درجة الأكسدة ما هي القيمة؟ كيفية تحديد درجة أكسدة العناصر؟

مثل هذا الموضوع من المناهج الدراسية والكيمياءيسبب صعوبات عديدة لمعظم تلاميذ المدارس الحديثة، وقلة يمكن تحديد درجة الأكسدة في المركبات. أكبر الصعوبات التي يواجهها أطفال المدارس الذين يدرسون الكيمياء غير العضوية، أي طلاب المدرسة الرئيسية (8-9 درجات). سوء فهم هذا الموضوع يؤدي إلى ظهور كراهية بين تلاميذ المدارس في هذا الموضوع.

ويحدد المعلمون عددا من الأسباب لذلك"لم يعجبني" من طلاب المتوسطة والكبار في الكيمياء: عدم الرغبة في فهم المصطلحات الكيميائية المعقدة، وعدم القدرة على استخدام الخوارزميات للنظر في عملية معينة، مشاكل مع المعرفة الرياضية. وقد أدخلت وزارة التعليم في الاتحاد الروسي تغييرا كبيرا في مضمون الموضوع. وبالإضافة إلى ذلك، "قطع" وعدد ساعات تدريس الكيمياء. وقد أثر ذلك سلبا على جودة المعرفة في هذا الموضوع، مما أدى إلى انخفاض في الاهتمام بدراسة الانضباط.

ما هي مواضيع دورة الكيمياء الأكثر صعوبة بالنسبة لتلاميذ المدارس؟

في إطار البرنامج الجديد في سياق الانضباط الأكاديميوتشمل "الكيمياء" مدرسة أساسية عدة مواضيع رئيسية هي: الجدول الدوري للعناصر مندليف، والمواد غير العضوية الطبقات، التبادل الأيوني. طلاب الصف الأصعب نظرا تحدد درجة أكسدة أكاسيد.

قواعد الترتيب

أولا وقبل كل شيء، يجب أن يعرف الطلاب أن الأكاسيدهي مركبات معقدة مكونة من عنصرين، يتم فيها تضمين الأكسجين. شرط إلزامي للمركب الثنائي ينتمي إلى فئة الأكاسيد هو موقف الأكسجين في المركب الثاني في هذا المركب.

حساب مثل هذا المؤشر في أي صيغ من هذه الفئة سوف يتم الحصول عليها إلا إذا كان الطالب لديه خوارزمية معينة.

خوارزمية لأكاسيد الحمض

في البداية، لاحظ أن درجة الأكسدة هيالتعبيرات العددية لتكافؤ العناصر. وتتكون أكاسيد الحمضية من المعادن اللافلزية أو المعادن مع تكافؤ من أربعة إلى سبعة، والثانية في مثل هذه الأكاسيد بالضرورة الأكسجين.

في أكاسيد، تكافؤ الأكسجين هو دائمايتوافق مع اثنين، فإنه يمكن تحديدها من الجدول الدوري لعناصر دي مينديليف. مثل هذا اللافلزية نموذجية مثل الأكسجين، ويجري في المجموعة السادسة من المجموعة الفرعية الرئيسية من الجدول الدوري، يأخذ اثنين من الإلكترونات لاستكمال تماما مستوى الطاقة الخارجية. اللافلزية في المركبات مع الأكسجين غالبا ما تظهر أعلى التكافؤ، الذي يتوافق مع عدد من المجموعة نفسها. ومن المهم التذكير بأن درجة أكسدة العناصر الكيميائية هي مؤشر يفترض وجود عدد إيجابي (سلبي).

غير المعدنية في بداية الصيغة لديهاحالة الأكسدة الإيجابية. الأكسجين غير المعدنية في أكاسيد مستقرة، مؤشرها هو -2. من أجل التحقق من موثوقية توزيع القيم في أكاسيد الحمضية، سيكون لديك لضرب كل الأرقام التي وضعت على مؤشرات عنصر معين. وتعتبر الحسابات موثوقة إذا كان مجموع مجموع جميع إيجابيات وسلبيات درجات تسليمها هو 0.

تجميع الصيغ المكونة من عنصرين

درجة أكسدة ذرات العناصر يعطي فرصةإنشاء وحرق مركب من عنصرين. عند إنشاء صيغة لبدء الرمزين بالقرب المقررة، بعناية الثانية إعطاء الأكسجين. على رأس كل واحدة من علامات سجلت القيمة المقررة للدرجة الأكسدة، ثم وجدت بين الأرقام هو الرقم الذي سوف يكون من دون أي القسمة بالتساوي من قبل كل من الأرقام. ينبغي تقسيم المؤشر بشكل فردي عن طريق القيمة العددية لدرجة الأكسدة للحصول على مؤشرات للعناصر الأولى والثانية من المادة عنصر اثنين. ارتفاع حالة الأكسدة تساوي عدديا إلى قيمة أعلى التكافؤ اللافلزية نموذجي مطابق لرقم المجموعة، حيث وPS هو اللافلزية.

خوارزمية لتحديد القيم العددية في أكاسيد الأساسية

مركبات مماثلة هي أكاسيد نموذجيةالمعادن. لديهم في جميع المركبات لديها مؤشر الأكسدة لا يزيد عن +1 أو +2. من أجل فهم ما سيكون درجة أكسدة المعدن، يمكننا استخدام النظام الدوري. في المعادن من المجموعات الفرعية الرئيسية من المجموعة الأولى، هذه المعلمة دائما ثابتة، وهو مشابه لعدد المجموعة، وهذا هو، +1.

المعادن من المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية أيضاتتميز الأكسدة مستقرة الدولة +2 عدديا. درجة الأكسدة في كمية من أكاسيد نظرا لمؤشراتها (أرقام) يجب أن تعطي الصفر، لأن الكيميائية يعتبر جزيء محايد، خال من الجسيمات تهمة.

ترتيب درجات الأكسدة في الأحماض التي تحتوي على الأكسجين

الأحماض هي مواد معقدة،تتكون من ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر، والتي ترتبط ببعض بقايا الحمضية. وبالنظر إلى أن حالات الأكسدة هي مؤشرات رقمية، سوف تكون هناك حاجة إلى بعض المهارات الرياضية لحسابها. مثل هذا المؤشر للهيدروجين (البروتون) في الأحماض هو دائما مستقرة، هو +1. ثم يمكنك الإشارة إلى درجة الأكسدة لأيون الأكسجين السلبي، بل هو أيضا مستقرة، -2.

فقط بعد هذه الإجراءات، يمكنك حسابحالة أكسدة المكون المركزي للصيغة. كعينة محددة، دعونا النظر في تحديد درجة أكسدة العناصر في حامض الكبريتيك H2SO4. وبالنظر إلى أنه في جزيء مادة معقد معين يحتوي على اثنين من البروتونات الهيدروجينية، أربعة ذرات الأكسجين، ونحن الحصول على تعبير عن هذا النوع + 2 + X-8 = 0. من أجل مجموع لتشكيل الصفر، وسوف يكون الكبريت حالة الأكسدة من +6

ترتيب درجات الأكسدة في الأملاح

الأملاح مركبات معقدة،تتكون من أيونات المعادن وبقايا حمض واحد أو أكثر. الإجراء لتحديد درجات الأكسدة في كل من المكونات في ملح معقد هو نفسه كما هو الحال في الأحماض التي تحتوي على الأكسجين. وبالنظر إلى أن درجة أكسدة العناصر هو مؤشر رقمي، فمن المهم أن تحدد بشكل صحيح درجة أكسدة المعدن.

إذا كان المعدن تشكيل الملح يقع فيفإن المجموعة الفرعية الرئيسية، ودرجة الأكسدة تكون مستقرة، يتوافق مع رقم المجموعة، هو قيمة إيجابية. إذا كان الملح يحتوي على معدن من مجموعة فرعية مماثلة من بس، تظهر قيم مختلفة، يمكن تحديد تكافؤ المعدن من بقايا الحمض. وبمجرد أن يتم إنشاء حالة الأكسدة من المعدن، يتم تعيين حالة الأكسدة من الأكسجين (-2)، ثم يتم حساب درجة أكسدة العنصر المركزي باستخدام المعادلة الكيميائية.

وكمثال على ذلك، دعونا ننظر في التعريفدرجات الأكسدة في العناصر في نترات الصوديوم (الملح الأوسط). NaNO3. ويتكون الملح من المعدن من المجموعة الفرعية الرئيسية من المجموعة 1، وبالتالي، فإن درجة أكسدة الصوديوم يكون +1. الأكسجين في النترات لديه درجة من أكسدة -2. ولتحديد القيمة العددية لدرجة الأكسدة، تكون المعادلة هي + 1 + X-6 = 0. حل هذه المعادلة، نحصل على أن X يجب أن يكون +5، وهذا هو درجة أكسدة النيتروجين.

المصطلحات الأساسية في أوفر

للأكسدة، فضلا عن عملية الانتعاش، وهناك شروط خاصة أن تلاميذ المدارس مطلوبة للتعلم.

ودرجة أكسدة الذرة هي قدرتها المباشرة على إرفاق (إلكترونات للآخرين) من بعض الأيونات أو الذرات.

ويعتبر الأكسدة ذرات محايدة أو الأيونات المشحونة، في سياق تفاعل كيميائي يعلقون الإلكترونات على أنفسهم.

سيكون المرمم ذرات غير مشحونة أو الأيونات المشحونة، والتي تفقد الإلكترونات الخاصة بها في عملية التفاعل الكيميائي.

ويتم تمثيل الأكسدة كإجراء لإطلاق الإلكترونات.

ويرتبط الانتعاش مع قبول الإلكترونات إضافية من ذرة أو أيون دون تغيير.

عملية الحد من الأكسدةتتميز برد فعل تتغير فيه درجة أكسدة الذرة بالضرورة. هذا التعريف يسمح لنا أن نفهم كيف يمكن تحديد ما إذا كان رد الفعل أوفر.

قواعد تحليل إاد

باستخدام هذه الخوارزمية، يمكنك ترتيب المعاملات في أي تفاعل كيميائي.

1. أولا تحتاج إلى ترتيب في كل مادة كيميائيةمادة من حالة الأكسدة. لاحظ أنه في مادة بسيطة درجة الأكسدة صفر، لأنه لا يوجد ارتداد (مرفق) من الجسيمات السلبية. تم النظر في قواعد ترتيب درجات الأكسدة في المواد الثنائية وثلاثة عناصر أعلاه.

2. ثم من الضروري تحديد تلك الذرات أو الأيونات التي تغيرت فيها حالات الأكسدة في سياق التحول الذي حدث.

3. من الجانب الأيسر من المعادلة المكتوبة،الذرات أو الأيونات المشحونة التي غيرت حالات الأكسدة. وهذا أمر ضروري لتحقيق التوازن. يتم دائما الإشارة إلى العناصر من خلال قيمها.

4. وعلاوة على ذلك، تلك الذرات أو الأيونات التيتم تشكيلها خلال التفاعل، والتي أشارت إليها علامة + عدد الإلكترونات التي تلقاها الذرة، - عدد الجزيئات السلبية المقدمة. إذا انخفضت مستويات الأكسدة بعد عملية التفاعل. وهذا يعني أن الإلكترونات أخذت بواسطة ذرة (أيون). مع زيادة في درجة الأكسدة، الذرة (أيون) خلال رد فعل يعطي قبالة الإلكترونات.

5. وينقسم أصغر العدد الإجمالي أولا إلى المعاملات المستلمة، ثم إلى الإلكترونات المنقولة في العملية. الأرقام التي تم العثور عليها هي معاملات ستيروشيميكال المطلوبة.

6. تحديد المؤكسد، والحد من وكيل، والعمليات التي تحدث أثناء التفاعل.

7. وستكون الخطوة الأخيرة هي ترتيب المعاملات المجسمة الكيميائية في التفاعل قيد النظر.

   مثال ل أوبر

النظر في التطبيق العملي لهذه الخوارزمية إلى تفاعل كيميائي معين.

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

نحن نحسب المعلمات لجميع المواد البسيطة والمعقدة.

بما أن Fe و Cu هي مواد بسيطة ، فإن درجة أكسدتها هي 0. في CuSO4 ، ثم Cu + 2 ، ثم للأكسجين -2 ، وبالنسبة للكبريت +6. في FeSO4: Fe +2 ، لذلك ، لـ O-2 ، وفقًا لحسابات S +6.

الآن نحن نبحث عن عناصر يمكن أن تغير المؤشرات ، في حالتنا سوف يكونون Fe و Cu.

منذ بعد رد فعل قيمة ذرة الحديدأصبح +2 ، أعطيت 2 إلكترونات في رد الفعل. تغير النحاس أداءه من +2 إلى 0 ، لذلك ، أخذ النحاس إلكترونين. الآن نحدد عدد الإلكترونات المتلقاة والمقدمة من ذرة الحديد وموجة النحاس الثنائي التكافؤ. في سياق التحول ، يتم أخذ إلكترونين من قبل نحاس ثنائي التكافؤ ، يتم إعطاء نفس عدد الإلكترونات من ذرة الحديد.

في هذه العملية ، لا يوجد معنى في تحديدالحد الأدنى المتعدد المشترك ، لأن عددًا متساويًا من الإلكترونات يتم قبوله وإعطائه أثناء عملية التحويل. معاملات ستيروكيميائية أيضا تتوافق مع الوحدة. في التفاعل ، سوف تعرض خصائص العامل المختزل الحديد ، بينما تتأكسده. يتم اختزال كاتيون النحاس ثنائي التكافؤ إلى نحاس نقي ، في تفاعله يحتوي على أعلى درجة من الأكسدة.

تطبيق العمليات

يجب معرفة صيغ درجة الأكسدةلكل تلميذ من الصف 8-9 ، حيث يتم تضمين هذه المشكلة في مهام OGE. أي العمليات التي تحدث مع الأكسدة ، علامات التصالحية تلعب دورا هاما في حياتنا. بدونها ، عمليات التمثيل الغذائي في جسم الإنسان مستحيلة.