Czym wartościowość różni się od stanu utlenienia?

Wartościowość i utlenianie to pojęcia często stosowane w chemii nieorganicznej. W wielu związkach chemicznych wartość walencyjna i stan utlenienia pierwiastka pokrywają się i z tego powodu dzieci w wieku szkolnym i studenci często się mylą. Te pojęcia naprawdę mają coś wspólnego, ale różnice są bardziej znaczące. Aby zrozumieć różnice między tymi dwoma pojęciami, należy dowiedzieć się więcej na ich temat..

Stan utlenienia

Stan utlenienia jest wielkością pomocniczą przypisaną atomowi pierwiastka chemicznego lub grupy atomów, co pokazuje, w jaki sposób wspólne pary elektronów są rozmieszczone między elementami oddziałującymi.

Jest to wielkość pomocnicza, która jako taka nie ma fizycznego znaczenia. Jego istotę można dość łatwo wyjaśnić na przykładach:

Jadalna cząsteczka soli NaCl składa się z dwóch atomów - atom chloru i atom sodu. Wiązanie między tymi atomami jest jonowe. Sód ma 1 elektron na poziomie wartościowości, co oznacza, że ​​ma jedną wspólną parę elektronów z atomem chloru. Z tych dwóch pierwiastków chlor jest bardziej elektroujemny (ma właściwość mieszania par elektronów z sobą), wówczas jedyna wspólna para elektronów przejdzie do niego. W związku element o wyższej elektroujemności ma ujemny stopień utlenienia, odpowiednio mniej elektroujemny, dodatni, a jego wartość jest równa liczbie par elektronów ogółem. Dla rozważanej cząsteczki NaCl stan utlenienia sodu i chloru będzie wyglądał następująco:

+1 -1

NaCl

Chlor, z przesuniętą do niego parą elektronów, jest obecnie uważany za anion, to znaczy atom, który dołączył dodatkowy elektron, a sód - jako kation, czyli atom, który oddaje elektron. Ale podczas rejestrowania stopnia utlenienia znak jest na pierwszym miejscu, a wartość liczbowa na drugim i odwrotnie podczas rejestrowania ładunku jonowego.

Stan utlenienia można zdefiniować jako liczbę elektronów, w których jon dodatni nie ma wystarczającej ilości aż do atomu neutralnego elektrycznie, lub który należy pobrać z jonu ujemnego w celu utlenienia do atomu. W tym przykładzie jest oczywiste, że z powodu przemieszczenia pary elektronów dodatni jon sodu nie ma elektronu, a jon chloru ma jeden dodatkowy elektron.

Stan utlenienia prostej (czystej) substancji, niezależnie od jej właściwości fizycznych i chemicznych, wynosi zero. Cząsteczka O2), na przykład składa się z dwóch atomów tlenu. Mają te same wartości elektroujemności, ponieważ powszechne elektrony nie przechodzą na żadną z nich. Oznacza to, że para elektronów znajduje się ściśle między atomami, ponieważ stan utlenienia będzie wynosił zero.

W przypadku niektórych cząsteczek ustalenie, gdzie elektrony są przesunięte, może być trudne, szczególnie jeśli zawierają trzy lub więcej elementów. Aby obliczyć stopień utlenienia w takich cząsteczkach, musisz zastosować kilka prostych zasad:

  1. Atom wodoru prawie zawsze ma stały stopień utlenienia + 1 ...
  2. W przypadku tlenu ten wskaźnik wynosi -2. Wyjątkiem od tej reguły są tylko tlenki fluoru.

+2 -1 +1 -1

OF2) i oh2)F.2),

Ponieważ fluor jest pierwiastkiem o najwyższej elektroujemności, dlatego zawsze wpływa na elektrony oddziałujące. Zgodnie z międzynarodowymi przepisami pierwiastek o niższej wartości elektroujemności jest rejestrowany jako pierwszy, dlatego tlen znajduje się na pierwszym miejscu w tych tlenkach.

  • Jeśli podsumujemy wszystkie stany utlenienia w cząsteczce, otrzymamy zero.
  • Atomy metali charakteryzują się dodatnim stanem utlenienia..

Obliczając stopnie utlenienia, pamiętaj, że najwyższy stopień utlenienia elementu jest równy liczbie jego grupy, a minimum to liczba grupy minus 8. W przypadku chloru maksymalny możliwy stopień utlenienia wynosi +7, ponieważ jest on w 7. grupie, a minimum to 7-8 = -1.

Przegląd wartościowości

Wartościowość - liczba wiązań kowalencyjnych, które element może tworzyć w różnych związkach.

W przeciwieństwie do stopnia utlenienia koncepcja wartościowości ma prawdziwe znaczenie fizyczne.

Najwyższy wskaźnik wartościowości jest równy numerowi grupy w układzie okresowym. Siarka S znajduje się w szóstej grupie, to znaczy, jej maksymalna wartościowość wynosi 6. Ale może również wynosić 2 (H2)S) lub 4 (SO2)).

Prawie wszystkie elementy charakteryzują się zmienną wartościowością. Istnieją jednak atomy, dla których ta wartość jest stała. Należą do nich metale alkaliczne, srebro, wodór (ich wartościowość wynosi zawsze 1), cynk (wartośćowość jest zawsze 2), lantan (wartośćowość jest 3).

Co łączy walencyjność i stan utlenienia?

  1. Do oznaczenia jednej i drugiej wartości używane są dodatnie liczby całkowite zapisane nad łacińskim oznaczeniem elementu.
  2. Najwyższa wartościowość, a także najwyższy stopień utlenienia, pokrywają się z numerem grupy pierwiastków.
  3. Stan utlenienia pierwiastka w złożonym związku pokrywa się z wartością liczbową jednego ze wskaźników walencyjnych. Na przykład chlor znajdujący się w siódmej grupie może mieć wartościowość 1, 3, 4, 5, 6 lub 7, co oznacza, że ​​możliwe stany utlenienia to ± 1, + 3, + 4, + 5, + 6, + 7.

Główne różnice między tymi pojęciami

  1. Pojęcie „wartościowości” ma znaczenie fizyczne, a stopień utlenienia jest terminem pomocniczym, który nie ma rzeczywistego znaczenia fizycznego..
  2. Stan utlenienia może wynosić zero, więcej lub mniej niż zero. Wartościowość jest ściśle większa od zera.
  3. Wartościowość reprezentuje liczbę wiązań kowalencyjnych, a stan utlenienia reprezentuje rozkład elektronów w związku.
Kategoria