Keelektronegatifan (EO) adalah kemampuan atom untuk menarik elektron ketika berikatan dengan atom lain .
Keelektronegatifan bergantung pada jarak antara inti dan elektron valensi, dan seberapa dekat kulit valensi hingga sempurna. Semakin kecil jari-jari suatu atom dan semakin banyak elektron valensi, semakin tinggi EO-nya.
Fluor adalah unsur yang paling elektronegatif. Pertama, ia mempunyai 7 elektron pada kulit valensinya (hanya 1 elektron yang hilang dari oktetnya) dan, kedua, kulit valensinya (...2s 2 2p 5) terletak dekat dengan inti atom.
Atom yang paling elektronegatifnya adalah alkali dan logam alkali tanah. Mereka memiliki jari-jari besar dan kulit elektron terluarnya masih jauh dari sempurna. Jauh lebih mudah bagi mereka untuk menyerahkan elektron valensinya ke atom lain (maka kulit terluarnya akan menjadi lengkap) daripada “mendapatkan” elektron.
Keelektronegatifan dapat dinyatakan secara kuantitatif dan unsur-unsur dapat diurutkan dalam urutan yang meningkat. Skala keelektronegatifan yang paling sering digunakan adalah yang diusulkan oleh ahli kimia Amerika L. Pauling.
Perbedaan keelektronegatifan unsur-unsur dalam suatu senyawa ( ΔX) akan memungkinkan Anda menilai jenis ikatan kimia. Jika nilainya ΔX= 0 – koneksi kovalen nonpolar.
Ketika perbedaan keelektronegatifan mencapai 2,0, ikatan disebut polar kovalen, contoh: Ikatan H-F pada molekul hidrogen fluorida HF: Δ X = (3,98 - 2,20) = 1,78
Obligasi dengan perbedaan keelektronegatifan lebih besar dari 2,0 dipertimbangkan ionik. Contoh: Ikatan Na-Cl pada senyawa NaCl: Δ X = (3,16 - 0,93) = 2,23.
Keadaan oksidasi
Keadaan oksidasi (CO) adalah muatan bersyarat suatu atom dalam suatu molekul, dihitung dengan asumsi bahwa molekul tersebut terdiri dari ion dan umumnya netral secara listrik.
Ketika ikatan ionik terbentuk, elektron berpindah dari atom yang kurang elektronegatif ke atom yang lebih elektronegatif, atom kehilangan netralitas listriknya dan berubah menjadi ion. timbul muatan bilangan bulat. Ketika ikatan kovalen polar terbentuk, elektron tidak berpindah seluruhnya, melainkan sebagian sehingga timbul muatan parsial (HCl pada gambar di bawah). Bayangkan elektron telah berpindah seluruhnya dari atom hidrogen ke klor, dan muatan positif +1 telah muncul pada hidrogen, dan -1 pada klor. Muatan konvensional seperti itu disebut bilangan oksidasi.
Gambar ini menunjukkan karakteristik bilangan oksidasi dari 20 unsur pertama.
Catatan. CO tertinggi biasanya sama dengan nomor golongan dalam tabel periodik. Logam dari subkelompok utama memiliki satu karakteristik CO, sedangkan non-logam, pada umumnya, memiliki sebaran CO. Oleh karena itu, nonlogam terbentuk sejumlah besar senyawa dan memiliki sifat yang lebih “beragam” dibandingkan dengan logam.
Contoh penentuan bilangan oksidasi
Mari kita tentukan bilangan oksidasi klorin dalam senyawa:
Aturan yang telah kita pertimbangkan tidak selalu memungkinkan kita menghitung CO semua unsur, misalnya dalam molekul aminopropana tertentu.
Di sini akan lebih mudah untuk menggunakan teknik berikut:
1) Kami menggambarkan Formula struktural molekul, tanda hubung adalah ikatan, sepasang elektron.
2) Kita ubah tanda hubung menjadi panah yang mengarah ke atom yang lebih EO. Panah ini melambangkan transisi elektron ke atom. Jika dua atom identik terhubung, kita membiarkan garis apa adanya - tidak ada transfer elektron.
3) Kita menghitung berapa banyak elektron yang “datang” dan “kiri”.
Misalnya, mari kita hitung muatan atom karbon pertama. Tiga anak panah mengarah ke atom, artinya 3 elektron telah tiba, muatan -3.
Atom karbon kedua: hidrogen memberinya satu elektron, dan nitrogen mengambil satu elektron. Biayanya tidak berubah, nol. Dll.
Valensi
Valensi(dari bahasa Latin valēns “memiliki kekuatan”) - kemampuan atom untuk membentuk jumlah tertentu ikatan kimia dengan atom unsur lain.
Pada dasarnya valensi artinya kemampuan atom untuk membentuk jumlah tertentu ikatan kovalen . Jika sebuah atom mempunyai N elektron yang tidak berpasangan Dan M pasangan elektron bebas, maka atom ini dapat terbentuk n+m ikatan kovalen dengan atom lain, mis. valensinya akan sama n+m. Saat menilai valensi maksimum, seseorang harus melanjutkan dari konfigurasi elektronik keadaan "bersemangat". Misalnya, valensi maksimum atom berilium, boron, dan nitrogen adalah 4 (misalnya, dalam Be(OH) 4 2-, BF 4 - dan NH 4 +), fosfor - 5 (PCl 5), belerang - 6 ( H 2 SO 4) , klorin - 7 (Cl 2 O 7).
Dalam beberapa kasus, valensi mungkin secara numerik bertepatan dengan bilangan oksidasi, tetapi keduanya tidak identik satu sama lain. Misalnya, dalam molekul N2 dan CO terjadi ikatan rangkap tiga (yaitu, valensi masing-masing atom adalah 3), tetapi bilangan oksidasi nitrogen adalah 0, karbon +2, oksigen -2.
DI DALAM asam sendawa Bilangan oksidasi nitrogen adalah +5, sedangkan nitrogen tidak boleh memiliki valensi lebih tinggi dari 4, karena nitrogen hanya memiliki 4 orbital di tingkat terluar (dan ikatan dapat dianggap sebagai orbital yang tumpang tindih). Dan secara umum, setiap unsur periode kedua karena alasan yang sama tidak boleh memiliki valensi lebih besar dari 4.
Beberapa pertanyaan “rumit” yang sering membuat kesalahan.
Formulasi masa kini hukum periodik, ditemukan oleh D.I.Mendeleev pada tahun 1869:
Sifat-sifat unsur bergantung secara periodik nomor seri.
Sifat perubahan komposisi yang berulang secara berkala kulit elektron atom unsur menjelaskan perubahan berkala sifat-sifat unsur ketika berpindah periode dan golongan Tabel periodik.
Mari kita telusuri, misalnya, perubahan bilangan oksidasi tinggi dan rendah unsur golongan IA – VIIA pada periode kedua – keempat menurut Tabel. 3.
Positif Semua unsur menunjukkan bilangan oksidasi kecuali fluor. Nilainya meningkat seiring dengan meningkatnya muatan inti dan bertepatan dengan jumlah elektron pada tingkat energi terakhir (dengan pengecualian oksigen). Keadaan oksidasi ini disebut paling tinggi keadaan oksidasi. Misalnya, bilangan oksidasi tertinggi fosfor P adalah +V.
Negatif bilangan oksidasi ditunjukkan oleh unsur-unsur yang dimulai dengan karbon C, silikon Si dan germanium Ge. Nilainya sama dengan jumlah elektron yang hilang hingga delapan. Keadaan oksidasi ini disebut lebih rendah keadaan oksidasi. Misalnya, atom fosfor P pada tingkat energi terakhir kehilangan tiga elektron hingga delapan, yang berarti bilangan oksidasi terendah fosfor P adalah – III.
Nilai bilangan oksidasi yang lebih tinggi dan lebih rendah diulang secara berkala, bertepatan dalam kelompok; misalnya pada golongan IVA, terdapat karbon C, silikon Si dan germanium Ge tingkatan tertinggi bilangan oksidasinya +IV, dan bilangan oksidasi terendahnya adalah IV.
Periodisitas perubahan bilangan oksidasi ini tercermin dalam perubahan komposisi dan sifat secara periodik senyawa kimia elemen.
Perubahan periodik dalam keelektronegatifan unsur-unsur pada periode 1-6 golongan IA-VIA dapat ditelusuri dengan cara yang sama (Tabel 4).
Pada setiap periode Tabel Periodik, keelektronegatifan unsur meningkat seiring bertambahnya nomor atom (dari kiri ke kanan).
Di setiap kelompok Dalam tabel periodik, keelektronegatifan menurun seiring bertambahnya nomor atom (dari atas ke bawah). Fluor F memiliki elektronegativitas tertinggi, dan cesium Cs memiliki elektronegativitas terendah di antara unsur-unsur periode 1-6.
Nonlogam tipikal mempunyai elektronegativitas tinggi, sedangkan logam tipikal mempunyai elektronegativitas rendah.
Contoh tugas bagian A, B1. Pada periode ke-4 jumlah unsurnya sama dengan
2. Sifat logam unsur periode ke 3 dari Na sampai Cl
1) menjadi lebih kuat
2) melemah
3) tidak berubah
4) Saya tidak tahu
3. Sifat nonlogam halogen dengan bertambahnya nomor atom
1) meningkat
2) berkurang
3) tetap tidak berubah
4) Saya tidak tahu
4. Pada deret unsur Zn – Hg – Co – Cd terdapat salah satu unsur yang tidak termasuk dalam golongannya adalah
5. Sifat logam suatu unsur meningkat dalam beberapa cara
1) Dalam – Ga – Al
2) K – Rb – Sr
3) Ge – Ga – Tl
4) Li – Menjadi – Mg
6. Sifat nonlogam pada deret unsur Al – Si – C – N
1) meningkat
2) berkurang
3) tidak berubah
4) Saya tidak tahu
7. Pada deret unsur O – S – Se – Ukuran (jari-jari) suatu atom
1) berkurang
2) meningkat
3) tidak berubah
4) Saya tidak tahu
8. Pada deret unsur P – Si – Al – Mg, ukuran (jari-jari) suatu atom adalah
1) berkurang
2) meningkat
3) tidak berubah
4) Saya tidak tahu
9. Untuk fosfor unsur dengan lebih sedikit keelektronegatifan adalah
10. Molekul yang kerapatan elektronnya bergeser ke arah atom fosfor adalah
11. Lebih tinggi Keadaan oksidasi unsur dimanifestasikan dalam satu set oksida dan fluorida
1) ClO 2, PCl 5, SeCl 4, SO 3
2) PCl, Al 2 O 3, KCl, CO
3) SeO 3, BCl 3, N 2 O 5, CaCl 2
4) AsCl 5, SeO 2, SCl 2, Cl 2 O 7
12. Terendah keadaan oksidasi unsur - dalam senyawa hidrogennya dan set fluorida
1) ClF 3, NH 3, NaH, DARI 2
2) H 3 S + , NH +, SiH 4 , H 2 Se
3) CH 4, BF 4, H 3 O +, PF 3
4) PH 3, NF+, HF 2, CF 4
13. Valensi untuk atom multivalen adalah sama dalam serangkaian senyawa
1) SiH 4 – AsH 3 – CF 4
2) PH 3 – BF3 – ClF3
3) AsF 3 – SiCl 4 – JIKA 7
4) H 2 O – BClg – NF 3
14. Tunjukkan korespondensi antara rumus suatu zat atau ion dan bilangan oksidasi karbon di dalamnya
Bilangan oksidasi adalah besaran konvensional yang digunakan untuk mencatat reaksi redoks. Untuk menentukan bilangan oksidasi digunakan tabel oksidasi unsur kimia.
Arti
Bilangan oksidasi unsur-unsur kimia dasar didasarkan pada elektronegativitasnya. Nilainya sama dengan jumlah elektron yang dipindahkan dalam senyawa.
Keadaan oksidasi dianggap positif jika elektron dipindahkan dari atom, mis. unsur menyumbangkan elektron dalam senyawa dan merupakan zat pereduksi. Unsur-unsur ini termasuk logam; bilangan oksidasinya selalu positif.
Ketika sebuah elektron dipindahkan ke arah atom, nilainya dianggap negatif dan unsur tersebut dianggap sebagai zat pengoksidasi. Atom menerima elektron sampai tingkat energi terluarnya selesai. Sebagian besar nonlogam adalah zat pengoksidasi.
Zat sederhana yang tidak bereaksi selalu mempunyai bilangan oksidasi nol.
Beras. 1. Tabel bilangan oksidasi.
Dalam suatu senyawa, atom bukan logam dengan keelektronegatifan lebih rendah mempunyai bilangan oksidasi positif.
Definisi
Anda dapat menentukan bilangan oksidasi maksimum dan minimum (berapa banyak elektron yang dapat diberikan dan diterima suatu atom) menggunakan tabel periodik.
Derajat maksimum sama dengan jumlah golongan tempat unsur tersebut berada, atau jumlah elektron valensi. Nilai minimum ditentukan dengan rumus:
Jumlah (grup) – 8.
Beras. 2. Tabel periodik.
Karbon termasuk golongan keempat, oleh karena itu bilangan oksidasi tertingginya adalah +4, dan bilangan oksidasi terendahnya adalah -4. Bilangan oksidasi maksimum belerang adalah +6, minimum adalah -2. Kebanyakan nonlogam selalu memiliki bilangan oksidasi variabel - positif dan negatif. Pengecualiannya adalah fluorida. Bilangan oksidasinya selalu -1.
Perlu diingat bahwa aturan ini tidak berlaku untuk logam alkali dan alkali tanah masing-masing golongan I dan II. Logam-logam ini memiliki bilangan oksidasi positif yang konstan - litium Li +1, natrium Na +1, kalium K +1, berilium Be +2, magnesium Mg +2, kalsium Ca +2, strontium Sr +2, barium Ba +2. Logam lain mungkin menunjukkan tingkat oksidasi yang berbeda-beda. Pengecualian adalah aluminium. Meskipun berada pada golongan III, bilangan oksidasinya selalu +3.
Beras. 3. Logam alkali dan alkali tanah.
Dari golongan VIII, hanya rutenium dan osmium yang menunjukkan bilangan oksidasi tertinggi +8. Emas dan tembaga pada golongan I masing-masing menunjukkan bilangan oksidasi +3 dan +2.
Catatan
Untuk mencatat bilangan oksidasi dengan benar, Anda harus mengingat beberapa aturan:
- gas inert tidak bereaksi, sehingga bilangan oksidasinya selalu nol;
- dalam senyawa, variabel bilangan oksidasi bergantung pada variabel valensi dan interaksi dengan unsur lain;
- hidrogen dalam senyawa dengan logam menunjukkan bilangan oksidasi negatif - Ca +2 H 2 −1, Na +1 H −1;
- oksigen selalu memiliki bilangan oksidasi -2, kecuali oksigen fluorida dan peroksida - O +2 F 2 −1, H 2 +1 O 2 −1.
Apa yang telah kita pelajari?
Bilangan oksidasi adalah nilai bersyarat yang menunjukkan berapa banyak elektron yang diterima atau dilepaskan oleh suatu atom suatu unsur dalam suatu senyawa. Nilainya tergantung pada jumlah elektron valensi. Logam dalam senyawa selalu mempunyai bilangan oksidasi positif, yaitu. adalah agen pereduksi. Untuk logam alkali dan alkali tanah, bilangan oksidasinya selalu sama. Nonlogam, kecuali fluor, dapat mempunyai bilangan oksidasi positif dan negatif.
SAYA.Valensi (pengulangan)
Valensi adalah kemampuan atom untuk mengikat sejumlah atom lain ke dirinya sendiri.
Aturan untuk menentukan valensi
elemen dalam koneksi
1. Valensi hidrogen disalahartikan SAYA(satuan). Kemudian sesuai dengan rumus air H 2 O, dua atom hidrogen terikat pada satu atom oksigen.
2. Oksigen dalam senyawanya selalu menunjukkan valensi II. Oleh karena itu, karbon dalam senyawa CO 2 (karbon dioksida) mempunyai valensi IV.
3. Valensi lebih tinggi sama dengan nomor grup .
4. Valensi terendah sama dengan selisih antara angka 8 (banyaknya golongan dalam tabel) dan banyaknya golongan di mana unsur tersebut berada, yaitu. 8 - N kelompok .
5. Untuk logam yang terletak pada subkelompok “A”, valensinya sama dengan nomor golongannya.
6. Nonlogam umumnya menunjukkan dua valensi: lebih tinggi dan lebih rendah.
Contoh: belerang mempunyai valensi VI tertinggi dan valensi terendah (8 – 6) sama dengan II; fosfor menunjukkan valensi V dan III.
7. Valensi bisa konstan atau variabel.
Valensi suatu unsur harus diketahui untuk menyusun rumus kimia suatu senyawa.
Ingat!
Fitur kompilasi rumus kimia koneksi.
1) Valensi terendah ditunjukkan oleh unsur yang terletak di kanan ke atas pada tabel D.I.Mendeleev, dan valensi tertinggi ditunjukkan oleh unsur yang terletak di kiri dan bawah.
Misalnya, dalam kombinasi dengan oksigen, belerang menunjukkan valensi VI tertinggi, dan oksigen menunjukkan valensi II terendah. Jadi, rumus sulfur oksidanya adalah JADI 3.
Dalam senyawa silikon dengan karbon, yang pertama menunjukkan valensi IV tertinggi, dan yang kedua - IV terendah. Jadi rumusnya– SiC. Ini adalah silikon karbida, dasar dari bahan tahan api dan abrasif.
2) Atom logam menempati urutan pertama dalam rumus.
2) Dalam rumus senyawa, atom nonlogam yang mempunyai valensi paling rendah selalu menempati urutan kedua, dan nama senyawa tersebut diakhiri dengan “id”.
Misalnya, Sao - kalsium oksida, NaCl - natrium klorida, PbS – timbal sulfida.
Sekarang Anda dapat menulis rumus senyawa logam dan nonlogam.
3) Atom logam ditempatkan pertama dalam rumus.
II. Keadaan oksidasi (bahan baru)
Keadaan oksidasi- ini adalah muatan bersyarat yang diterima atom sebagai akibat dari sumbangan penuh (penerimaan) elektron, berdasarkan kondisi bahwa semua ikatan dalam senyawa bersifat ionik.
Mari kita perhatikan struktur atom fluor dan natrium:
F +9)2)7
Tidak +11)2)8)1
- Apa yang bisa Anda katakan tentang kelengkapan? tingkat eksternal atom fluor dan natrium?
- Atom mana yang lebih mudah diterima, dan mana yang lebih mudah melepaskan elektron valensi untuk menyelesaikan tingkat terluar?
Apakah kedua atom memiliki tingkat terluar yang tidak lengkap?
Lebih mudah bagi atom natrium untuk melepaskan elektron, dan bagi atom fluor untuk menerima elektron sebelum menyelesaikan tingkat terluarnya.
F 0 + 1ē → F -1 (atom netral menerima satu elektron negatif dan memperoleh bilangan oksidasi “-1”, berubah menjadi ion bermuatan negatif - anion )
Na 0 – 1ē → Na +1 (atom netral melepaskan satu elektron negatif dan memperoleh bilangan oksidasi “+1”, berubah menjadi ion bermuatan positif - kation )
Cara menentukan bilangan oksidasi suatu atom pada PSHE D.I. Mendeleev?
Aturan penentuan keadaan oksidasi atom dalam PSHE D.I. Mendeleev:
1. Hidrogen biasanya menunjukkan bilangan oksidasi (CO) +1 (pengecualian, senyawa dengan logam (hidrida) - dalam hidrogen, CO sama dengan (-1) Me + n H n -1)
2. Oksigen biasanya menunjukkan SO -2 (pengecualian: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - hidrogen peroksida)
3. Logam hanya pertunjukan + N CO positif
4. Fluor selalu menunjukkan CO sama -1 (F -1)
5. Untuk elemen subgrup utama:
Lebih tinggi CO (+) = nomor kelompok N kelompok
Terendah BERSAMA (-) = N kelompok – 8
Aturan untuk menentukan bilangan oksidasi suatu atom dalam suatu senyawa:
I. Keadaan oksidasi atom bebas dan atom dalam molekul zat sederhana sama dengan nol - Na 0 , P 4 0 , O 2 0
II. DI DALAM zat kompleks jumlah aljabar CO semua atom, dengan mempertimbangkan indeksnya, sama dengan nol = 0 , dan masuk ion kompleks biayanya.
Misalnya, H +1 N +5 HAI 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Latihan 1 – tentukan bilangan oksidasi semua atom dalam rumus asam sulfat H 2 SO 4?
1. Mari kita tentukan bilangan oksidasi hidrogen dan oksigen, dan ambil CO belerang sebagai “x”
H +1 S x O 4 -2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X = 6 atau (+6), maka belerang memiliki C O +6, yaitu S+6
Tugas 2 – menentukan bilangan oksidasi semua atom dalam rumus asam fosfat H3PO4?
1. Mari kita tentukan bilangan oksidasi hidrogen dan oksigen, dan ambil CO dari fosfor sebagai “x”
H 3 +1 P x O 4 -2
2. Mari kita buat dan selesaikan persamaan menurut aturan (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X = 5 atau (+5), maka fosfor memiliki C O +5, yaitu P+5
Tugas 3 – tentukan bilangan oksidasi semua atom dalam rumus ion amonium (NH 4) +?
1. Mari kita tentukan bilangan oksidasi hidrogen, dan ambil CO2 dari nitrogen sebagai “x”
(N x T 4 +1) +
2. Mari kita buat dan selesaikan persamaan menurut aturan (II):
(x)*1+(+1)*4=+1
X = -3, maka nitrogen memiliki C O -3, mis. N-3
Muatan formal suatu atom dalam senyawa merupakan besaran tambahan; biasanya digunakan dalam deskripsi sifat-sifat unsur dalam kimia. Muatan listrik konvensional ini adalah keadaan oksidasi. Nilainya berubah sebagai akibat dari banyak proses kimia. Meskipun muatannya formal, muatan tersebut dengan jelas mencirikan sifat dan perilaku atom dalam reaksi redoks (ORR).
Oksidasi dan reduksi
Di masa lalu, ahli kimia menggunakan istilah "oksidasi" untuk menggambarkan interaksi oksigen dengan unsur lain. Nama reaksinya berasal dari nama latin oksigen - Oxygenium. Belakangan ternyata unsur lain juga teroksidasi. Dalam hal ini, mereka berkontraksi - mereka memperoleh elektron. Setiap atom, ketika membentuk molekul, mengubah struktur kulit elektron valensinya. Dalam hal ini, muatan formal muncul, yang besarnya bergantung pada jumlah elektron yang diberikan atau diterima secara konvensional. Untuk mengkarakterisasi nilai ini, istilah kimia bahasa Inggris "bilangan oksidasi" sebelumnya digunakan, yang diterjemahkan berarti "bilangan oksidasi". Penggunaannya didasarkan pada asumsi bahwa elektron ikatan dalam molekul atau ion adalah milik atom dengan nilai keelektronegatifan (EO) yang lebih tinggi. Kemampuan untuk mempertahankan elektronnya dan menariknya dari atom lain terlihat jelas pada nonlogam kuat (halogen, oksigen). Logam kuat (natrium, kalium, litium, kalsium, unsur alkali dan alkali tanah lainnya) memiliki sifat sebaliknya.
Penentuan bilangan oksidasi
Bilangan oksidasi adalah muatan yang diperoleh suatu atom jika elektron-elektron yang berpartisipasi dalam pembentukan ikatan dipindahkan seluruhnya ke unsur yang lebih elektronegatif. Ada zat yang tidak mempunyai struktur molekul(logam alkali halida dan senyawa lainnya). Dalam kasus ini, bilangan oksidasi bertepatan dengan muatan ion. Muatan konvensional atau nyata menunjukkan proses apa yang terjadi sebelum atom memperoleh keadaannya saat ini. Bilangan oksidasi positif adalah jumlah elektron yang terlepas dari atom. Arti negatif keadaan oksidasi sama dengan jumlah elektron yang diperoleh. Dengan mengubah bilangan oksidasi suatu unsur kimia, seseorang dapat menilai apa yang terjadi pada atom-atomnya selama reaksi (dan sebaliknya). Warna suatu zat menentukan perubahan apa yang terjadi pada bilangan oksidasi. Senyawa kromium, besi, dan sejumlah unsur lainnya, yang memiliki valensi berbeda, memiliki warna berbeda.
Nilai bilangan oksidasi negatif, nol dan positif
Zat sederhana terbentuk unsur kimia dengan nilai EO yang sama. Dalam hal ini, elektron ikatan dimiliki oleh semua partikel struktural secara merata. Oleh karena itu, di zat sederhana unsur tidak mempunyai bilangan oksidasi (H 0 2, O 0 2, C 0). Ketika atom menerima elektron atau awan umum bergeser ke arahnya, muatan biasanya ditulis dengan tanda minus. Misalnya F -1, O -2, C -4. Dengan menyumbangkan elektron, atom memperoleh muatan positif nyata atau formal. Dalam oksida OF2, atom oksigen melepaskan masing-masing satu elektron ke dua atom fluor dan berada dalam keadaan oksidasi O+2. Dalam suatu molekul atau ion poliatomik, atom yang lebih elektronegatif dikatakan menerima semua elektron ikatan.
Belerang adalah unsur yang menunjukkan valensi dan bilangan oksidasi berbeda
Unsur kimia dari subkelompok utama sering kali menunjukkan valensi yang lebih rendah, sama dengan VIII. Misalnya, valensi belerang dalam hidrogen sulfida dan logam sulfida adalah II. Suatu unsur dicirikan oleh valensi menengah dan tertinggi dalam keadaan tereksitasi, ketika atom melepaskan satu, dua, empat atau keenam elektron dan masing-masing menunjukkan valensi I, II, IV, VI. Bilangan oksidasi belerang memiliki nilai yang sama, hanya dengan tanda minus atau plus:
- dalam fluor sulfida menyumbangkan satu elektron: -1;
- pada hidrogen sulfida nilai terendah: -2;
- dalam keadaan peralihan dioksida: +4;
- dalam trioksida, asam sulfat dan sulfat: +6.
Pada tingkat oksidasi tertinggi, belerang hanya menerima elektron; pada tingkat oksidasi yang lebih rendah, ia menunjukkan sifat pereduksi yang kuat. Atom S+4 dapat bertindak sebagai zat pereduksi atau zat pengoksidasi dalam senyawa, tergantung pada kondisinya.
Transfer elektron dalam reaksi kimia
Ketika kristal natrium klorida terbentuk, natrium menyumbangkan elektron ke klorin yang lebih elektronegatif. Bilangan oksidasi unsur-unsur bertepatan dengan muatan ion: Na +1 Cl -1. Untuk molekul yang tercipta dengan berbagi dan menggeser pasangan elektron ke atom yang lebih elektronegatif, hanya konsep muatan formal yang berlaku. Namun kita dapat berasumsi bahwa semua senyawa terdiri dari ion. Kemudian atom, dengan menarik elektron, memperoleh muatan negatif bersyarat, dan dengan melepaskannya, muatan positif. Dalam reaksi, mereka menunjukkan berapa banyak elektron yang dipindahkan. Misalnya, dalam molekul karbon dioksida C +4 O - 2 2 indeksnya ditunjukkan di sudut kanan atas di simbol kimia karbon menampilkan jumlah elektron yang dilepaskan dari atom. Oksigen dalam zat ini dicirikan oleh bilangan oksidasi -2. Indeks yang sesuai untuk tanda kimia O adalah jumlah elektron yang ditambahkan dalam atom.
Cara menghitung bilangan oksidasi
Menghitung jumlah elektron yang disumbangkan dan diperoleh atom dapat memakan waktu lama. Aturan berikut membuat tugas ini lebih mudah:
- Dalam zat sederhana, bilangan oksidasinya nol.
- Jumlah oksidasi seluruh atom atau ion dalam zat netral adalah nol.
- Dalam ion kompleks, jumlah bilangan oksidasi semua unsur harus sesuai dengan muatan seluruh partikel.
- Atom yang lebih elektronegatif memperoleh bilangan oksidasi negatif, yang ditulis dengan tanda minus.
- Unsur-unsur yang kurang elektronegatif menerima bilangan oksidasi positif dan ditulis dengan tanda tambah.
- Oksigen umumnya menunjukkan bilangan oksidasi -2.
- Untuk hidrogen, nilai karakteristiknya adalah: +1; dalam hidrida logam ditemukan: H-1.
- Fluor adalah unsur yang paling elektronegatif, dan bilangan oksidasinya selalu -4.
- Untuk sebagian besar logam, bilangan oksidasi dan valensinya sama.
Keadaan oksidasi dan valensi
Sebagian besar senyawa terbentuk sebagai hasil proses redoks. Transisi atau perpindahan elektron dari satu unsur ke unsur lainnya menyebabkan perubahan bilangan oksidasi dan valensinya. Seringkali nilai-nilai ini bertepatan. Ungkapan “valensi elektrokimia” dapat digunakan sebagai sinonim untuk istilah “bilangan oksidasi”. Namun ada pengecualian, misalnya pada ion amonium, nitrogen bersifat tetravalen. Pada saat yang sama, atom unsur ini berada dalam keadaan oksidasi -3. Dalam zat organik, karbon selalu tetravalen, tetapi bilangan oksidasi atom C dalam metana CH 4, alkohol format CH 3 OH dan asam HCOOH memiliki nilai yang berbeda: -4, -2 dan +2.
Reaksi redoks
Proses redoks mencakup banyak proses terpenting dalam industri, teknologi, alam hidup dan mati: pembakaran, korosi, fermentasi, respirasi intraseluler, fotosintesis, dan fenomena lainnya.
Saat menyusun persamaan OVR, koefisien dipilih menggunakan metode keseimbangan elektronik, yang beroperasi dengan kategori berikut:
- keadaan oksidasi;
- zat pereduksi melepaskan elektron dan teroksidasi;
- zat pengoksidasi menerima elektron dan direduksi;
- jumlah elektron yang dilepaskan harus sama dengan jumlah elektron yang ditambahkan.
Perolehan elektron oleh suatu atom menyebabkan penurunan bilangan oksidasi (reduksi). Hilangnya satu atau lebih elektron oleh suatu atom disertai dengan peningkatan bilangan oksidasi unsur tersebut sebagai akibat dari reaksi. Untuk ORR yang mengalir di antara ion-ion elektrolit kuat di larutan berair, lebih sering mereka tidak digunakan keseimbangan elektronik, dan metode setengah reaksi.
