
Selenyum oksit SeO 3. SeO 3 molek?l? elektriksel olarak n?trd?r. ?? oksijen atomunun toplam negatif y?k? –2 x 3 = –6'd?r. Bu nedenle bu negatif y?k? s?f?ra indirmek i?in selenyumun oksidasyon durumunun +6 olmas? gerekir.
Fe3O4 molek?l? elektriksel olarak n?tr. D?rt oksijen atomunun toplam negatif y?k? –2 x 4 = –8'dir. Bu negatif y?k? e?itlemek i?in ?? demir atomunun toplam pozitif y?k?n?n +8 olmas? gerekir. Bu nedenle bir demir atomunun y?k? 8/3 = +8/3 olmal?d?r.
Bir bile?ikteki bir elementin oksidasyon durumunun kesirli bir say? olabilece?i vurgulanmal?d?r. Bu t?r fraksiyonel oksidasyon durumlar?, bir kimyasal bile?ikteki ba?lar? a??klarken anlaml? de?ildir ancak redoks reaksiyonlar? i?in denklemler olu?turmak i?in kullan?labilir.
?rnek 2. NaClO 3, K 2 Cr 2 O 7 bile?iklerindeki elementlerin oksidasyon derecesini belirleyin.
NaClO3 molek?l? elektriksel olarak n?trd?r. Sodyumun oksidasyon durumu +1, oksijenin oksidasyon durumu -2'dir. Klorun oksidasyon durumunu n olarak g?sterelim, o zaman +1 + n + 3 x (–2) = 0 veya +1 + n – 6 = 0 veya n – 5 = 0, dolay?s?yla n = +5 olur. B?ylece klorun oksidasyon durumu +5'tir.
K 2 Cr 2 O 7 molek?l? elektriksel olarak n?trd?r. Potasyumun oksidasyon durumu +1, oksijenin oksidasyon durumu -2'dir. Kromun oksidasyon durumunu n olarak g?sterelim, o zaman 2 x 1 + 2n + 7 x (–2) = 0 veya +2 + 2n – 14 = 0 veya 2n – 12 = 0, 2n = 12, dolay?s?yla n = +6. B?ylece kromun oksidasyon durumu +6'd?r.
?rnek 3. S?lfat iyonu SO4 2– i?indeki k?k?rt?n oksidasyon derecesini belirleyelim. SO 4 2– iyonunun y?k? –2'dir. Oksijenin oksidasyon durumu –2'dir. S?lf?r?n oksidasyon durumunu n olarak g?sterelim, o zaman n + 4 x (–2) = –2 veya n – 8 = –2 veya n = –2 – (–8), dolay?s?yla n = +6 olur. B?ylece k?k?rt?n oksidasyon durumu +6'd?r.
Oksidasyon durumunun bazen belirli bir elementin de?erine e?it olmad??? unutulmamal?d?r.
?rne?in, amonyak molek?l? NH3'teki veya hidrazin molek?l? N2H4'teki nitrojen atomunun oksidasyon durumlar? s?ras?yla -3 ve -2'dir, oysa bu bile?iklerdeki nitrojenin de?eri ??t?r.
Ana alt gruplar?n elemanlar? i?in maksimum pozitif oksidasyon durumu, kural olarak grup numaras?na e?ittir (istisnalar: oksijen, flor ve di?er baz? elementler).
Maksimum negatif oksidasyon durumu 8'dir - grup numaras?.
E?itim g?revleri
1. Hangi bile?ikte fosforun oksidasyon durumu +5'tir?
1) HPO3
2) H3PO3
3) Li3P
4) Alp
2. Hangi bile?ikte fosforun oksidasyon durumu –3'e e?ittir?
1) HPO3
2) H3PO3
3) Li 3 PO 4
4) Alp
3. Hangi bile?ikte nitrojenin oksidasyon durumu +4'e e?ittir?
1)HNO2
2) N204
3) N20
4) HNO3
4. Hangi bile?ikte nitrojenin oksidasyon durumu -2'ye e?ittir?
1) NH3
2) N2H4
3) N205
4) HNO2
5. Hangi bile?ikte k?k?rt?n oksidasyon durumu +2'dir?
1) Na2S03
2)SO2
3) SCl2
4) H2SO4
6. Hangi bile?ikte k?k?rt?n oksidasyon durumu +6'd?r?
1) Na2S03
2) SO3
3) SCl2
4) H2S03
7. Form?lleri CrBr2, K2Cr207, Na2CrO4 olan maddelerde kromun oksidasyon durumu s?ras?yla ?una e?ittir:
1) +2, +3, +6
2) +3, +6, +6
3) +2, +6, +5
4) +2, +6, +6
8. Bir kimyasal elementin minimum negatif oksidasyon durumu genellikle ?una e?ittir:
1) d?nem numaras?
3) d?? elektron katman?n? tamamlamak i?in eksik olan elektron say?s?
9. Ana alt gruplarda yer alan kimyasal elementlerin maksimum pozitif oksidasyon durumu kural olarak ?una e?ittir:
1) d?nem numaras?
2) kimyasal elementin seri numaras?
3) grup numaras?
4) elementteki toplam elektron say?s?
10. Fosfor bile?ikte maksimum pozitif oksidasyon durumunu sergiler
1) HPO3
2) H3PO3
3) Na3P
4) Ca3P2
11. Fosfor bile?ikte minimum oksidasyon durumu sergiler
1) HPO3
2) H3PO3
3) Na3P04
4) Ca3P2
12. Katyon ve anyonda bulunan amonyum nitritteki nitrojen atomlar? s?ras?yla oksidasyon durumlar? sergiler.
1) –3, +3
2) –3, +5
3) +3, –3
4) +3, +5
13. Hidrojen peroksitteki oksijenin de?erli?i ve oksidasyon durumu s?ras?yla e?ittir
1) II, –2
2) II, –1
3) ben, +4
4)III, –2
14. Pirit FeS2'deki k?k?rt?n de?erli?i ve oksidasyon derecesi s?ras?yla e?ittir
1) IV, +5
2) II, –1
3) II, +6
4) III, +4
15. Amonyum brom?rdeki nitrojen atomunun de?erli?i ve oksidasyon durumu s?ras?yla ?una e?ittir:
1) IV, –3
2) III, +3
3) IV, –2
4) III, +4
16. Karbon atomu ile birle?tirildi?inde negatif bir oksidasyon durumu sergiler
1) oksijen
2) sodyum
3) flor
4) klor
17. Bile?iklerinde sabit bir oksidasyon durumu sergiler
1) stronsiyum
2) demir
3) k?k?rt
4) klor
18. Bile?iklerindeki oksidasyon durumu +3 sergileyebilir
1) klor ve flor
2) fosfor ve klor
3) karbon ve k?k?rt
4) oksijen ve hidrojen
19. Bile?iklerindeki oksidasyon durumu +4 sergileyebilir
1) karbon ve hidrojen
2) karbon ve fosfor
3) karbon ve kalsiyum
4) nitrojen ve k?k?rt
20. Bile?iklerindeki grup numaras?na e?it oksidasyon durumu sergiler
1) klor
2) demir
3) oksijen
4) flor
Bile?iklerdeki bir atomun formal y?k? yard?mc? bir niceliktir; genellikle kimyadaki elementlerin ?zelliklerinin tan?mlanmas?nda kullan?l?r. Bu geleneksel elektrik y?k? oksidasyon durumudur. Bir?ok kimyasal i?lem sonucu de?eri de?i?ir. Y?k resmi olmas?na ra?men, redoks reaksiyonlar?nda (ORR) atomlar?n ?zelliklerini ve davran???n? a??k?a karakterize eder.
Oksidasyon ve red?ksiyon
Ge?mi?te kimyagerler oksijenin di?er elementlerle etkile?imini tan?mlamak i?in "oksidasyon" terimini kullan?yorlard?. Reaksiyonlar?n ad? oksijenin Latince ismi olan Oxygenium'dan gelmektedir. Daha sonra di?er elementlerin de oksitlendi?i ortaya ??kt?. Bu durumda azal?rlar - elektron kazan?rlar. Her atom, bir molek?l olu?tururken de?erlik elektron kabu?unun yap?s?n? de?i?tirir. Bu durumda, b?y?kl??? geleneksel olarak verilen veya kabul edilen elektronlar?n say?s?na ba?l? olan resmi bir y?k ortaya ??kar. Bu de?eri karakterize etmek i?in daha ?nce "oksidasyon numaras?" anlam?na gelen ?ngilizce "oksidasyon numaras?" kimyasal terimi kullan?lm??t?. Kullan?l?rken molek?l veya iyonlardaki ba? elektronlar?n?n elektronegatiflik (EO) de?eri daha y?ksek olan bir atoma ait oldu?u varsay?m?na dayan?r. Elektronlar?n? tutma ve onlar? di?er atomlardan ?ekme yetene?i, g??l? ametallerde (halojenler, oksijen) iyi bir ?ekilde ifade edilir. G??l? metaller (sodyum, potasyum, lityum, kalsiyum, di?er alkali ve alkali toprak elementleri) z?t ?zelliklere sahiptir.
Oksidasyon durumunun belirlenmesi
Oksidasyon durumu, ba??n olu?umuna kat?lan elektronlar?n tamamen daha elektronegatif bir elemente kayd?r?lmas? durumunda bir atomun kazanaca?? y?kt?r. Molek?ler yap?ya sahip olmayan maddeler (alkali metal halojen?rler ve di?er bile?ikler) vard?r. Bu durumlarda oksidasyon durumu iyonun y?k?yle ?ak???r. Geleneksel veya ger?ek y?k, atomlar?n mevcut durumlar?n? kazanmadan ?nce hangi s?recin ger?ekle?ti?ini g?sterir. Pozitif oksidasyon say?s?, atomlardan uzakla?t?r?lan toplam elektron say?s?d?r. Negatif oksidasyon say?s? kazan?lan elektron say?s?na e?ittir. Bir kimyasal elementin oksidasyon durumu de?i?tirilerek, reaksiyon s?ras?nda atomlar?na ne oldu?u (veya tam tersi) de?erlendirilebilir. Bir maddenin rengi, oksidasyon durumunda hangi de?i?ikliklerin meydana geldi?ini belirler. Farkl? de?erler sergiledikleri krom, demir ve di?er baz? elementlerin bile?ikleri farkl? renktedir.
Negatif, s?f?r ve pozitif oksidasyon durumu de?erleri
Basit maddeler ayn? EO de?erine sahip kimyasal elementlerden olu?ur. Bu durumda ba?lanma elektronlar? t?m yap?sal par?ac?klara e?it olarak aittir. Sonu? olarak, basit maddelerde elementler bir oksidasyon durumuyla (H 0 2, O 0 2, C 0) karakterize edilmez. Atomlar elektron kabul etti?inde veya genel bulut onlar?n y?n?ne do?ru kayd???nda, y?kler genellikle eksi i?aretiyle yaz?l?r. ?rne?in F -1, O -2, C -4. Elektron ba???layarak atomlar ger?ek veya resmi bir pozitif y?k kazan?r. OF 2 oksitte oksijen atomu, iki flor atomuna birer elektron verir ve O+2 oksidasyon durumundad?r. Bir molek?lde veya ?ok atomlu iyonda, daha fazla elektronegatif atomun t?m ba?lanma elektronlar?n? ald??? s?ylenir.
K?k?rt farkl? de?erlik ve oksidasyon durumlar? sergileyen bir elementtir
Ana alt gruplar?n kimyasal elementleri genellikle VIII'e e?it daha d???k bir de?erlik sergiler. ?rne?in, hidrojen s?lf?r ve metal s?lf?rlerdeki k?k?rt?n de?eri II'dir. Bir element, atomun bir, iki, d?rt veya alt? elektronun tamam?n? b?rakt??? ve s?ras?yla I, II, IV, VI de?erliklerini sergiledi?i uyar?lm?? durumdaki orta ve en y?ksek de?erlik ile karakterize edilir. Ayn? de?erler, yaln?zca eksi veya art? i?aretiyle, k?k?rt?n oksidasyon durumlar?na sahiptir:
- flor s?lf?rde bir elektron ba???lar: -1;
- hidrojen s?lf?rde en d???k de?er: -2;
- dioksit ara durumunda: +4;
- trioksit, s?lf?rik asit ve s?lfatlarda: +6.
En y?ksek oksidasyon durumunda k?k?rt yaln?zca elektronlar? kabul eder; daha d???k durumunda ise g??l? indirgeme ?zellikleri sergiler. S+4 atomlar?, ko?ullara ba?l? olarak bile?iklerde indirgeyici ajanlar veya oksitleyici ajanlar olarak g?rev yapabilir.
Kimyasal reaksiyonlarda elektron transferi
Bir sodyum klor?r kristali olu?tu?unda, sodyum, elektronlar? daha elektronegatif olan klora ba???lar. Elementlerin oksidasyon durumlar? iyonlar?n y?kleriyle ?rt???r: Na +1 Cl -1. Elektron ?iftlerinin payla??lmas? ve daha elektronegatif bir atoma kayd?r?lmas?yla olu?turulan molek?ller i?in yaln?zca formal y?k kavram? ge?erlidir. Ancak t?m bile?iklerin iyonlardan olu?tu?unu varsayabiliriz. Daha sonra atomlar, elektronlar? ?ekerek ko?ullu bir negatif y?k kazan?r ve onlar? vererek pozitif bir y?k kazan?r. Reaksiyonlarda ka? elektronun yer de?i?tirdi?ini g?sterirler. ?rne?in, karbon dioksit molek?l? C +4 O - 2 2'de, karbon kimyasal sembol?n?n sa? ?st k??esinde g?sterilen indeks, atomdan ??kar?lan elektron say?s?n? yans?t?r. Bu maddedeki oksijen, -2 oksidasyon durumuyla karakterize edilir. O kimyasal i?aretine kar??l?k gelen indeks, atoma eklenen elektronlar?n say?s?d?r.
Oksidasyon durumlar? nas?l hesaplan?r
Atomlar?n ba???lad??? ve kazand??? elektronlar?n say?s?n? saymak zaman al?c? olabilir. A?a??daki kurallar bu g?revi kolayla?t?r?r:
- Basit maddelerde oksidasyon durumlar? s?f?rd?r.
- N?tr bir maddedeki t?m atomlar?n veya iyonlar?n oksidasyonunun toplam? s?f?rd?r.
- Karma??k bir iyonda, t?m elementlerin oksidasyon durumlar?n?n toplam?, t?m par?ac???n y?k?ne kar??l?k gelmelidir.
- Daha elektronegatif bir atom, eksi i?aretiyle yaz?lan negatif bir oksidasyon durumu elde eder.
- Daha az elektronegatif elementler pozitif oksidasyon durumlar? al?r ve art? i?aretiyle yaz?l?r.
- Oksijen genellikle -2 oksidasyon durumunu sergiler.
- Hidrojen i?in karakteristik de?er: +1; metal hidritlerde bulunur: H-1.
- Flor t?m elementler aras?nda en elektronegatif olan?d?r ve oksidasyon durumu her zaman -4't?r.
- ?o?u metal i?in oksidasyon say?lar? ve de?erleri ayn?d?r.
Oksidasyon durumu ve de?erlik
Bile?iklerin ?o?u redoks i?lemlerinin bir sonucu olarak olu?ur. Elektronlar?n bir elementten di?erine ge?i?i veya yer de?i?tirmesi, oksidasyon durumlar?nda ve de?erliklerinde bir de?i?ikli?e yol a?ar. ?o?u zaman bu de?erler ?ak???r. "Elektrokimyasal de?erlik" ifadesi, "oksidasyon durumu" teriminin e?anlaml?s? olarak kullan?labilir. Ancak istisnalar da vard?r, ?rne?in amonyum iyonunda nitrojen d?rt de?erlidir. Ayn? zamanda bu elementin atomu -3 oksidasyon durumundad?r. Organik maddelerde karbon her zaman d?rt de?erliklidir, ancak metan CH4, formik alkol CH3OH ve asit HCOOH'daki C atomunun oksidasyon durumlar? farkl? de?erlere sahiptir: -4, -2 ve +2.
Redoks reaksiyonlar?
Redoks s?re?leri end?stri, teknoloji, canl? ve cans?z do?adaki en ?nemli s?re?lerin ?o?unu i?erir: yanma, korozyon, fermantasyon, h?cre i?i solunum, fotosentez ve di?er olaylar.
OVR denklemlerini derlerken katsay?lar, a?a??daki kategorilerle ?al??an elektronik denge y?ntemi kullan?larak se?ilir:
- oksidasyon durumlar?;
- indirgeyici madde elektronlar? verir ve oksitlenir;
- oksitleyici madde elektronlar? kabul eder ve indirgenir;
- Verilen elektronlar?n say?s? eklenen elektronlar?n say?s?na e?it olmal?d?r.
Elektronlar?n bir atom taraf?ndan kazan?lmas?, oksidasyon durumunda bir azalmaya (indirgenmeye) yol a?ar. Bir atomun bir veya daha fazla elektron kaybetmesine, reaksiyonlar sonucunda elementin oksidasyon say?s?nda art?? e?lik eder. Sulu ??zeltilerdeki g??l? elektrolitlerin iyonlar? aras?nda meydana gelen redoks reaksiyonlar? i?in elektronik denge yerine yar? reaksiyonlar y?ntemi s?kl?kla kullan?l?r.
