Jak wartościowość różni się od stanu utlenienia

Walencja i stopień utlenienia są pojęciami często stosowanymi w chemii nieorganicznej. W wielu związkach chemicznych wartość wartościowości i stopień utlenienia elementu pokrywają się, dlatego uczniowie i studenci często są zdezorientowani. Te pojęcia naprawdę mają ze sobą coś wspólnego, ale różnice są bardziej znaczące. Aby zrozumieć różnicę między tymi dwoma pojęciami, warto wiedzieć o nich więcej.

Informacje dotyczące utleniania

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

Jest to wartość pomocnicza, która nie ma sensu fizycznego jako takiego. Jego istota jest po prostu wyjaśniona za pomocą przykładów:

Cząsteczka soli NaCl składa się z dwóch atomów - atomu chloru i atomu sodu. Wiązanie między tymi atomami jest jonowe. Sód ma 1 elektron na poziomie walencyjnym, co oznacza, że ​​ma jedną wspólną parę elektronów z atomem chloru. Z tych dwóch pierwiastków chlor jest bardziej elektroujemny (ma właściwość mieszania par elektronów ze sobą), a następnie jedyna wspólna para elektronów przesunie się do niego. W związku element o wyższej elektroujemności ma ujemny stopień utlenienia, odpowiednio mniej elektroujemny, dodatni, a jego wartość jest równa liczbie wspólnych par elektronów. Dla rozważanej cząsteczki NaCl, stany utleniania sodu i chloru będą wyglądać tak:

+1 -

NaCl

Chlor, z parą elektronów przemieszczoną do niego, jest teraz uważany za anion, to znaczy atom, który przyłączył dodatkowy elektron do siebie, i sód - jako kation, to znaczy atom, który przekazuje elektron. Ale gdy rejestruje się stopień utlenienia, przede wszystkim jest to znak, aw drugim wartość liczbowa, a podczas rejestracji ładunku jonowego - odwrotnie.

Stopień utlenienia można zdefiniować jako liczbę elektronów, których jon dodatni nie ma do atomu obojętnego, lub które należy pobrać z jonu ujemnego w celu utlenienia do atomu. W tym przykładzie jest oczywiste, że dodatni jon sodu z powodu przemieszczenia pary elektronów nie ma elektronu, a jon chloru ma jeden dodatkowy elektron.

Stopień utlenienia prostej (czystej) substancji, niezależnie od jej właściwości fizycznych i chemicznych, wynosi zero. Na przykład cząsteczka O 2 składa się z dwóch atomów tlenu. Mają te same wartości elektroujemności, więc wspólne elektrony nie przesuwają się do żadnego z nich. Oznacza to, że para elektronów jest ściśle między atomami, ponieważ stopień utlenienia wynosi zero.

Dla niektórych cząsteczek może być trudno określić, gdzie poruszają się elektrony, zwłaszcza jeśli są w nich trzy lub więcej elementów. Aby obliczyć stopień utlenienia w takich cząsteczkach, należy zastosować kilka prostych zasad:

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

+2 -1 +1 -

OF 2 i O 2 F 2,

Ponieważ fluor jest pierwiastkiem o najwyższej elektroujemności, dlatego zawsze przesuwa oddziałujące elektrony na siebie. Zgodnie z przepisami międzynarodowymi pierwiastek o niższej wartości ujemnej pod względem elektrycznym jest rejestrowany jako pierwszy, ponieważ tlen jest przede wszystkim w tych tlenkach.

  • Jeśli zsumujemy wszystkie stany utlenienia w cząsteczce, otrzymamy zero.
  • Dla atomów metali charakteryzujących się dodatnim stopniem utlenienia.

Przy obliczaniu stopni utlenienia należy pamiętać, że największy stopień utlenienia elementu jest równy liczbie jego grupy, a minimum to liczba grup minus 8. Dla chloru, maksymalna możliwa wartość stopnia utlenienia wynosi +7, ponieważ znajduje się w siódmej grupie, a minimum wynosi 7-8 = -1.

Ogólne informacje o walencji

Walencja to liczba wiązań kowalencyjnych, które element może tworzyć w różnych związkach.

W przeciwieństwie do stopnia utlenienia pojęcie wartościowości ma rzeczywiste 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 to być również 2 (H 2 S) lub 4 (SO 2 ).

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 (wartościowość zawsze 2), lantan (wartościowość wynosi 3).

Co jest powszechne w walencyjności i utlenianiu

  1. Do oznaczenia i tego oraz innych rozmiarów używaj dodatnich liczb całkowitych zapisanych na łacińskim oznaczeniu elementu.
  2. Najwyższa wartościowość, podobnie jak największy stopień utlenienia, pokrywa się z numerem grupy elementu.
  3. Stopień utlenienia dowolnego pierwiastka złożonego 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 stopnie utlenienia wynoszą ± 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. Stopień utlenienia może wynosić zero, więcej lub mniej niż zero. Wartościowość jest ściśle większa od zera.
  3. Wartościowość odzwierciedla liczbę wiązań kowalencyjnych i stopień utlenienia - rozkład elektronów w związku.

Zalecane

Herbata na Cyprze i Ivan - czym się różnią
2019
Analityk systemów i analityk biznesowy: podobieństwa i różnice
2019
„Preductal” lub „Mildronat”: porównanie, które jest lepsze
2019