Jaksotaulukko yleisillä ionivarauksilla

Yhdistettynä muihin alkuaineisiin atomit voivat menettää tai saada elektroneja saadakseen vakaamman elektronisen konfiguraation. Kun näin tapahtuu, elektroneja saava atomi saa negatiivisen sähkövarauksen, jolloin siitä tulee anioni, kun taas ne, joka menettää ne, saa positiivisen sähkövarauksen ja siitä tulee kationi. Toisin sanoen, vaihtamalla elektroneja ja muodostamalla ionisidoksen, atomeista tulee ioneja .

Elektronien vaihdon lisäksi atomit voivat myös jakaa niitä ja muodostaa näin kovalenttisen sidoksen. Tämä sidos voi olla polaarinen, jos toinen kahdesta atomista vetää puoleensa suuremmalla voimalla sidoksen muodostavia elektroneja, jolloin syntyy vastakkaisia ​​osittaisia ​​sähkövarauksia kahdessa sitoutuneessa atomissa.

hapetusnumero

Vaikka monet sidokset ovat kovalenttisia ja 100 % ionisia sidoksia ei todellisuudessa ole olemassa, on kätevää ajatella kaikkia sidoksia ionisina sidoksina. Näin on helppo ymmärtää linkkien lukumäärä, jonka kukin elementti voi muodostaa muiden elementtien kanssa, ja laskea suhteet, joissa ne yhdistyvät. Tässä mielessä aina kun jokin yhdiste muodostuu, olipa se ioninen tai ei, sille on yleensä tunnusomaista se hypoteettinen sähkövaraus, joka kullakin atomilla olisi, jos sidos olisi 100-prosenttisesti ioninen ja elektronit siirtyisivät kokonaan elektronegatiivisimpaan atomiin. Tätä hypoteettista ionivarausta kutsutaan hapetusasteeksi tai hapetusluvuksi.

Hapetusluvut tai yleiset ionivaraukset

Jokaisella jaksollisen taulukon elementillä on sarja tavanomaisia ​​hapetuslukuja, jotka se osoittaa eri yhdisteissä, joihin se kuuluu. Nämä hapetustilat määräävät monia yhdisteiden ominaisuuksia ja ominaisuuksia. Itse asiassa samoista alkuaineista voi muodostua erilaisia ​​yhdisteitä, jotka eroavat vain yhden alkuaineen hapetusluvusta. Esimerkiksi rautaoksidi (Fe ₂ O ₃ ), joka sisältää rautaa hapetustilassa +3, on tummanoranssi emäksinen oksidi, kun taas rautaoksidi (FeO) on tumma, melkein musta kiinteä aine.

Jokaiselle alkuaineelle yhteinen hapetusluku(t) riippuu sen sijainnista jaksollisessa taulukossa. Ei-metallisilla alkuaineilla voi olla sekä positiivisia että negatiivisia hapetustiloja, kun taas metallit osoittavat vain positiivisia hapetustiloja. Joissakin tapauksissa samalla alkuaineella voi olla viisi tai jopa kuusi eri hapetusastetta riippuen alkuaineesta, jonka kanssa se yhdistetään, ja reaktio-olosuhteista.

Artikkelin alussa oleva jaksollinen taulukko näyttää yleisimmät hapetustilat useimmille tunnetuille alkuaineille. Kuten siitä voidaan nähdä, kaikilla alkalimetalleilla on ainutlaatuinen hapetusluku, joka on +1, maa-alkalimetallilla +2 ja ryhmän 3 siirtymämetalleilla sekä ryhmän 13 edustavilla alkuaineilla kaikilla on tila hapetus +3. Tämä johtuu siitä, että positiiviset hapetustilat liittyvät yleensä atomin valenssikuoressa olevien elektronien määrään, koska näiden elektronien menettäminen mahdollistaa sen, että se saa jalokaasun elektronisen konfiguraation.

Toisaalta ei-metallien joukossa negatiivinen hapetusaste voidaan määrittää helposti laskemalla oikealla olevien solujen lukumäärä (omaa laskematta), jotka sinun on vielä kuljettava päästäksesi jalokaasujen ryhmään. Esimerkiksi hiili on neljän neliön päässä neonista, joten sen negatiivinen hapetusaste on -4. Tämä johtuu siitä, että tämä luku edustaa elektronien määrää, joka atomin on saatava saadakseen lähimmän jalokaasun elektronikonfiguraation.

Mihin hapetuslukujen jaksollista taulukkoa käytetään?

Tällä jaksollisella taulukolla on kaksi pääsovellusta:

Auttaa ennustamaan binäärikemiallisten yhdisteiden kaavaa

Yllä oleva taulukko on erittäin hyödyllinen ennustettaessa erilaisia ​​yhdisteitä, joita voidaan muodostaa yhdistämällä kaksi alkuainetta keskenään. Esimerkiksi, kun tiedämme, että typen kaksi yleisintä hapetustilaa ovat +5 ja -3, voimme käyttää tätä tietoa ennustamaan, että sitoutumalla veteen (joka on vähemmän elektronegatiivinen) typpi saa hapetustilan -3. kun taas vety saa +1, joten muodostuu kaavan NH ₃ mukainen yhdiste (ammoniakki).

Sitä vastoin jos typpi sitoutuu happeen, joka on elektronegatiivisempi, se todennäköisesti muodostaa oksidin, jonka hapetusaste on +5 (N ₂ O ₅ ).

Perinteisessä nimikkeistössä

Epäorgaanisten yhdisteiden perinteinen nimistöjärjestelmä perustuu etuliitteiden ja jälkiliitteiden järjestelmään, jotka lisätään yhdisteen muodostavien elementtien nimen juureen. Etuliite-liitejärjestelmä ei riipu ainoastaan ​​yhdisteen kunkin alkuaineen hapetusasteesta, vaan myös kaikista muista yleisistä hapetustiloista, joita sillä voi olla muissa yhdisteissä.

Tässä mielessä edellinen jaksollinen taulukko on erittäin hyödyllinen, koska sen avulla voimme määrittää useimmille yhdisteille niiden perinteisen nimen yhdisteen kunkin alkuaineen hapetusasteesta ja muista mahdollisista hapetustiloista, joita löytyy pöytä.

Esimerkki:

SO ₃ :ssa hapen hapetusaste on -2 (koska se on elektronegatiivisempi kuin rikki), joten rikin hapetusasteen tulee olla +6, jotta yhdisteen neutraalisuus voidaan varmistaa. Tämä tarkoittaa, että SO ₃ on rikin happooksidi tai anhydridi, jonka hapetusaste on +6.

Tämän yhdisteen nimeämiseksi perinteisen järjestelmän mukaisesti etsimme rikin yleisiä valenssia tai hapetusasteita (jotka ovat +2, +4 ja +6). Koska hapetusaste +6 on korkein kolmesta mahdollisesta hapetusasteesta, perinteiset nimistösäännöt edellyttävät, että rikin nimen juureen on lisättävä jälkiliite ”ico”.

Yhteenvetona voidaan todeta, että yhdisteen nimi on rikkihappoanhydridi.

Viitteet

Alonso, C. (2021, 11. toukokuuta). Hapetusluku . Alonson kaava. https://www.alonsoformula.com/inorganica/numero_oxidacion.htm

Chang, R. ja Goldsby, K. (2013). Kemia (11. painos). McGraw-Hill Interamericana de España SL

EcuRed. (n.d.). Valencia (kemia) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Valencia_(Qu%C3%ADmica)

León, M., & Ceballos, M. (2012, 21. lokakuuta). Hapetusluku (määritelmä) . Maria Leon ja Maria Ceballos. https://leonceballos.wordpress.com/2012/10/21/numero-de-oxidacion-definicion/

MIQ: Tilat tai hapetusluvut . (n.d.). MDP.EDU.AR. https://campus.mdp.edu.ar/agrarias/mod/page/view.php?id=4175