Tabla de Contenidos
Когато се комбинират с други елементи, атомите могат да загубят или да получат електрони, за да придобият по-стабилна електронна конфигурация. Когато това се случи, атомът, който получава електроните, придобива отрицателен електрически заряд, като по този начин се превръща в анион, докато този, който ги губи, придобива положителен електрически заряд, превръщайки се в катион. С други думи, чрез обмен на електрони и образуване на йонна връзка, атомите стават йони .
Освен че обменят електрони, атомите могат също да ги споделят, като по този начин образуват ковалентна връзка. Тази връзка може да бъде полярна, ако един от двата атома привлича с по-голяма сила електроните, които образуват връзката, генерирайки противоположни частични електрически заряди в двата свързани атома.
окислително число
Въпреки че много връзки са ковалентни и 100% йонни връзки всъщност не съществуват, удобно е да мислим за всички връзки като за йонни връзки. Това улеснява разбирането на броя на връзките, които всеки елемент може да образува с други елементи, и изчисляването на пропорциите, в които те се комбинират. В този смисъл, винаги когато се образува някакво съединение, независимо дали йонно или не, то обикновено се характеризира с хипотетичния електрически заряд, който би имал всеки атом, ако връзката беше 100% йонна и електроните бяха напълно прехвърлени към най-електроотрицателния атом. Този хипотетичен йонен заряд се нарича степен на окисление или окислително число.
Окислителни числа или общи йонни заряди
Всеки елемент от периодичната таблица има поредица от обичайни окислителни числа, които проявява в различните съединения, от които е част. Тези степени на окисление определят много от свойствата и характеристиките на съединенията. Всъщност може да има различни съединения, образувани от едни и същи елементи и които се различават само по степента на окисление на един от елементите. Например железният оксид (Fe 2 O 3 ), който съдържа желязо в степен на окисление +3, е тъмно оранжев основен оксид, докато железният оксид (FeO) е тъмно, почти черно твърдо вещество.
Окислителното(ите) число(я), общо за всеки елемент зависи от неговата позиция в периодичната таблица. Неметалните елементи могат да проявяват както положителни, така и отрицателни степени на окисление, докато металите показват само положителни степени на окисление. В някои случаи един и същ елемент може да проявява пет или дори шест различни степени на окисление, в зависимост от елемента, с който се комбинира, и условията на реакцията.
Периодичната таблица в началото на статията показва най-често срещаните степени на окисление за повечето от известните елементи. Както може да се види в него, всички алкални метали имат уникално число на окисление, което е +1, алкалоземните имат +2, а преходните метали от група 3, както и представителните елементи от група 13 имат състоянието на окисление +3. Това е така, защото положителните степени на окисление обикновено са свързани с броя на електроните, които един атом има във валентен слой, тъй като загубата на тези електрони му позволява да придобие електронната конфигурация на благороден газ.
От друга страна, сред неметалите, отрицателното състояние на окисление може лесно да се определи чрез преброяване на броя на клетките вдясно (без да броим вашите собствени), които все още трябва да преминете, за да достигнете до групата на благородните газове. Например въглеродът е на четири квадрата разстояние от неона, така че неговото отрицателно окислително състояние е -4. Това е така, защото това число представлява броя на електроните, които атомът трябва да спечели, за да придобие електронната конфигурация на най-близкия благороден газ.
За какво се използва периодичната таблица на окислителните числа?
Тази периодична таблица има две основни приложения:
Помага за предсказване на формулата на бинарни химични съединения
Горната таблица е много полезна за предсказване на различните съединения, които могат да се образуват чрез комбиниране на два елемента един с друг. Например, знаейки, че двете най-често срещани степени на окисление на азота са +5 и -3, можем да използваме тази информация, за да предвидим, че чрез свързване с водород (който е по-малко електроотрицателен), азотът ще придобие степен на окисление -3. ще придобие +1, така че ще се образува съединение с формула NH3 ( амоняк).
Обратно, ако азотът се свърже с кислорода, който е по-електроотрицателен, има вероятност да образува оксид със степен на окисление +5 (N 2 O 5 ).
В традиционната номенклатура
Традиционната номенклатурна система за неорганични съединения се основава на система от префикси и суфикси, които се добавят към корена на името на елементите, които изграждат съединението. Системата префикс-суфикс зависи не само от степента на окисление на всеки елемент в съединението, но и от всички други общи степени на окисление, които може да проявява в други съединения.
В този смисъл предишната периодична таблица е много полезна, тъй като ни позволява да определим за повечето от съединенията тяхното традиционно име от степента на окисление на всеки елемент в съединението и от другите възможни степени на окисление, които се намират в масата.
Пример:
В SO 3 кислородът има степен на окисление -2 (тъй като е по-електроотрицателен от сярата), така че сярата трябва да има степен на окисление +6, за да се гарантира неутралността на съединението. Това означава, че SO 3 е киселинният оксид или анхидрид на сярата със степен на окисление +6.
За да назовем това съединение според традиционната система, ние търсим общите валентности или степени на окисление на сярата (които са +2, +4 и +6). Тъй като степента на окисление +6 е най-високата от три възможни степени на окисление, правилата на традиционната номенклатура диктуват наставката „ico“ да се добави към корена на името на сярата.
В заключение, името на съединението е серен анхидрид.
Препратки
Алонсо, К. (2021 г., 11 май). Окислително число . Формула на Алонсо. https://www.alonsoformula.com/inorganica/numero_oxidacion.htm
Chang, R., & Goldsby, K. (2013). Химия (11-то издание). McGraw-Hill Interamericana de España SL
EcuRed. (n.d.). Валенсия (Химия) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Valencia_(Qu%C3%ADmica)
Леон, М. и Себальос, М. (2012 г., 21 октомври). Окислително число (дефиниция) . Мария Леон и Мария Себальос. https://leonceballos.wordpress.com/2012/10/21/numero-de-oxidacion-definicion/
MIQ: Състояния или окислителни числа . (n.d.). MDP.EDU.AR. https://campus.mdp.edu.ar/agrarias/mod/page/view.php?id=4175
