(повторение)
II. Степен на окисление (нов материал)
Степен на окисление- това е условен заряд, който атомът получава в резултат на пълното даряване (приемане) на електрони, въз основа на условието, че всички връзки в съединението са йонни.
Нека разгледаме структурата на флуорните и натриевите атоми:
F +9)2)7
Na +11)2)8)1
- Какво може да се каже за пълнотата на външното ниво на флуорните и натриевите атоми?
- Кой атом по-лесно приема и кой по-лесно отдава валентни електрони, за да завърши външното ниво?
И двата атома имат ли непълно външно ниво?
За натриев атом е по-лесно да отдаде електрони, а за флуорен атом да приеме електрони, преди да завърши външното ниво.
F 0 + 1ē → F -1 (неутрален атом приема един отрицателен електрон и придобива степен на окисление „-1“, превръщайки се в отрицателно зареден йон - анион )
Na 0 – 1ē → Na +1 (неутрален атом отдава един отрицателен електрон и придобива степен на окисление „+1“, превръщайки се в положително зареден йон – катион )
Как да се определи степента на окисление на атом в PSHE D.I. Менделеев?
Правила за определяне степен на окисление на атом в PSHE D.I. Менделеев:
1. Водород обикновено показва степен на окисление (CO) +1 (изключение, съединения с метали (хидриди) - във водород, CO е равно на (-1) Me + n H n -1)
2. Кислород обикновено проявява SO -2 (изключения: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - водороден пероксид)
3. Метали само шоу + н положителен CO
4. Флуор винаги показва CO равен -1 (F -1)
5. За елементи основни подгрупи:
По-висок CO (+) = номер на група н групи
Най-ниска CO (-) = н групи – 8
Правила за определяне степента на окисление на атом в съединение:
I. Степен на окисление свободни атоми и атоми в молекули прости вещества равна на нула - Na 0 , P 4 0 , O 2 0
II. IN сложно вещество алгебричната сума на COs на всички атоми, като се вземат предвид техните индекси, е равна на нула = 0 , и в сложен йон неговият заряд.
Например, з +1 н +5 О 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Упражнение 1 – определят степените на окисление на всички атоми във формулата на сярната киселина H 2 SO 4?
1. Нека поставим известните степени на окисление на водорода и кислорода и вземем CO на сярата като „x“
H +1 S x O 4 -2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X = 6 или (+6), следователно сярата има CO +6, т.е. S+6
Задача 2 – определят степените на окисление на всички атоми във формулата на фосфорната киселина H 3 PO 4?
1. Нека поставим известните степени на окисление на водорода и кислорода и вземем CO на фосфора като „x“
H 3 +1 P x O 4 -2
2. Нека съставим и решим уравнението по правило (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X = 5 или (+5), следователно, фосфорът има CO +5, т.е. P+5
Задача 3 – определя степента на окисление на всички атоми във формулата на амониевия йон (NH 4) +?
1. Нека поставим известното състояние на окисление на водорода и вземем CO2 на азота като „x“
Редокс процесите са от голямо значение за живата и неживата природа. Например процесът на горене може да се класифицира като процес на горене с участието на атмосферен кислород. В тази окислително-редукционна реакция той проявява своите неметални свойства.
Също така примери за OVR са храносмилателни, дихателни процеси, фотосинтеза.
Класификация
В зависимост от това дали има промяна в степента на окисление на елементите на изходното вещество и реакционния продукт, обичайно е всички химични трансформации да се разделят на две групи:
- редокс;
- без промяна на степента на окисление.
Примери за втората група са йонни процеси, протичащи между разтвори на вещества.
Окислително-редукционните реакции са процеси, които са свързани с промяна в степента на окисление на атомите, които изграждат първоначалните съединения.
Какво е окислително число
Това е условен заряд, придобит от атом в молекула, когато електронните двойки химически връзки се изместят към по-електроотрицателен атом.
Например в молекулата на натриев флуорид (NaF) флуорът проявява максимална електроотрицателност, така че степента му на окисление е отрицателна стойност. Натрият в тази молекула ще бъде положителен йон. Сумата от степени на окисление в една молекула е нула.
Опции за дефиниране
Какъв вид йон е кислородът? Положителните степени на окисление не са характерни за него, но това не означава, че този елемент не ги проявява при определени химични взаимодействия.
Самата концепция за степен на окисление е формална по природа; тя не е свързана с ефективния (реален) заряд на атома. Удобен е за използване при класифициране на химични вещества, както и при записване на протичащи процеси.
Правила за определяне
За неметалите се разграничават най-ниската и най-високата степен на окисление. Ако за определяне на първия индикатор се извадят осем от номера на групата, тогава втората стойност съвпада основно с номера на групата, в която се намира дадения химичен елемент. Например, във връзките обикновено е равно на -2. Такива съединения се наричат оксиди. Например, такива вещества включват въглероден диоксид (въглероден диоксид), чиято формула е CO 2.
Неметалите често проявяват максималното си състояние на окисление в киселини и соли. Например в перхлорната киселина HClO4 халогенът има валентност VII (+7).
Пероксиди
Степента на окисление на кислородния атом в съединенията обикновено е -2, с изключение на пероксидите. Те се считат за кислородни съединения, които съдържат непълно редуциран йон под формата на O 2 2-, O 4 2-, O 2 -.
Пероксидните съединения се разделят на две групи: прости и сложни. Простите съединения са тези, в които пероксидната група е свързана с метален атом или йон чрез атомна или йонна химична връзка. Такива вещества се образуват от алкални и алкалоземни метали (с изключение на литий и берилий). С увеличаване на електроотрицателността на метала в подгрупата се наблюдава преход от йонен тип връзка към ковалентна структура.
В допълнение към пероксидите от типа Me 2 O 2, представителите на първата група (главна подгрупа) също имат пероксиди под формата на Me 2 O 3 и Me 2 O 4.
Ако кислородът има положителна степен на окисление с флуор, в комбинация с метали (в пероксиди) този показател е -1.
Комплексните пероксо съединения са вещества, при които тази група действа като лиганди. Подобни вещества се образуват от елементи на третата група (главна подгрупа), както и последващи групи.
Класификация на комплексни пероксо групи
Има пет групи такива комплексни съединения. Първият се състои от пероксокиселини, които имат обща форма [Ep(O 2 2-) x L y ] z- . Пероксидните йони в този случай са включени в комплексния йон или действат като монодентатен (E-O-O-), мостов (E-O-O-E) лиганд, образувайки многоядрен комплекс.
Ако кислородът проявява положителна степен на окисление с флуор, в комбинация с алкални и алкалоземни метали той е типичен неметал (-1).
Пример за такова вещество е каровата киселина (пероксомономерна киселина) под формата на H 2 SO 5. Лигандната пероксидна група в такива комплекси действа като мост между неметални атоми, например в пероксидисулфурна киселина под формата на H 2 S 2 O 8 - бяло кристално вещество с ниска точка на топене.
Втората група комплекси се създава от вещества, в които пероксо групата е част от сложен йон или молекула.
Те са представени с формулата [E n (O 2) x L y ] z.
Останалите три групи са пероксиди, които съдържат вода за кристализация, например Na 2 O 2 × 8H 2 O или кристализиращ водороден прекис.
Като типични свойства на всички пероксидни вещества изтъкваме тяхното взаимодействие с киселинни разтвори и отделянето на активен кислород при термично разлагане.
Хлоратите, нитратите, перманганатите и перхлоратите могат да действат като източник на кислород.
Кислороден дифлуорид
Кога кислородът проявява положително състояние на окисление? Когато се комбинира с по-електроотрицателния кислород) OF 2. Това е +2. Това съединение е получено за първи път от Paul Lebeau в началото на двадесети век и е изследвано малко по-късно от Ruff.
Кислородът проявява положително състояние на окисление, когато се комбинира с флуор. Неговата електроотрицателност е 4, така че електронната плътност в молекулата се измества към флуорния атом.
Свойства на кислородния флуорид
Това съединение е в течно агрегатно състояние и може да се смесва за неопределено време с течен кислород, флуор и озон. Разтворимостта в студена вода е минимална.
Как се обяснява положителната степен на окисление? Голямата енциклопедия на петрола обяснява, че можете да определите най-високото + (положително) състояние на окисление по номера на групата в периодичната таблица. Тази стойност се определя от най-големия брой електрони, които неутрален атом може да отдаде по време на пълно окисление.
Кислородният флуорид се получава чрез алкален метод, който включва преминаване на флуорен газ през воден разтвор на алкали.
В допълнение към кислородния флуорид, това също произвежда озон и водороден пероксид.
Алтернативен вариант за получаване на кислороден флуорид е извършването на електролиза на разтвор на флуороводородна киселина. Това съединение също се образува частично при изгаряне на вода във флуорна атмосфера.
Процесът протича по радикален механизъм. Първо се инициират свободни радикали, придружени от образуването на кислороден бирадикал. На следващия етап настъпва доминиращият процес.
Кислородният дифлуорид проявява силни окислителни свойства. По сила може да се сравни със свободния флуор, а по механизма на окислителния процес - с озона. Реакцията изисква висока енергия на активиране, тъй като първият етап включва образуването на атомарен кислород.
Термичното разлагане на този оксид, при което кислородът се характеризира с положително състояние на окисление, е мономолекулна реакция, която започва при температури от 200 °C.
Отличителни характеристики
Когато кислородният флуорид попадне в гореща вода, възниква хидролиза, продуктите от която ще бъдат обикновен молекулярен кислород, както и флуороводород.
Процесът значително се ускорява в алкална среда. Смес от вода и пари на кислороден дифлуорид е експлозивна.
Това съединение реагира интензивно с метален живак, а върху благородни метали (злато, платина) образува само тънък флуориден филм. Това свойство обяснява възможността тези метали да се използват при обикновени температури за контакт с кислороден флуорид.
Ако температурата се повиши, металите се окисляват. Най-подходящите метали за работа с това флуорно съединение са магнезий и алуминий.
Неръждаемите стомани и медните сплави не променят значително първоначалния си вид под въздействието на флуорид.
Високата енергия на активиране на разлагането на това кислородно съединение с флуор позволява безопасното му смесване с различни въглеводороди и въглероден оксид, което обяснява възможността за използване на кислороден флуорид като отличен окислител за ракетно гориво.
Заключение
Химиците проведоха редица експерименти, които потвърдиха осъществимостта на използването на това съединение в газодинамични лазерни системи.
Въпросите, свързани с определянето на степента на окисление на кислорода и други неметали, са включени в училищния курс по химия.
Такива умения са важни, защото позволяват на учениците в гимназията да се справят със задачите, предложени в тестовете на Единния държавен изпит.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Кислород– осмият елемент от Периодичната система. Намира се във втория период на VI група А подгрупа. Обозначение – О.
Естественият кислород се състои от три стабилни изотопа 16 O (99,76%), 17 O (0,04%) и 18 O (0,2%).
Най-стабилната двуатомна кислородна молекула е O2. Той е парамагнитен и слабо поляризиран. Точките на топене (-218,9 o C) и точките на кипене (-183 o C) на кислорода са много ниски. Кислородът е слабо разтворим във вода. При нормални условия кислородът е газ без цвят и мирис.
Течният и твърдият кислород се привличат от магнит, защото... неговите молекули са парамагнитни. Твърдият кислород е син, а течният кислород е син. Цветът се дължи на взаимното влияние на молекулите.
Кислородът съществува под формата на две алотропни модификации - кислород O 2 и озон O 3 .
Степен на окисление на кислорода в съединенията
Кислородът образува двуатомни молекули със състав O 2 поради установяването на ковалентни неполярни връзки и, както е известно, в съединения с неполярни връзки степента на окисление на елементите е равна на нула.
Кислородът се характеризира с доста висока стойност на електроотрицателност, така че най-често проявява отрицателно състояние на окисление, равно на (-2) (Na 2 O -2, K 2 O -2, CuO -2, PbO -2, Al 2 O -2 3, Fe 2 O -2 3, NO -2 2, P 2 O -2 5, CrO -2 3, Mn 2 O -2 7).
В съединения от пероксиден тип кислородът проявява степен на окисление (-1) (H 2 O -1 2).
В съединението OF 2 кислородът проявява положително състояние на окисление, равно на (+2) , тъй като флуорът е най-електроотрицателният елемент и неговата степен на окисление винаги е равна на (-1).
Като производно, в което кислородът проявява степен на окисление (+4) , можем да разгледаме алотропна модификация на кислорода - озон O 3 (O +4 O 2).
Примери за решаване на проблеми
ПРИМЕР 1
Химическият елемент в съединение, изчислен от предположението, че всички връзки са йонни.
Степените на окисление могат да имат положителна, отрицателна или нулева стойност, следователно алгебричната сума на степените на окисление на елементите в молекулата, като се вземе предвид броят на техните атоми, е равна на 0, а в йон - зарядът на йона .
1. Окислителните степени на металите в съединенията винаги са положителни.
2. Най-високата степен на окисление съответства на номера на групата на периодичната таблица, където се намира елементът (изключения са: Au +3(I група), Cu +2(II), от група VIII степента на окисление +8 може да се намери само в осмий Операционна системаи рутений Ru.
3. Степените на окисление на неметалите зависят от това с кой атом е свързан:
- ако е с метален атом, тогава степента на окисление е отрицателна;
- ако е с неметален атом, тогава степента на окисление може да бъде положителна или отрицателна. Зависи от електроотрицателността на атомите на елементите.
4. Най-високата отрицателна степен на окисление на неметалите може да се определи, като от 8 се извади номерът на групата, в която се намира елементът, т.е. най-високото положително състояние на окисление е равно на броя на електроните във външния слой, който съответства на номера на групата.
5. Степените на окисление на простите вещества са 0, независимо дали е метал или неметал.
Елементи с постоянни степени на окисление.
|
елемент |
Характерно състояние на окисление |
Изключения |
|
Метални хидриди: LIH -1 |
||
|
Степен на окислениесе нарича условен заряд на частица при предположението, че връзката е напълно разкъсана (има йонен характер). з- кл = з + + кл - , Връзката в солната киселина е полярна ковалентна. Електронната двойка е по-изместена към атома кл - , защото той е по-електроотрицателен елемент. Как да определите степента на окисление?Електроотрицателносте способността на атомите да привличат електрони от други елементи. Окислителното число е посочено над елемента: бр 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,К + кл - и т.н. Тя може да бъде отрицателна и положителна. Степента на окисление на просто вещество (несвързано, свободно състояние) е нула. Степента на окисление на кислорода за повечето съединения е -2 (изключение са пероксидите H 2 O 2, където е равно на -1 и съединения с флуор - О +2 Е 2 -1 , О 2 +1 Е 2 -1 ). - Степен на окислениена прост едноатомен йон е равен на неговия заряд: Na + , ок +2 . Водородът в неговите съединения има степен на окисление +1 (изключения са хидридите - Na + з - и типове връзки ° С +4 з 4 -1 ). В метално-неметалните връзки отрицателното състояние на окисление е този атом, който има по-голяма електроотрицателност (данните за електроотрицателността са дадени в скалата на Полинг): з + Е - , Cu + бр - , ок +2 (НЕ 3 ) - и т.н. Правила за определяне на степента на окисление в химичните съединения.Да вземем връзката KMnO 4 , необходимо е да се определи степента на окисление на мангановия атом. Обосновавам се:
К+Mn X O 4 -2 Позволявам х- неизвестна за нас степен на окисление на мангана. Броят на атомите на калия е 1, на мангана - 1, на кислорода - 4. Доказано е, че молекулата като цяло е електрически неутрална, така че общият й заряд трябва да е нула. 1*(+1) + 1*(х) + 4(-2) = 0, X = +7, Това означава, че степента на окисление на манган в калиев перманганат = +7. Нека вземем друг пример за оксид Fe2O3. Необходимо е да се определи степента на окисление на железния атом. Обосновавам се:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Заключение: степента на окисление на желязото в този оксид е +3. Примери.Определете степента на окисление на всички атоми в молекулата. 1. K2Cr2O7. Степен на окисление К +1, кислород О -2. Дадени индекси: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). защото алгебричната сума на степените на окисление на елементите в молекулата, като се вземе предвид броят на техните атоми, е равна на 0, тогава броят на положителните степени на окисление е равен на броя на отрицателните. Състояния на окисление K+O=(-14)+(+2)=(-12). От това следва, че атомът на хрома има 12 положителни степени, но има 2 атома в молекулата, което означава, че има (+12) на атом: 2 = (+6). Отговор: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO4) 3-. В този случай сумата от степени на окисление вече няма да бъде равна на нула, а на заряда на йона, т.е. - 3. Нека съставим уравнение: x+4×(- 2)= - 3 . Отговор: (Акто +5 O 4 -2) 3-. |
СТЕПЕНТА НА ОКИСЛЕНИЕ е зарядът, който би имал един атом в молекула или йон, ако всичките му връзки с други атоми се разкъсат и споделените електронни двойки преминат с повече електроотрицателни елементи.
В кое от съединенията кислородът проявява положителна степен на окисление: H2O; H2O2; CO2; ОF2?
OF2. В това съединение кислородът има степен на окисление + 2
Кое от веществата е само редуциращ агент: Fe; SO3; Cl2; HNO3?
серен оксид (IV) - SO 2
Кой елемент е в III период на периодичната таблица D.I. Менделеев, намиращ се в свободно състояние, е най-силният окислител: Na; Al; С; Сl2?
Cl хлор
V-част
Към кои класове неорганични съединения принадлежат следните вещества: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni(OH)2, FeS, Na2CO3?
Сложни вещества. Оксиди
Съставете формулите на: а) кисели калиеви соли на фосфорната киселина; б) основна цинкова сол на въглената киселина H2CO3.
Какви вещества се получават при взаимодействието на: а) киселини със соли; б) киселини с основи; в) сол със сол; г) основи със сол? Дайте примери за реакции.
А) метални оксиди, метални соли.
В) соли (само в разтвор)
Г) образуват се нова сол, неразтворима основа и водород
С кое от следните вещества ще реагира солната киселина: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Запишете уравнения за възможни реакции.
Zn(OH)2 + 2 HCl = ZnCl + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Посочете какъв тип оксид е медният оксид и го докажете с химични реакции.
Метален оксид.
Меден (II) оксид CuO – черни кристали, кристализира в моноклинна система, плътност 6,51 g/cm3, точка на топене 1447°C (под налягане на кислород). При нагряване до 1100°C се разлага до образуване на меден (I) оксид:
4CuO = 2Cu2O + O2.
Не се разтваря във вода и не реагира с нея. Има слабо изразени амфотерни свойства с преобладаване на основни.
Във водни разтвори на амоняк образува тетраамин меден (II) хидроксид:
CuO + 4NH3 + H2O = (OH)2.
Реагира лесно с разредени киселини, за да образува сол и вода:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Когато се слее с основи, образува купрати:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Редуциран от водород, въглероден оксид и активни метали до метална мед:
CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Получава се чрез калциниране на меден (II) хидроксид при 200°C:
Cu(OH)2 = CuO + H2O Получаване на меден (II) оксид и хидроксид
или по време на окисляването на метална мед във въздуха при 400–500 ° C:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Попълнете уравненията на реакциите:
Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4+2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ + SO4^2-=Mg^2+ + SO4^2- +2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ = Mg^2+ +2H2O^-
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4+H2O FE=1
H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O FE =1/2
H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O FE =1/3
в първия случай, 1 mol фосфорна киселина, хм... еквивалентен на 1 протон... това означава, че коефициентът на еквивалентност е 1
процентна концентрация - масата на веществото в грамове, съдържаща се в 100 грама разтвор. Ако 100 g разтвор съдържа 5 g сол, колко е необходимо за 500 g?
титър - масата на веществото в грамове, съдържащо се в 1 ml разтвор. 0,3 g са достатъчни за 300 ml.
Ca(OH)2 + H2CO3 = CaO + H2O 2/ характерна реакция е реакцията на неутрализация Ca/OH/2 + H2CO3 = CaCO3 + H2O 3/ реагират с киселинни оксиди Ca/OH/2 + CO2 = CaCO3 + H2O 4/ с киселинни соли Ca/OH/2 + 2KHCO3 = K2CO3 + CaCO3 + 2H2O 5/ алкалите влизат в обменна реакция със солите. ако се образува утайка 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu/OH/2 /утайка/ 6/ алкалните разтвори реагират както с неметали, така и с алуминий или цинк. OVR.
Посочете три начина за получаване на соли. Потвърдете отговора си с уравнения на реакцията
А) Реакция на неутрализация.. След изпаряване на водата се получава кристална сол. Например:
Б) Взаимодействие на основи с киселинни оксиди(виж параграф 8.2). Това също е вариант на реакцията на неутрализация:
IN) Взаимодействие на киселини със соли. Този метод е подходящ, например, ако се образува неразтворима сол и се утаява:
Кои от следните вещества могат да реагират помежду си: NaOH, H3PO4, Al(OH)3, SO3, H2O, CaO? Потвърдете отговора си с уравнения на реакцията
2 NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2
Al(OH)3 + NaOH = Na(Al(OH)4) или NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
VI- част
Ядро на атом (протони, неутрони).
Атомът е най-малката частица от химичен елемент, която запазва всички свои химични свойства. Атомът се състои от ядро, което има положителен електрически заряд, и отрицателно заредени електрони. Зарядът на ядрото на всеки химичен елемент е равен на произведението на Z и e, където Z е поредният номер на този елемент в периодичната система от химични елементи, e е стойността на елементарния електрически заряд.
протони- стабилни елементарни частици с един положителен електрически заряд и маса 1836 пъти по-голяма от масата на електрона. Протонът е ядрото на атома на най-лекия елемент, водорода. Броят на протоните в ядрото е Z. Неутрон- неутрална (без електрически заряд) елементарна частица с маса, много близка до масата на протона. Тъй като масата на ядрото се състои от масата на протоните и неутроните, броят на неутроните в ядрото на атома е равен на A - Z, където A е масовото число на даден изотоп (вижте Периодичната таблица на химичните елементи) . Протонът и неутронът, които изграждат ядрото, се наричат нуклони. В ядрото нуклоните са свързани чрез специални ядрени сили.
Електрони
Електрон- най-малката частица от вещество с отрицателен електричен заряд e=1,6·10 -19 кулона, взета за елементарен електричен заряд. Електроните, въртящи се около ядрото, се намират в електронните обвивки K, L, M и т.н. K е обвивката, която е най-близо до ядрото. Размерът на атома се определя от размера на неговата електронна обвивка.
Изотопи
Изотопът е атом на същия химичен елемент, чието ядро има същия брой протони (положително заредени частици), но различен брой неутрони, а самият елемент има същия атомен номер като основния елемент. Поради това изотопите имат различни атомни маси.
Когато се образуват връзки с по-малко електроотрицателни атоми (за флуор това са всички елементи, за хлор - всичко с изключение на флуор и кислород), валентността на всички халогени е еднаква. Степента на окисление е -1, а зарядът на йона е 1-. Положителните степени на окисление не са възможни за флуора. Хлорът проявява различни положителни степени на окисление до +7 (номер на групата). Примери за връзки са дадени в раздела за справка.
В повечето съединения хлорът, като силно електроотрицателен елемент (EO = 3,0), се появява в отрицателна степен на окисление от -1. В съединения с по-електроотрицателни флуор, кислород и азот той проявява положителни степени на окисление. Особено разнообразни са съединенията на хлора и кислорода, в които степента на окисление на хлора е +1, -f3, +5 и +7, както и +4 и Ch-6.
В сравнение с хлора, флуорът F е много по-активен. Реагира с почти всички химични елементи, с алкални и алкалоземни метали, дори и на студено. Някои метали (Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ni) са устойчиви на флуор на студено поради образуването на флуорен филм. Флуорът е най-силният окислител от всички известни елементи. Това е единственият халоген, който не е способен да проявява положителни степени на окисление. При нагряване флуорът реагира с всички метали, включително злато и платина. Той образува редица съединения с кислорода, като това са единствените съединения, в които кислородът е електроположителен (например кислороден дифлуорид OFa). За разлика от оксидите, тези съединения се наричат кислородни флуориди.
Елементите от подгрупата на кислорода се различават значително по свойства от кислорода. Основната им разлика е способността им да показват положителни степени на окисление, до
Най-забележимите разлики между халогените са в съединенията, където те показват положителни степени на окисление. Това са предимно халогенни съединения с най-много електроотрицателни елементи – флуор и кислород, които
Кислородният атом има електронна конфигурация [He]25 2p. Тъй като този елемент е на второ място след флуора по своята електроотрицателност, той почти винаги има отрицателна степен на окисление в своите съединения. Единствените съединения, при които кислородът има положителна степен на окисление, са флуорсъдържащите съединения Op2 и O P.
През 1927 г. косвено е получено кислородно съединение на флуора, в което кислородът има положителна степен на окисление от две
Тъй като азотните атоми в амоняка привличат електрони по-силно, отколкото в елементарния азот, се казва, че те имат отрицателна степен на окисление. В азотния диоксид, където азотните атоми са по-слаби в привличането на електрони, отколкото в елементарния азот, той има положително състояние на окисление. В елементарния азот или елементарния кислород всеки атом има степен на окисление нула. (Нулевото състояние на окисление се приписва на всички елементи в несвързано състояние.) Степента на окисление е полезна концепция за разбиране на редокс реакциите.
Хлорът образува цяла серия от оксианиони, Cl, Cl, Cl и Cl, в които проявява последователна серия от положителни степени на окисление. Хлоридният йон C1 има електронната структура на благородния газ Ar с четири двойки валентни електрони. Горните четири хлорни оксианиона могат да се разглеждат като реакционни продукти на хлориден йон, CG, като база на Люис с един, два, три или четири кислородни атома, всеки от които има акцепторни свойства на електрони, т.е. киселина на Луис
Химичните свойства на сярата, селена и телура се различават по много начини от свойствата на кислорода. Една от най-важните разлики е наличието на положителни степени на окисление в тези елементи до -1-6, които се срещат напр.
Електронната конфигурация ns np позволява на елементите от тази група да проявяват степени на окисление -I, +11, +IV и +VI. Тъй като липсват само два електрона преди образуването на конфигурацията на инертния газ, степента на окисление -II възниква много лесно. Това важи особено за леките елементи на групата.
Наистина, кислородът се различава от всички елементи на групата по лекотата, с която неговият атом придобива два електрона, образувайки двойно зареден отрицателен йон. С изключение на необичайни отрицателни степени на окисление на кислорода в пероксиди (-1), супероксиди (-Va) и озониди (7h), съединения, в които има връзки кислород - кислород, както и състоянията + 1 и - + II в O. Fa и OR3 кислородът във всички съединения има степен на окисление -I. За останалите елементи от групата отрицателното състояние на окисление постепенно става по-малко стабилно, а положителните стават по-стабилни. При тежките елементи преобладават по-ниските положителни степени на окисление.
В съответствие с естеството на елемента в положителна степен на окисление естествено се променя природата на оксидите в периодите и групите на периодичната система. В периоди отрицателният ефективен заряд на кислородните атоми намалява и настъпва постепенен преход от основни през амфотерни оксиди към киселинни, напр.
Nal, Mg b, AIF3, ZrBf4. При определяне на степента на окисление на елементите в съединения с полярни ковалентни връзки се сравняват стойностите на тяхната електроотрицателност (виж 1.6), тъй като по време на образуването на химическа връзка електроните се изместват към атомите на повече електроотрицателни елементи, последните). имат отрицателна степен на окисление в съединенията, характеризиращи се с най-висока стойност на електроотрицателността, в съединенията винаги има постоянна отрицателна степен на окисление -1.
Кислородът, който също има висока стойност на електроотрицателност, се характеризира с отрицателна степен на окисление, обикновено -2, в пероксидите -1. Изключение прави съединението OF2, в което степента на окисление на кислорода е 4-2. Алкалните и алкалоземните елементи, които се характеризират със сравнително ниска стойност на електроотрицателност, винаги имат положителна степен на окисление, равна съответно на +1 и +2. Водородът проявява постоянна степен на окисление (+ 1) в повечето съединения, например
По отношение на електроотрицателността кислородът е на второ място след флуора. Съединенията на кислорода с флуора са уникални, тъй като само в тези съединения кислородът има положителна степен на окисление.
Производните на положителното окислително състояние на кислорода са най-силните енергоемки окислители, способни да освободят складираната в тях химическа енергия при определени условия. Те могат да се използват като ефективни окислители за ракетно гориво.
А принадлежат към неметалите, това състояние е най-често срещаното за тях. Въпреки това, елементите от група 6А, с изключение на кислорода, често се намират в състояния с положителна степен на окисление до + 6, което съответства на споделянето на всичките шест валентни електрона с атоми на повече електроотрицателни елементи.
Всички елементи от тази подгрупа, с изключение на полония, са неметали. В техните съединения те проявяват както отрицателни, така и положителни степени на окисление. В съединенията с метали и водород тяхната степен на окисление обикновено е -2. В съединения с неметали, например кислород, може да има стойност +4 или -) -6. Изключение от това е самият кислород. По отношение на електроотрицателността той е на второ място след флуора; следователно само в комбинация с този елемент (ORg) степента му на окисление е положителна (-1-2). В съединенията с всички други елементи степента на окисление на кислорода е отрицателна и обикновено е равна на -2. Във водородния прекис и неговите производни той е равен на -1.
Азотът отстъпва по електроотрицателност само на кислорода и флуора. Следователно, той проявява положителни степени на окисление само в съединения с тези два елемента. В оксиди и оксианиони степента на окисление на азота приема стойности от + 1 до -b 5.
В съединения с повече електроотрицателни елементи р-елементите от VI група имат положителна степен на окисление. За тях (с изключение на кислорода) най-характерните степени на окисление са -2, +4, -4-6, което съответства на постепенно увеличаване на броя на несдвоените електрони при възбуждане на атома на елемента.
Особено известни са комплексните аниони с кислородни лиганди - оксо комплекси. Те се образуват от атоми на предимно неметални елементи в положителни степени на окисление (метални - само във високи степени на окисление). Оксокомплексите се получават чрез взаимодействие на ковалентни оксиди на съответните елементи с отрицателно поляризиран кислороден атом на основни оксиди или вода, напр.
Оксиди и хидроксиди. Оксидите и хидроксидите на р-елементите могат да се считат за съединения с най-висока положителна степен на окисление, р-елементите с кислород
O, ClCl, ClO), в които хлорът проявява положително състояние на окисление. Азотът при високи температури се свързва директно с кислорода и следователно проявява редуциращи свойства
В съединения с кислород елементите могат да проявят по-високо положително състояние на окисление, равно на номера на групата. Оксидите на елементите, в зависимост от тяхното положение в периодичната таблица и степента на окисление на елемента, могат да проявяват основни или киселинни свойства.
В допълнение, тези елементи са способни да проявяват положителни степени на окисление до +6, с изключение на кислорода (само до + 2). Елементите от подгрупата на кислорода са неметали.
Най-често срещаните окислители включват халогени, кислород и оксианиони като MPO4, Cr3O и NO, в които централният атом има високо положително състояние на окисление. Понякога се използва като окислител
Съединенията Org и Org са силни окислители, тъй като кислородът в тях е в положително състояние на окисление - -1 и +2, и следователно, имайки голям запас от енергия (висок електронен афинитет), те ще привличат силно електрони поради желание на кислорода да премине в най-стабилните за него състояния.
Йонизирани неметални атоми в положителна степен на окисление и метални йони във висока степен на окисление с кислород образуват неутрални молекули на оксиди CO, CO2, N0, N02, ZOg, 5102, 5n02, MnO и сложни кислородсъдържащи йони N0, P04, ZO, Cr0, MnOg и др.
Най-високото електрическо ниво на атомите на тези елементи съответства на формулата pa Кислородът е вторият най-електроотрицателен елемент (след най-отрицателния флуор), може да се припише на стабилно състояние на окисление в съединения, равно на (-И) в кислородни флуориди степента на окисление е положителна. Останалите елементи от VIA групата показват степени на окисление (-I), (+ IV) и (CH VI) в техните съединения, а степента на окисление е стабилна за сярата (+ VI) и за останалите елементи (4-IV ). Чрез електроотрицателност
Когато O2 взаимодейства с най-силния окислител P1Pb, се образува веществото 02[P1Pb], в което катионът е молекулният йон O2. Съединенията, в които кислородът има положителна степен на окисление, са най-силните енергоемки окислители, способни да освободят складирана химическа енергия при определени условия. Те могат да се използват като ефективни окислители за ракетно гориво.
Въпреки това способността им да прикрепват електрони е много по-слабо изразена от тази на съответните елементи от групи VI и VII. С кислорода те образуват оксиди от типа RjOj, показващи най-високата положителна степен на окисление + 5.
Бромът и йодът показват положителни степени на окисление в съединенията си с кислород и с по-електроотрицателни халогени. Кислородсъдържащите киселини (и техните соли) на тези елементи са добре проучени, като HOI (бромирани, соли - хипобромити) и HOI (бромирани, соли - хипойодити), НВгОз (бромирани, соли - бромати) и НУз (йодирани, соли - йодати), както и NbYub (орто-йод, соли - орто-периодати).
Зареждане...
