منو
 کاربر Online
1063 کاربر online

عدد اکسایشI

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی
(cached)



این مطلب از بخش آموزش وب‌سایت المپیاد شیمی رشد،انتخاب شده که با فرمت pdf نیز در وب‌سایت المپیاد رشدموجود می‌باشد. برای مشاهده این موضوعات در وب‌سایت المپیاد، به آدرس فهرست مطالب شیمی مراجعه کنید. همچنین می‌توانید با کلیک اینجا‌ ، با ویژگی‌های بخش آموزش این وب‌سایت آشنا شوید.


مفهوم عدد اکسایش چیست؟


به هر اتم از یک مولکول یا از یک یون مرکب (پیچیده) مانند،، و یا به هر اتم به حالت آزاد یا به صورت یون ساده مانند،، و عددی به نام عدد اکسایش نسبت می‌دهند. این عدد حالت اکسایش اتم مورد نظر را در نمونه‌های بالا نشان می‌دهد. تخصیص یک عدد مناسب به هر اتم، تدبیر مفیدی است که ما را در موازنه واکنشهای اکسایش- کاهش کمک می‌کند. قواعد زیر چگونگی اختصاص دادن اعداد اکسایش مناسب به اتمها را معلوم می‌دارد.
الف. عدد اکسایش کلیه اتمهای عناصر به حالت آزاد مساوی صفر است. مثلاً عدد اکسایش اتم اکسیژن در اکسیژن آزاد مساوی صفر است و یا عدد اکسایش در و در نیز مساوی صفر است. به همین ترتیب، عدد اکسایش در فلز آهن، در فلز مس و مانند آنها هم مساوی صفر است.
‌ب. عدد اکسایش هر یون ساده با بار الکتریکی آن برابر است. برای مثال عدد اکسایش هر یک از یونهای،،،، به ترتیب برابر 1+ ، 2+ ، 3+ ، 1- و 2- است.
‌ج. عدد اکسایش اتم اکسیژن در اغلب ترکیبات اکسیژندار برابر 2- است. در پروکسیدها که حاوی یون پروکسیدند، عدد اکسایش اتم برابر 1- و در سوپراکسیدها که محتوی یون هستند، عدد اکسایش اتم برابر است. عدد اکسایش اتم در ترکیبات فلوئور با اکسیژن مانند مساوی 2+ است.
‌د. عدد اکسایش اتم در اغلب ترکیبات ئیدروژندار برابر 1+ و در ئیدریدهای فلزی، مثلعدد اکسایش برابر 1- است.
‌ه. در پیوندهای کوالانسی قطبی، الکترونهای پیوندی را یکجا به اتم الکترونگاتیوتر نسبت می‌دهیم و از آنجا، عدد اکسایش اتمهای شرکت کننده در پیوند را تعیین می‌کنیم. در این شرایط، عدد اکسایش هر اتم، با بار الکتریکی نسبت داده شده‌ای که از این طریق بدست می‌آورد یکسان است. به عنوان مثال، در، زوج الکترون پیوند کوالانسی بین اتم و اتم را کلاً به نسبت می‌دهیم. از این راه بار الکتریکی مساوی 1- و از آن برابر 1+ خواهد شد.
‌و. مجموع اعداد اکسایش تمام اتمهای یک مولکول خنثی برابر صفر است.
‌ز. مجموع اعداد اکسایش تمام اتمهای یک یون (پیچیده) مرکب مساوی بار الکتریکی آن یون است.


چگونه عدد اکسایش برخی اتمها را در ترکیبات تعیین می‌کنند؟


با در نظر گرفتن جدول زیر و قواعد بیان شده، به آسانی می‌توان عدد اکسایش هر اتمی را در هر نوع ترکیبی محاسبه کرد.

جسم
عدد اکسایش
اتم عنصر در حالت آزاد
صفر
اتم عنصر در یون ساده
بارالکتریکی یون
ئیدروژن در ترکیبات
1+ (جز در ئیدریدهای فلزی)
اکسیژن در ترکیبات
2- (جز در پروکسیدها، سوپراکسیدها و در ترکیبات با فلوئور)



مثال 1

عدد اکسایش اتم در چیست؟
حل.
جمع جبری اعداد اکسایش یک مولکول باید صفر شود. بنابراین:
0=(عدد اکسایش )4 + (عدد اکسایش) + (عدد اکسایش)3
عدد اکسایش را، فرض می‌کنیم. هر عدد اکسایش برابر +1 (قاعده7) و هرعدد اکسایشی برابر –2 (قاعده 6) دارد.



مثال 2


عدد اکسایشدر کلسیم پرکلرات،، چقدر است؟
حل.
0= (عدد اکسایش)8 + (عدد اکسایش)2 + (عدد اکسایش )
اگر را به جای عدد اکسایش بکار بریم، چون عنصر گروه است عدد اکسایش آن +2 یعنی برابر بار روی یون است. عدد اکسایش، -2 است. بنابراین:
این نوع مسئله، راه حل دیگری نیز دارد. چون بار یون، +2 است و چون در برابر هر یون کلسیم دو یون پرکلرات وجود دارد، بنابراین بار یون پرکلرات، باید –1 باشد و فرمول یونی آناست. بنابراین:
-1 = (عدد اکسایش )4 + (عدد اکسایش)
عدد اکسایش +7 و اعداد اکسایش مشابه باید با احتیاط مورد تفسیر قرار گیرند. این اعداد، نشانه بار یونی که معنای خاص فیزیکی دارد، نیستند، بلکه تنها با قراردادی اختیاری بدست آمده‌اند. در عین حال این ارقام در بسیاری محاسبات مفید هستند.


مثال 3

عدد اکسایش در اسید بوریک را حساب کنید.
حل.
عدد اکسایش اتم در ترکیب بالا



مثال 4

عدد اکسایش اتم را در حساب کنید.
حل.
عدد اکسایش در یون داده شده


مثال 5


میانگین عدد اکسایش اتم در (تیوسولفات سدیم) را حساب کنید.
حل.


مثال 6


میانگین عدد اکسایش را درحساب کنید.
از و بدست آمده است. عدد اکسایش اتم در اکسید اولی3+ و در دومی2+ است. عدد اکسایشکه در بالا محاسبه شد با هیچ کدام از آن دو مطابقت ندارد. اما عدد میانگین عدد اکسایش دو اتم آهن با عدد اکسایش3+ و یک اتم با عدد اکسایش2+ را می‌رساند. یعنی:
در‌صورتیکه اتمهای عنصری در یک ترکیب، بیش از یک عدد اکسایش داشته باشد، عدد اکسایشی که به روش بالا برای آن عنصر بدست می‌آید، به صورت یک مقدار میانگین خواهد بود. برای تعیین اعداد اکسایش واقعی، بایستی اطلاعات دقیقی از ساختمان آن ترکیب در اختیار داشت.


مثال 7


عدد اکسایش اتم در:
الف. -------- ب. -------- ج.
چیست؟
حل.
جمع جبری اعداد اکسایش تمامی اتمهای یک مولکول یا یک واحد فرمولی خنثی برابر صفر است.

الف. عدد اکسایش در

‌ب. عدد اکسایش در (میانگین عدد اکسایش)

‌ج. عدد اکسایش در (میانگین عدد اکسایش)


مثال 8


عدد اکسایش اتم در:
الف. --------ب. --------ج.
چیست؟

حل.
الف. عدد اکسایش در

‌ب. عدد اکسایش در

‌ج. عدد اکسایش در (میانگین عدد اکسایش)


مثال 9


عدد اکسایش اتم در یون چیست؟
حل.
مجموع جبری اعداد اکسایش تمامی اتمهای یک یون پیچیده برابر بار الکتریکی آن یون است. عدد اکسایش در یون



مثال 10


عدد اکسایش نیتروژن در:
الف.
‌ب. (هر یک از نیتروژنها جداگانه و میانگین عدد اکسایش)
چیست؟
حل.
الف. عدد اکسایش در
‌ب. عدد اکسایش در یون
در یونطبق بند (الف) همین مثال برابر 3- و میانگین عدد اکسایش در نیترات آمونیم
همانطور که در مثالهای بالا دیدید، غالباً مشاهده می‌شود که عنصری در ترکیبات خود، حالتهای اکسایش متنوع دارد. مثلاً نیتروژن اعداد اکسایش از –3 (برای نمونه در) تا +5 (مثلاً در) را داراست. موارد کلی زیر، برای عناصری که دارای چند عدد اکسایش هستند قابل ذکر است:
1. بالاترین عدد اکسایش یک عنصر خانواده، برابر با شماره گروه آن است، که با تعداد الکترونهای والانس آن یکی است. انتظار نمی‌رود یک اتم، بیش از الکترونهای والانس خود، الکترون از دست دهد، بنابراین بالاترین تعداد بار (حتی بار فرضی) یک اتم، برابر شماره گروه عنصر است.
2. پائینترین عدد اکسایش یک عنصر خانواده، برابر بار یون تک اتمی آن عنصر است.
بالاترین عدد اکسایش گوگرد (عضو گروه)، +6 است (مثلاً در). پائینترین عدد اکسایش گوگرد –2 (مثلاً درو) است. بالاترین عدد اکسایش سدیم (عضو گروه) مانند پائینترین عدد اکسایش آن، +1 است. البته عدد اکسایش سدیم عنصری صفر است. این تعمیم موارد استثنایی نیز دارد که فلوئور و اکسیژن از آن جمله‌ هستند.
اعداد اکسایش با بارهای قراردادی یکی نیستند. در تعیین بارهای قراردادی یک اتم در یک مولکول کوالانسی، الکترونهای پیوندی به تساوی بین دو اتم پیوند تقسیم می‌شود و به قطبی بودن پیوند ناشی از شراکت نامساوی الکترونها توجهی نمی‌شود، در‌حالیکه در تعیین اعداد اکسایش، جفت الکترونهای پیوندی به اتم الکترونگاتیوتر نسبت داده می‌شوند. هر دو مفهوم، فقط قراردادی‌ هستند. بارهای قراردادی برای تفسیر ساختار و برخی خواص مولکولهای کوالانسی مفیدند. اعداد اکسایش در موارد زیادی مورد استفاده هستند. از آنها می‌توان در نوشتن فرمولها، در طبقه‌بندی خواص شیمیایی عناصر، در تشخیص و نظم دادن به پدیده‌های اکسایش- کاهش و در موازنه معادلات اکسایش-کاهش کمک گرفت.


پیوند های خارجی

http://Olympiad.roshd.ir/chemistry/content/pdf/0259.pdf




تعداد بازدید ها: 61884


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..