Какой заряд у со2

Если электрону сообщить достаточное количество энергии, то электрон “оторвётся” от атома. Чем ближе электрон
к ядру – тем сложнее его отрывать, а значит, больше энергии необходимо передать. Энергия, необходимая для отрыва
электрона, называется энергией ионизации или ионизационный потенциал (I). Значения I затабулированы и могут быть
найдены в различных справочниках.

Ион – это заряженная частица, образованная из молекулы или атома путём потери или приобретения одного электрона.
Отсюда следует, что в ионе количество протонов не равно количеству электронов.
После изучения статьи Вы узнаете, какими бывают заряженные частицы, что такое ионы, катионы и анионы, также
Вы сможете по номеру элемента узнать, каким зарядом он может обладать.

Атомы кобальта в соединениях проявляют валентность V, IV, III, II, I.

Валентность кобальта характеризует способность атома Co к образованию хмических связей.
Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании
химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации,
для иона Co эти числа имеют значение N = 3, L = 2, Ml = 2, Ms = +½

Видео заполнения электронной конфигурации (gif):

Где Co в таблице менделеева?

Эта статья содержит подробные факты о 13 важных факторах CO2, включая структуру Льюиса CO2, валентный угол, форму и т. д.

В структуре Льюиса CO2 молекула имеет линейную форму. Все атомы молекулы СО2 лежат в одной плоскости. Центральный атом c здесь sp-гибридизирован, и между атомами C и O присутствуют две сигма-связи и две π-связи. Благодаря своему симметричному строению молекула неполярна.

Длина связи CO составляет около 116 пм. Из-за характера двойной связи длина связи уменьшается. Сама молекула нейтральна, но в водной среде действует как кислота.

В физическом состоянии CO2 представляет собой бесцветную газообразную молекулу. Он почти на 50% плотнее обычного воздуха.

Молярная масса молекулы СО2 составляет 44.03 г/моль. Поскольку это газообразная молекула, у нее есть давление пара, а значение давления пара составляет 5.72 МПа при 30°С.0 С температура. Кристаллическая структура этой молекулы тригональная, но геометрия линейная. При -78.50 C, он переходит в твердое состояние, и температура настолько низкая, что это называется сухой лед. Во многих органических реакциях потребуется сухой лед.

Полное сгорание C в присутствии кислорода на открытом воздухе дает CO2. CO2 также является побочным продуктом промышленного производства H по стволу.

С + О2 = СО2

Как нарисовать структуру Льюиса CO2?

Точечная структура Льюиса является очень важным параметром для каждой ковалентной молекулы. Это помогает узнать геометрию, валентный угол и несколько валентных электронов молекулы.

К Нарисуйте структуру Льюиса CO2 мы должны выполнить несколько шагов.

Прежде всего, мы должны посчитать общее количество валентных электронов атомов С и О, а затем сложить их вместе.

Судя по электронной конфигурации, C имеет четыре электрона в своей валентной оболочке, а O имеет шесть электронов. Количество валентных электронов в CO2 структура льюиса будет 4+6+6=16. Согласно правилу октета электронам требуется 3*8 = 24 электрона, а нехватка электронов составит 24-16 = 8 электронов, а для связи потребуется 8/2 = 4 связи. Таким образом, в структуре Льюиса CO2 требуется минимум 4 связи.

Структура Льюиса CO2

Итак, мы соединяем C и два атома O одинарными связями, а затем, чтобы завершить октет, добавляем множественные связи между атомами C и O. В конечном итоге между атомами C и O присутствуют две сигма-связи и две π-связи.

В зависимости от заряда и меньшей электроотрицательности C будет центральным атомом, а O – концевыми атомами.

Теперь мы назначили неподеленную пару над соответствующими атомами. C не имеет лишнего электрона на своей валентной оболочке после образования кратной связи. Таким образом, у него нет одиноких пар. Но после образования связи у O есть четыре дополнительных электрона, и они существуют в виде двух пар неподеленных пар над атомами O. Молекула нейтральна, поэтому нет необходимости добавлять к ней положительный или отрицательный заряд.

Форма структуры Льюиса CO2

CO2 форма структуры Льюиса можно предсказать на основе теории VSEPR (отталкивание пар электронов валентной оболочки). Согласно этой теории, если молекула имеет общую формулу типа AX2, то обычно принимается линейная структура, если центральный атом не имеет неподеленных пар.

CO2 Форма Льюиса

В СО2 структура льюиса, для одинарной связи количество электронов составляет 2 + 2 = 4 электрона. Итак, согласно теории VSEPR, если количество электронов для ковалентной молекулы будет равно 4, то она принимает линейную структуру. Кроме того, CO2 представляет собой молекулу типа AX2, а центральный C не имеет неподеленных пар.

Для завершения октета будут добавлены две кратные связи. C является центральным атомом, а два O находятся по обе стороны от C в концевом положении.

Валентные электроны СО2

В структуре Льюиса CO2 C и O имеют несколько электронов на своей внешней орбитали, которые могут участвовать в образовании связи, и с помощью этого электрона они могут завершить свой октет. Эти электроны известны как валентные электроны.

Валентные электроны CO2

Таким образом, общее число валентных электронов в СО2 структура льюиса 4+(6*2)= 16 электронов.

Неподеленные пары структуры Льюиса CO2

После подсчета валентных электронов для структуры Льюиса CO2 необходимо рассчитать неподеленные пары молекулы. Неподеленные пары также присутствуют в валентной оболочке, но не участвуют в образовании связи.

Одиночные пары CO2

С – группа 2nd период 14th элемента, поэтому он имеет четыре электрона на внешней оболочке, и все электроны участвуют в сигма-, а также в π-связях с двумя атомами O. Таким образом, у него нет лишних электронов в его валентной оболочке, поэтому C – это отсутствие неподеленных пар.

Но О это группа 2nd период 16th элемента и имеет шесть электронов на своей валентной 2s-орбитали, и из шести электронов два участвуют в образовании двойной связи с атомом C. Итак, у него на валентной оболочке четыре электрона, которые не участвуют в образовании связи, и эти четыре электрона существуют как две пары неподеленных пар над каждым атомом O.

Таким образом, общее количество неподеленных пар над структурой Льюиса СО2 для двух атомов О составляет 2*2 = 4 пары неподеленных пар.

Правило октета структуры Льюиса CO2

C, как и O, пытаются завершить свою валентную орбиталь, принимая четыре и два электрона соответственно. После принятия электронов их электронная конфигурация будет такой же, как у ближайшей конфигурации благородного газа. Это называется правилом октета.

C нуждается в четырех электронах в своей валентной оболочке, поэтому он разделяет четыре электрона с двумя атомами O, образуя две сигма-связи и две π-связи, чтобы завершить свой октет.

Опять же, для O это группа 16th элемент и имеет шесть электронов в своей валентной оболочке и требуется еще два, чтобы завершить его октет. Таким образом, он образовал одну сигма- и одну π-связь с c, чтобы разделить электроны и завершить свой октет.

Формальный заряд структуры Льюиса CO2

Формальный заряд CO2 очевиден независимо от того, заряжена молекула или нет. Расчет формального заряда CO2 структура льюиса предполагая такую ​​же электроотрицательность каждого атома в молекуле, как C и O.

Формальное обвинение является гипотетическим понятием, и для его определения существует особая формула.

Формула, которую мы можем использовать для расчета формального заряда, ФК = Нv – NЛ.П. -1/2 Нбп

Где Nv – количество электронов на валентной оболочке или на самой внешней орбитали, Nлп – количество электронов в неподеленной паре, а Nбп  это общее число электронов, которые участвуют только в образовании связи.

В структуре Льюиса CO2 C и O являются разными заместителями, поэтому мы должны рассчитать формальный заряд атомов C и o по отдельности, используя приведенную выше формулу.

Формальный заряд над C: 4-0-(8/2) = 0

Число валентных электронов для C равно 4, неподеленных пар над C и C нет, а C образует четыре связи, поэтому в четырех связях задействовано восемь электронов.

Формальный заряд над O равен 6-4-(4/2) = 0.

O имеет шесть электронов в своей валентной оболочке, а четыре электрона находятся в двух парах неподеленных пар. O образует две связи с C, и каждая связь содержит два электрона, поэтому четыре электрона участвуют в двух связях.

Итак, из вышеприведенного расчета можно сказать, что формального заряд присутствует на отдельных атомах в структуре Льюиса CO2 нейтрален.

Валентный угол структуры Льюиса CO2

В СО2 структура льюиса, валентный угол OCO составляет 1800, что соответствует линейной геометрии. Валентный угол является важным параметром для каждой ковалентной молекулы, чтобы правильно расположить отдельные атомы в пространстве.

Угол связи CO2

Из теории ВСЕПР, если молекула является AX2 тип и центральный атом не имеет неподеленных пар, то валентный угол молекулы равен 1800 что отражает линейность его структуры. Структура Льюиса CO2 – AX2 тип, а молекула принимает линейную структуру, поэтому ожидается, что валентный угол OCO составит 1800.

Два атома O несут неподеленные пары, которые находятся очень далеко друг от друга, поэтому вероятность отталкивания неподеленных пар отсутствует. Молекула очень жесткая из-за двойных связей, поэтому она не может изменить свой валентный угол, а также свою структуру.

Резонанс структуры Льюиса CO2

В структуре Льюиса CO2 в резонансе будут разные формы скелета. Резонанс – это гипотетическая концепция, согласно которой делокализация электронных облаков происходит между O и C в разных формах скелета.

Резонирующая структура CO2

Имеется четыре независимых резонирующих структуры в CO2 Льюиса структура. Структура III вносит наибольший вклад, поскольку содержит больше ковалентных связей, чем структура IV. Но в структуре IV электроотрицательный атом О получает положительный заряд, а электроположительный атом С получает отрицательный заряд, что является дестабилизирующим фактором. Таким образом, структура III вносит наибольший вклад в резонанс CO2.

Структура II вносит больший вклад, чем структура I. В структуре I два положительных заряда присутствуют на одном и том же атоме и имеется меньшее количество ковалентных связей.

Гибридизация CO2

В СО2 структура льюиса, центральный атом C подвергается sp-гибридизации с двумя атомами O. Гибридизация – это теоретическая концепция, согласно которой две или более орбиталей с разной энергией и ориентацией при смешивании образуют новую гибридную орбиталь с эквивалентной энергией для образования стабильной ковалентной связи.

Существует специальная формула для расчета гибридизации любой ковалентной молекулы.

H = 0.5(V+M-C+A), где H = значение гибридизации, V — количество валентных электронов в центральном атоме., M = одновалентные атомы в окружении, С=нет. катиона, А=нет. аниона.

По этой формуле мы можем вычислить, сколько орбиталей участвует в гибридизации. Для расчета гибридизации мы не можем рассматривать π или кратные связи.

В СО2 структура льюиса, два электрона c участвуют в двух сигма-связях с двумя атомами O. Таким образом, гибридизационная орбиталь C в структуре Льюиса CO2 есть, ½(2+2+0+0) = 2 (уд)

Из вышеприведенной таблицы можно сказать, что если в гибридизации участвуют две орбитали, то молекула будет sp-гибридизована.

Из блочной диаграммы CO2 структура льюиса, мы можем сказать, что в основном состоянии есть два электрона на s-орбитали и два электрона на p-орбиталях C. Когда система получает питание, один электрон с s-орбитали продвигается на вакантную p-орбиталь, и теперь C имеет четыре неспаренных электрона в его валентной оболочке, и он может быть готов к образованию связи.

Теперь в этой гибридизации один O образует сигма-связь с s-орбиталью, а один O образует сигма-связь с электроном на p-орбиталях C, а оставшиеся два неспаренных электрона на p-орбиталях C образуют π-связи с двумя O. мы не можем рассматривать π-связи.

Таким образом, в этой гибридизации CO2 участвуют одна s-орбиталь и одна p-орбиталь. Итак, гибридизация будет sp.

Из таблицы гибридизации мы также можем сказать, что линейная молекула будет sp-гибридизирована, а валентный угол равен 180°.0.

Растворимость СО2

Растворимость СО2 в различных растворителях также зависит от природы и температуры. CO2 является неполярной молекулой, поэтому ожидается, что он растворим в неполярном растворителе (подобное растворяется в подобном).

Но Co2 может растворяться в полярных растворителях, таких как вода, это газообразная молекула, поэтому она растворяется в процессе адсорбции. При стандартной комнатной температуре в 1.44 л воды растворяется 2 г СО1. Итак, растворимость СО2 в воде очень плохая.

Является ли CO2 ионным?

CO2 имеет несколько % ионного характера. Согласно правилу Фаяна, все ковалентные молекулы имеют некоторый % ионный характер, основанный на их ионном потенциале и поляризуемости.

Размер C очень мал, поэтому у него достаточно ионного потенциала, чтобы поляризовать атомы O. Из-за поляризуемости атомов O он проявляет некоторый ионный характер и мало может распадаться на ионы.

Является ли Co2 кислотным или основным?

Молекула CO2 сама по себе не является ни кислотной, ни основной. Но в водной среде он действует как кислота.

В структуре Льюиса CO2 нет ионизируемого протона или гидроксильной группы. Таким образом, он нейтрален в нормальном состоянии. Но когда он растворяется в воде, он образует органическую мягкую кислоту Угольная кислота (H2CO3). Из-за образования кислотного целого раствор становится кислым, так как вода нейтральна. Так, в водной среде он действует как кислота.

CO2 + H2О = Н2CO3

Является ли CO2 полярным или неполярным?

Молекула CO2 неполярна по своей симметричной форме. У этой молекулы нет дипольного момента.

Молекула полярный или неполярный это зависит от результирующего значения дипольного момента этой молекулы. В структуре Льюиса CO2 молекула имеет линейную и симметричную структуру, поэтому направления двух дипольных моментов прямо противоположны и компенсируют друг друга.

Дипольный момент CO2

Таким образом, результирующий дипольный момент молекулы CO2 равен нулю, что делает молекулу неполярной.

Является ли CO2 симметричным или асимметричным?

Форма молекулы CO2 симметрична из-за ее линейной структуры. Атом C занимает центральное положение, а два атома O являются двумя противоположными узлами C и образуют линейную геометрию с симметричной формой.

Но в молекуле СО2 наблюдается свойство растяжения, когда одна связь СО увеличивается, а другая остается прежней, тогда молекула уже не лежит в симметричной форме, и только тогда у нее появляется какой-то дипольный момент.

Асимметричная растяжка CO2

Заключение

Из приведенного выше подробного обсуждения CO2 структура льюиса, мы можем заключить, что CO2 является линейной и симметричной молекулой, имеющей валентный угол 1800, и для этой симметричной структуры он неполярен. Сама молекула нейтральна, но водный раствор будет кислым.

Двуокись углерода (СО2) неполярна, потому что она имеет линейную симметричную структуру с двумя атомами кислорода с одинаковой электроотрицательностью, которые оттягивают электронную плотность от углерода под углом 180 градусов в любом направлении. Полярность в молекуле возникает из-за неравного распределения валентных электронов; поскольку в случае углекислого газа нет неравного распределения валентных электронов, он неполярен.

Однако, прежде чем мы перейдем к сути этого, это помогает сначала понять несколько основных концепций, касающихся полярности молекулы.

Какая полярность?

Молекулы с областями положительного и отрицательного заряда называются «полярными», и это свойство таких молекул называется полярностью.

Возьмем, к примеру, воду. Из-за его изогнутой структуры и типа связей, которые он имеет, один конец его молекулы (то есть конец кислорода) обладает небольшим отрицательным зарядом, в то время как другой конец имеет небольшой положительный заряд (то есть конец водорода). Это делает воду полярной молекулой.

Точно так же молекулы, не имеющие областей положительного и отрицательного заряда, называются неполярными. Этан, например, является неполярной молекулой. Форма, которую он имеет, и тип связей, из которых он состоит, не дают ему заряжаться.

В химии есть такое понятие, которое гласит, что «нравится растворяет симпатии»; на самом деле это ссылка на растворимость одного вещества в другом. Полярные материалы, как правило, лучше растворяются в полярных растворителях, и то же самое верно и для неполярных материалов.

Что делает молекулу полярной?

Полярность молекулы связана со смещением электронов в определенном направлении. Это, в свою очередь, зависит от полярности связей, присутствующих в молекуле, поскольку эти связи также содержат электроны.

Связь между двумя атомами называется полярной, если оба атома различны, потому что, если оба атома одинаковы, тогда ядра обоих этих атомов будут удерживать свои электроны, и, следовательно, эти электроны не смогут перемещаться в любое направление. С другой стороны, если два атома разные, они определенно будут обладать разными способностями притягивать электроны связи.

Следовательно, атом с большей способностью притягивать электроны к себе (то есть он более электроотрицателен, чем другой атом), приобретет на себе небольшой отрицательный заряд, и связь между двумя атомами станет полярной.

В общем, можно сказать, что электронная плотность полярной связи накапливается к одному концу связи, что приводит к тому, что этот конец имеет небольшой отрицательный заряд, а другой конец имеет небольшой положительный заряд. Это делает молекулу полярной. Точно так же, если молекула не имеет областей положительного и отрицательного заряда, она считается неполярной.

Однако следует отметить интересный факт: чем больше разница электроотрицательностей, тем более полярной будет связь внутри молекулы. Карбонильные соединения полярны, потому что карбонильный углерод слегка положителен. Итак, разве диоксид углерода, содержащий положительный углерод и два частично отрицательных атома кислорода, не должен быть полярным?

Почему диоксид углерода неполярен?

Если молекула состоит из более чем одной связи, то необходимо учитывать совокупный эффект всех этих связей. Давайте посмотрим на структуру углекислого газа:

Как вы можете ясно видеть, в молекуле есть атом углерода, имеющий две двойные связи с кислородом. Конечно, кислород более электроотрицателен, чем углерод, поэтому можно подумать, что электроны, присутствующие в связи между углеродом и кислородом, будут притягиваться к атому кислорода.

Однако на самом деле этого не происходит. Причина кроется в геометрии молекулы. Как видите, обе эти двойные связи расположены под углом 180 градусов от центрального атома углерода. Следовательно, когда атом кислорода справа пытается стянуть электронную плотность с углерода на себя, (другой) атом кислорода, то есть тот, что слева, притягивает электронную плотность к себе с равной силой.

В результате нет чистого смещения электронов в любом направлении, поэтому нет накопления чистых зарядов ни на одном из атомов, что делает молекулу диоксида углерода неполярной.

Степень окисления в CO2

Плотность – 1,997 г/л. Брутто-формула – CO2 (строение молекулы изображено на рис. 1). Молярная масса оксида углерода (IV) равна – 44,01 г/моль.

Рис. 1. Строение молекулы углекислого газа.

Твердый CO2, носящий название «сухой лед», возгоняется при комнатной температуре. Плохо растворяется в воде, частично реагируя с ней. Проявляет кислотные свойства. Восстанавливается активными металлами, водородом и углеродом.

CO2, степени окисления элементов в нем

Чтобы определить степени окисления элементов, входящих в состав диоксида углерода, сначала необходимо разобраться с тем, для каких элементов эта величина точно известна.

Степень окисления кислорода в составе оксидов всегда равна (-2). Для нахождения степени окисления углерода примем её значение за «х» и определим его при помощи уравнения электронейтральности:

Значит степень окисления углерода в оксиде углерода (IV) равна (+4):

Примеры решения задач

Степень окисления серы в диоксиде серы равна (+4): S +4 O2.

б) Степень окисления неметаллов в элементарном состоянии равна нулю:S 0 .

в)Калий проявляет постоянную степень окисления, совпадающую с номером группы в Периодической системе Д.И. Менделеева, в которой он расположен, т.е. равна (+1) (калий – металл). Степень окисления кислорода в составе неорганических кислот и их остатков всегда равна (-2). Для нахождения степени окисления серы примем её значение за «х» и определим его при помощи уравнения электронейтральности:

Степень окисления серы в гидросульфите калия равна (+4):KHS +4 O3.

Степень окисления серы в сероводородной кислоте равна (-2): H2S -2 .

б)Натрий проявляет постоянную степень окисления, совпадающую с номером группы в Периодической системе Д.И. Менделеева, в которой он расположен, т.е. равна (+1) (натрий – металл). Степень окисления кислорода в составе неорганических кислот и их остатков всегда равна (-2). Для нахождения степени окисления серы примем её значение за «х» и определим его при помощи уравнения электронейтральности:

Степень окисления серы в сульфате натрия равна (+4):Na2S +6 O4.

в)Алюминий проявляет постоянную степень окисления, совпадающую с номером группы в Периодической системе Д.И. Менделеева, в которой он расположен, т.е. равна (+3) (алюминий – металл). Степень окисления кислорода в составе неорганических кислот и их остатков всегда равна (-2). Для нахождения степени окисления серы примем её значение за «х» и определим его при помощи уравнения электронейтральности:

Степень окисления серы в сульфате алюминия равна (+6):Al2(S +6 O4)3.

Как расставлять и как определить степень окисления элементов. Как определять степени окисления

Простые вещества, такие как Cl2и О2 в этом случае не происходит сдвига электронов и степень окисления равна нулю.

Качественная характеристика окислительно-восстановительных реакций

Окислительно-восстановительные реакции являются наиболее распространенными химическими реакциями в природе. К ним относятся, например, фотосинтез, метаболизм и биологические процессы, а также сжигание топлива, производство металлов и многие другие реакции.

Реакции восстановления давно и успешно используются человечеством для самых разных целей, но сама теория электронов в окислительно-восстановительных процессах возникла совсем недавно, т.е. в начале 20 века.

Валентность

Живучесть — это сложное понятие, которое возникает с понятием химической связи и определяется как свойство атома соединяться с определенным количеством атомов другого элемента или вытеснять их, т.е. способность атома образовывать химические связи в соединении.

Изначально валентность определялась по водороду (считался как 1) или кислороду (валентность 2).

Впоследствии были выделены положительные и отрицательные значения. Количественно, положительная валентность — это число электронов, поставляемых атомом, а отрицательная валентность — это число электронов, которые должны быть присоединены к атому для выполнения правила октавы (т.е. для завершения внешнего энергетического уровня).

Совсем недавно в понятие жизненной силы стали включать природу химических связей, образующихся при объединении людей.

Как правило, наибольшая интенсивность данных соответствует номеру группы в периодической таблице.

Однако, как и во всех правилах, есть исключения.

Например, медь и золото находятся в первой группе периодической таблицы, и их интенсивность должна быть равна номеру группы, т.е. 1, тогда как на практике медь имеет максимальную интенсивность 2, а золото — 3.

Степень окисления, иногда называемая окислительным числом, электрохимической валентностью или состоянием окисления, является относительным понятием.

Например, при расчете степеней окисления большинство соединений вообще не являются ионными, а молекулами считаются только ионы.

Количественно, степень окисления атомов элемента в соединении определяется числом электронов, присоединенных к атомам или смещенных с них.

Таким образом, если смещения электронов не происходит, степень окисления будет равна нулю, отрицательной — если электроны смещены в сторону конкретного атома, и положительной — если они смещены в сторону от конкретного атома.

Нахождение степени окисления химического вещества — простое занятие, требующее лишь внимания и знания основных правил и исключений. Для того чтобы разобраться в исключениях и использовать специальные таблицы, не требуется много времени.

Атомы и молекулы играют важную роль в химических процессах, а их свойства определяют последствия химических реакций. Одним из важных свойств атомов является их число окисления. Это упрощает метод расчета переноса электронов на частицы. Как определить степень окисления или типичный заряд частицы и какие правила для этого нужно знать?

Все химические реакции происходят в результате взаимодействия атомов различных веществ. Свойства мелких частиц определяют процесс реакции и ее последствия.

Термин окисление в химии относится к реакции, в которой группа атомов или один из них теряет или приобретает электрон. В случае усиления реакция называется «восстановлением».

Состояние окисления — это количественная мера перераспределения электронов в реакции. Другими словами, в процессе окисления электроны внутри атома уменьшаются или увеличиваются и перераспределяются между другими взаимодействующими частицами, а степень окисления показывает, как именно они реорганизуются. Это понятие тесно связано с электроотрицательностью частиц, т.е. их способностью притягивать и отталкивать свободные ионы.

Определение степени окисления зависит от свойств и характеристик каждого вещества, поэтому процесс расчета нельзя однозначно охарактеризовать как простой или сложный, но результаты помогают документировать процесс обычных окислительно-восстановительных реакций. Важно понимать, что результаты расчета являются следствием переноса электронов, не имеют физического смысла и не представляют фактический заряд ядра.

Важно знать! Обратите внимание, что в неорганической химии термин валентность часто используется вместо состояния окисления элемента, что не является ошибкой, но второй термин более распространен.

Понятия и правила расчета движения электронов лежат в основе классификации химических веществ (номенклатуры), описания их свойств и синтеза типов связей. Однако часто этот термин используется для описания и проведения окислительно-восстановительных реакций.

Правила определения степени окисления

Как узнать состояние окисления? Имея дело с окислительно-восстановительными реакциями, важно знать, что типичный заряд частицы всегда равен численно выраженному значению электрона. Эта специфика обусловлена предположением, что электронная пара, образующая связь, всегда полностью смещается к наиболее отрицательной частице. Если мы говорим об ионной связи, то следует понимать, что в случае реакций ковалентной связи электроны поровну распределяются между одними и теми же частицами.

Число окисления может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Важно отметить, что во время реакции атомы должны стать нейтральными. Для этого необходимо добавить электрон, если ион положительный, или удалить его, если он отрицательный. Чтобы указать на это значение при записи типа, принято писать арабскую цифру с соответствующим символом над названием предмета. Например, или и т.д.

Следует отметить, что заряд металла всегда положительный и в большинстве случаев его можно определить с помощью таблицы Менделеева. Существует несколько характеристик, которые необходимо учитывать для правильного определения цены

• У фтора всегда будет равна -1.
• У щелочных металлов, таких как литий, натрий, калий и прочих, всегда +1.
• У металлов из главной подгруппы II (магний, барий, кальций и стронций) равна +2.
• У алюминия всегда одинаковое значение +3.

Запомнив эти свойства, очень легко определить номер окисления элемента, независимо от его атомной сложности или количества уровней.

Определение степени окисления

Регулярные таблицы Менделеева содержат практически всю информацию, необходимую для работы с химическими веществами. Например, студенты используют их только для описания химических реакций. Например, чтобы определить максимальные положительные и отрицательные числа окисления, им нужно проверить названия химических веществ в таблице.

Поэтому очень легко найти стандартные пределы погрузки для того или иного товара. Такие действия можно выполнить с помощью расчетов, основанных на таблице Менделеева.

Это важно знать! Элемент может одновременно иметь множество различных значений окисления.

Существует два основных способа определения уровня окисления. Примеры приведены ниже. Первый метод требует знания и умения применять химические законы. Как с помощью этого метода можно определить степень окисления?

Правила определения состояния окисления.

В качестве примера рассмотрим соединение ионов алюминия с общим зарядом, равным нулю. Правила химии подтверждают тот факт, что число окисления иона Cl равно -1, и в этом случае в соединении их три. Поэтому, чтобы нейтрализовать все соединение, ион al должен иметь значение +3.

Этот метод очень хорош тем, что, суммируя все уровни окисления вместе, всегда можно контролировать точность раствора.

Второй метод можно применять без знания химических законов.

Рассмотрим второй метод на примере вещества Na2SO4, где отдельные S не определены.

Для того чтобы все степени окисления были одинаковыми, необходимо

С ионом NH4 + ион, вид азотной нагрузки — x + (+1) x 4 = 1. Ясно, что x = -3, т.е. степень окисления азота равна -3.

Таблица окисления химических элементов

Таблицы химического окисления используются для определения состояния загрузки индивида в реакции окисления. В зависимости от качества индивида элемент может иметь положительное или отрицательное состояние окисления.

Что такое степень окисления

Элементарная нагрузка элемента в композитном материале называется его состоянием окисления. Величина нагрузки индивидуума регистрируется в окислительно-восстановительной реакции, чтобы понять, какие элементы восстанавливаются и какие окислители восстанавливаются.

Степень окисления связана с электричеством и указывает на способность человека принимать или отдавать электроны. Чем выше значение электронов, тем больше способность человека потреблять электроны в реакции.

Рисунок 1. Ряд электрических свойств.

Для состояния окисления существует три значения.

Например, степень окисления в реакции между натрием и хлором составляет

В реакциях с неметаллическими металлами металл всегда является восстановителем, а неметалл — окислителем.

Существует таблица, показывающая все возможные состояния окисления элементов.

В качестве альтернативы используйте эту версию таблицы в уроке.

Рисунок 2.Таблица окисления.

В качестве альтернативы, степень окисления химического элемента можно определить по периодической таблице Менделеева.

Рисунок 3. Таблица Менделеева.

Большинство неметаллов имеют положительную и отрицательную степень окисления. Например, кремний относится к группе IV и имеет максимальную степень окисления +4 и минимальную -4. К неметаллическим соединениям (так3co2, sic) окислительные среды — это неметаллы с отрицательной степенью окисления или высшей электризуемостью. Например, в Союзе PCL3Фосфор имеет степень окисления +3, а хлор -1. Электроны фосфора составляют 2,19, а хлора — 3,16.

Второе правило не применяется к щелочным и щелочноземельным металлам, которые всегда имеют положительную степень окисления, равную номеру группы. Исключение составляют магний и бериллий (+1 и +2). Состояние окисления также является постоянным.

Другие металлы не имеют стабильного состояния окисления. В большинстве реакций они выступают в качестве восстановителей. В редких случаях это могут сделать окислители с отрицательной степенью окисления.

Фтор является сильнейшим окислителем. Его степень окисления всегда равна -1.

Для соединений определяется, состоят ли они из ионов. Для многоатомных ионов сумма всех степеней окисления равна их нагрузке. Найдите эту сумму из таблицы растворителей и приравняйте ее к известному числу окисления.

Как расставлять степень окисления в солях

Соль состоит из металла и одного или нескольких кислотных остатков. Метод определения такой же, как и для кислых кислот.

Металл, непосредственно образующий соль, находится в главной подгруппе, и его степень равна номеру группы. Это означает, что они всегда остаются стабильными.

В качестве примера рассмотрим расположение степеней окисления нитрата натрия. Соль образована элементами главной подгруппы в группе 1, поэтому ее степень окисления положительна и равна 1. В нитрате кислород имеет значение -2. Чтобы получить числовое значение, сначала строится уравнение с неизвестными, учитывающее все отрицательные и положительные значения, +1 +x-6 = 0. Решив уравнение, можно прийти к тому, что число положительное и равно + 5. Такова цена азота. Таблица является ключом к расчету степени окисления.

Кобальт Co

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14

Кобальт имеет 27 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

6 электронов на 2p-подуровне

2 электрона на 3s-подуровне

6 электронов на 3p-подуровне

2 электрона на 4s-подуровне

7 электронов на 3d-подуровне

Степень окисления кобальта

Атомы кобальта в соединениях имеют степени окисления 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Катионы и анионы

Атомы, в которых количество протонов не равно количеству электронов называются ионами, поскольку электрон имеет
отрицательный заряд, то если электронов больше протонов, то суммарный заряд отрицательный: S2-
означает, что в данном атоме серы количество электронов больше чем протонов на два электрона. Соответственно,
если электронов меньше чем протонов, то суммарный заряд положительный и обозначается H+.
Отрицательно заряженные атомы называются анионами, положительно заряженные атомы – катионами.

Энергия сродства электрону

Также электроны могут присоединяться к атому, в процессе присоединения электрон выделяет энергию, такая энергия
называется энергией сродства электрону, для каждого электрона конкретного атома энергия сродства численно равна
и противоположна по знаку энергии ионизации, например, 17Cl, что бы оторвать 17й электрон у атома
хлора, необходимо сообщить ему 13 эВ, любой другой электрон, который присоединится на место 17го электрона
также выделит 13 эВ.

Таблица Менделеева

Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь

Какой заряд будет у атома?

Теоретически возможно отобрать все электроны у атома, но это возможно только в лабораторных условиях и за
пределами лаборатории атомы в таком состоянии находиться не будут, почему?

Вернёмся к устройству электронной оболочки. Вокруг атома электроны сгруппированы по энергетическим уровням,
каждый заполненный уровень экранирует ядро и является более стабильным, нежели не до конца заполненный
уровень. То есть электронная конфигурация стремиться к состоянию заполненного подуровня: если на p-оболочке
находится 5 электронов, то вероятнее атом примет один электрон, нежели отдаст пять. Так, например, у атома
хлора, пять электронов на 3p-подуровне, энергия сродства хлора – 3.61 эВ, энергия ионизации – 13 эВ. У натрия
на последнем подуровне один электрон, энергия сродства – 0,78 эВ, потенциал ионизации – 0,49 эВ, поэтому
вероятнее натрий отдаст один электрон, нежели примет его.

Зная потенциал ионизации и энергию сродства мы можем сделать предположение о взаимодействии веществ. Если
смешать натрий и хлор, и сообщить им энергию, то вероятнее всего Na будет отдавать один электрон Cl и
в результате получится смесь ионов Na+ и Cl-.

Теперь Вы знаете, что такое ионы, осталось изучить химическую связи и Вы сможете составлять
окислительно-восстановительные реакции!

Электронная схема кобальта

Одинаковую электронную конфигурацию имеют
ион кобальта +2 и
V-2, Mn, Fe+1, Ni+3

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ – до 6, на
‘d’ – до 10 и на ‘f’ до 14

Кобальт имеет 27 электронов,
заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

5 электронов на 3d-подуровне

Степень окисления – это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле
между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается
заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается,
то степень окисления положительная.

Степень окисления иона Co2+ = 2

Число электронов в ионе

Количество электронов в нейтральном атоме равно количеству протонов в ядре, например, у хрома (24Cr)
24 протона, соответствено, вокруг ядра вращается 24 электрона. Как было рассказано в статье
“электронная конфигурация атома”, каждый
электрон двигается по некой орбитали, то есть обладает заданным количеством энергии.

Если ион образован из-за потери электрона, то заряд иона становится положительным (электрон имеет отрицательный
заряд), схема для запоминания:

24Cr – e- = 24Cr + e+ = 24Cr+
24Cr – 3e- = 24Cr + 3e+ = 24Cr3+

Аналогично при присоединении электрона:

24Cr + e- = 24Cr – e+ = 24Cr-
24Cr + 3e- = 24Cr – 3e+ = 24Cr3-