المحتوى

• خطوات
• جزء 1 من 2: تحديد حالة الأكسدة حسب قوانين الكيمياء
• جزء 2 من 2: تحديد حالة الأكسدة دون استخدام قوانين الكيمياء
• نصائح
• ماذا تحتاج

في الكيمياء ، تعني مصطلحات "الأكسدة" و "الاختزال" التفاعلات التي تفقد فيها ذرة أو مجموعة ذرات أو تكتسب إلكترونات على التوالي. حالة الأكسدة هي قيمة عددية مخصصة لذرة واحدة أو أكثر والتي تميز عدد الإلكترونات المعاد توزيعها وتوضح كيفية توزيع هذه الإلكترونات بين الذرات أثناء التفاعل. يمكن أن يكون تحديد هذه القيمة إجراءً بسيطًا ومعقدًا للغاية ، اعتمادًا على الذرات والجزيئات التي تتكون منها. علاوة على ذلك ، يمكن أن تحتوي ذرات بعض العناصر على العديد من حالات الأكسدة. لحسن الحظ ، هناك قواعد بسيطة لا لبس فيها لتحديد حالة الأكسدة ، للاستخدام الواثق الذي يكفي لمعرفة أساسيات الكيمياء والجبر.

خطوات

جزء 1 من 2: تحديد حالة الأكسدة حسب قوانين الكيمياء

1. 1 حدد ما إذا كانت المادة المعنية عنصرية. حالة أكسدة الذرات خارج مركب كيميائي هي صفر. تنطبق هذه القاعدة على كل من المواد المكونة من ذرات حرة منفصلة ، وكذلك بالنسبة للمواد المكونة من جزئين أو جزيئات متعددة الذرات من عنصر واحد.
   • على سبيل المثال ، Al_(س) و Cl₂ لديها حالة أكسدة تبلغ 0 ، لأن كلاهما في حالة عنصرية غير مرتبطة كيميائياً.
   • لاحظ أن الشكل المتآصل للكبريت S.₈، أو octacera ، على الرغم من هيكلها غير النمطي ، تتميز أيضًا بحالة أكسدة صفرية.
2. 2 حدد ما إذا كانت المادة المعنية تتكون من أيونات. حالة أكسدة الأيونات تساوي شحنتها. هذا صحيح لكل من الأيونات الحرة وتلك التي تشكل جزءًا من المركبات الكيميائية.
   • على سبيل المثال ، حالة أكسدة أيون الكلور هي -1.
   • حالة أكسدة أيون الكلور في المركب الكيميائي NaCl هي أيضًا -1. نظرًا لأن أيون Na ، بحكم التعريف ، له شحنة +1 ، فإننا نستنتج أن شحنة أيون الكلور هي -1 ، وبالتالي فإن حالة الأكسدة الخاصة به هي -1.
3. 3 يرجى ملاحظة أن أيونات المعادن يمكن أن يكون لها العديد من حالات الأكسدة. يمكن أن تتأين ذرات العديد من العناصر المعدنية بكميات مختلفة. على سبيل المثال ، الشحنة الأيونية لمعدن مثل الحديد (Fe) هي +2 أو +3. يمكن تحديد شحنة أيونات المعادن (وحالة الأكسدة الخاصة بها) من خلال شحنات أيونات العناصر الأخرى التي يكون هذا المعدن جزءًا من مركب كيميائي ؛ في النص ، يُشار إلى هذه الشحنة بالأرقام الرومانية: على سبيل المثال ، الحديد (III) له حالة أكسدة +3.
   • كمثال ، ضع في اعتبارك مركبًا يحتوي على أيون الألومنيوم. إجمالي شحنة مركب AlCl₃ هو صفر.نظرًا لأننا نعلم أن أيونات الكلورين لها شحنة مقدارها -1 ، وأن المركب يحتوي على 3 أيونات من هذا القبيل ، بالنسبة للحياد العام للمادة المعنية ، يجب أن يكون لشحنة أيون Al +3. وبالتالي ، في هذه الحالة ، تكون حالة أكسدة الألومنيوم +3.
4. 4 حالة أكسدة الأكسجين هي -2 (مع بعض الاستثناءات). في جميع الحالات تقريبًا ، تتمتع ذرات الأكسجين بحالة أكسدة تبلغ -2. هناك عدة استثناءات لهذه القاعدة:
   • إذا كان الأكسجين في الحالة الأولية (O₂) ، حالة الأكسدة الخاصة به هي 0 ، كما في حالة المواد الأولية الأخرى.
   • إذا كان الأكسجين جزءًا من بيروكسيد، حالة الأكسدة الخاصة به هي -1. البيروكسيدات عبارة عن مجموعة من المركبات التي تحتوي على رابطة أكسجين وأكسجين بسيطة (أي أنيون البيروكسيد O₂). على سبيل المثال ، في تكوين H₂ا₂ (بيروكسيد الهيدروجين) الأكسجين لديه حالة شحنة وأكسدة -1.
   • عندما يقترن الأكسجين بالفلور ، يكون للأكسجين حالة أكسدة +2 ، اقرأ قاعدة الفلور أدناه.
5. 5 الهيدروجين له حالة أكسدة +1 ، مع استثناءات قليلة. كما هو الحال مع الأكسجين ، هناك أيضًا استثناءات. كقاعدة عامة ، تكون حالة أكسدة الهيدروجين +1 (إذا لم تكن في الحالة الأولية H₂). ومع ذلك ، في مركبات تسمى الهيدريدات ، تكون حالة أكسدة الهيدروجين -1.
   • على سبيل المثال ، في H₂O حالة أكسدة الهيدروجين هي +1 لأن شحنة ذرة الأكسجين هي -2 ، وهناك حاجة إلى شحنتين +1 للحياد الكلي. ومع ذلك ، في تكوين هيدريد الصوديوم ، تكون حالة أكسدة الهيدروجين هي بالفعل -1 ، نظرًا لأن أيون الصوديوم يحمل شحنة +1 ، وبالنسبة للحياد الإلكتروني العام ، يجب أن تكون شحنة ذرة الهيدروجين (وبالتالي حالة الأكسدة) يكون -1.
6. 6 الفلور دائما لديه حالة أكسدة -1. كما لوحظ بالفعل ، يمكن أن تختلف حالة أكسدة بعض العناصر (أيونات المعادن ، وذرات الأكسجين في البيروكسيدات ، وما إلى ذلك) اعتمادًا على عدد من العوامل. ومع ذلك ، فإن حالة أكسدة الفلور هي دائمًا -1. هذا يرجع إلى حقيقة أن هذا العنصر يتمتع بأكبر قدر من القدرة الكهربية - وبعبارة أخرى ، فإن ذرات الفلور هي الأقل رغبة في الانفصال عن إلكتروناتها وتجذب الإلكترونات الأجنبية بشكل أكثر نشاطًا. وبالتالي ، تظل شحنتهم دون تغيير.
7. 7 مجموع حالات الأكسدة في مركب يساوي شحنته. يجب أن تضاف حالات الأكسدة لجميع الذرات التي يتكون منها المركب الكيميائي إلى شحنة هذا المركب. على سبيل المثال ، إذا كان المركب متعادلًا ، فيجب أن يكون مجموع حالات الأكسدة لجميع ذراته صفرًا ؛ إذا كان المركب عبارة عن أيون متعدد الذرات شحنة -1 ، فإن مجموع حالات الأكسدة هو -1 ، وهكذا.
   • هذه طريقة اختبار جيدة - إذا كان مجموع حالات الأكسدة لا يساوي إجمالي شحنة المركب ، فأنت مخطئ في مكان ما.

جزء 2 من 2: تحديد حالة الأكسدة دون استخدام قوانين الكيمياء

1. 1 ابحث عن الذرات التي ليس لديها قواعد صارمة بشأن حالة الأكسدة الخاصة بها. بالنسبة لبعض العناصر ، لا توجد قواعد ثابتة لإيجاد حالة الأكسدة. إذا كانت الذرة لا تتناسب مع أي من القواعد المذكورة أعلاه ، ولا تعرف شحنتها (على سبيل المثال ، الذرة جزء من معقد ، وشحنتها غير محددة) ، يمكنك تحديد حالة أكسدة مثل هذه الذرة عن طريق الاستبعاد. أولاً ، حدد شحنة جميع الذرات الأخرى في المركب ، ثم من الشحنة الإجمالية المعروفة للمركب ، احسب حالة أكسدة هذه الذرة.
   • على سبيل المثال ، في المركب Na₂وبالتالي₄ شحنة ذرة الكبريت (S) غير معروفة - نحن نعلم فقط أنها ليست صفرية ، لأن الكبريت ليس في حالة أولية. يعتبر هذا المركب مثالًا جيدًا لتوضيح الطريقة الجبرية لتحديد حالة الأكسدة.
2. 2 أوجد حالات أكسدة العناصر المتبقية في المركب. باستخدام القواعد الموضحة أعلاه ، حدد حالات الأكسدة لذرات المركب المتبقية. لا تنس الاستثناءات من قاعدة O و H وما إلى ذلك.
   • بالنسبة لنا₂وبالتالي₄باستخدام قواعدنا ، نجد أن شحنة أيون الصوديوم (ومن ثم حالة الأكسدة) هي +1 ، ولكل ذرة من ذرات الأكسجين تكون -2.
3. 3 اضرب عدد الذرات في حالة الأكسدة. الآن بعد أن عرفنا حالات الأكسدة لجميع الذرات باستثناء واحدة ، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أنه قد يكون هناك عدة ذرات لبعض العناصر. اضرب عدد ذرات كل عنصر (يشار إليه في الصيغة الكيميائية للمركب كرمز سفلي يتبع رمز العنصر) في حالة الأكسدة الخاصة به.
   • في نا₂وبالتالي₄ لدينا ذرات 2 Na و 4 O ذرات ، وبالتالي ، بضرب 2 × +1 ، نحصل على حالة الأكسدة لجميع ذرات Na (2) ، وضرب 4 × -2 - حالة أكسدة ذرات O (-8).
4. 4 أضف النتائج السابقة. بتلخيص نتائج الضرب ، نحصل على حالة أكسدة المركب بدون مع مراعاة مساهمة الذرة المرغوبة.
   • في مثالنا ، لـ Na₂وبالتالي₄ نضيف 2 و -8 ونحصل على -6.
5. 5 أوجد حالة الأكسدة المجهولة من شحنة المركب. لديك الآن جميع البيانات اللازمة لحساب حالة الأكسدة المطلوبة بسهولة. اكتب معادلة ، على الجانب الأيسر سيكون هناك مجموع الرقم الذي تم الحصول عليه في خطوة الحساب السابقة وحالة الأكسدة غير المعروفة ، وعلى الجانب الأيمن من إجمالي شحنة المركب. بعبارات أخرى، (مجموع حالات الأكسدة المعروفة) + (حالة الأكسدة المرغوبة) = (شحنة المركب).
   • في حالتنا ، نا₂وبالتالي₄ الحل يبدو كالتالي:
     • (مجموع حالات الأكسدة المعروفة) + (حالة الأكسدة المرغوبة) = (الشحنة المركبة)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6.V Na₂وبالتالي₄ الكبريت له حالة أكسدة 6.

نصائح

• في المركبات ، يجب أن يساوي مجموع كل حالات الأكسدة الشحنة. على سبيل المثال ، إذا كان المركب عبارة عن أيون ثنائي الذرة ، يجب أن يساوي مجموع حالات الأكسدة للذرات إجمالي الشحنة الأيونية.
• من المفيد جدًا أن تكون قادرًا على استخدام الجدول الدوري ومعرفة مكان العناصر المعدنية وغير المعدنية فيه.
• دائمًا ما تكون حالة أكسدة الذرات في الصورة الأولية صفرًا. حالة أكسدة أيون واحد تساوي شحنته. عناصر المجموعة 1 أ من الجدول الدوري ، مثل الهيدروجين والليثيوم والصوديوم في شكل عنصري لها حالة أكسدة +1 ؛ حالة أكسدة معادن المجموعة 2 أ ، مثل المغنيسيوم والكالسيوم ، هي +2 في شكل عنصري. يمكن أن يكون للأكسجين والهيدروجين ، حسب نوع الرابطة الكيميائية ، حالتي أكسدة مختلفتين.

ماذا تحتاج

• الجدول الدوري للعناصر
• الوصول إلى الإنترنت أو الكتب المرجعية للكيمياء
• ورقة أو قلم رصاص أو قلم رصاص
• آلة حاسبة