Тотығу дәрежесі. Тотығу және тотықсыздану. Химия, 9 сынып,қосымша материал 1.

https://sciencestruck.com/rules-to-determine-oxidation-number

8 Оксидтің санын анықтаудың оңай есте қалатын қағидалары

Oxidation number/state is an important but very often misunderstood concept. Тотығу нөмірі / жағдай маңызды, бірақ көбінесе тұжырымдамамен түсіндірілмейтін.It is crucial in understanding the nature of various reactions. Бұл әртүрлі реакциялардың табиғатын түсіну үшін маңызды.

Ғылыми ScienceStruck Staffперсонал

Соңғы жаңарту Last Updated: Jul 16, 2017: 2017 ж. 16 шілде

Сіз білдіңіз бе Did You Know??

Carbon has 9 possible oxidation states―from -4 to +4. Көміртегінде 9 ықтимал тотығу жағдайы болды - -4 бастап +4 дейін.

Oxidation state, denoted by the oxidation number, is a very important concept in chemistry. Тотығу нөмірімен белгіленген тотығу жағдайы химияда өте маңызды ұғым болып табылады. It is one of the most basic principles of chemistry, and plays a determinant role in the nature of many types of reactions. Бұл химияның негізгі қағидаттарының бірі және реакциялардың көптеген типтерінде нақты рөл атқарады. Though it is so fundamental, some may not understand the confusing rules of determining oxidation numbers. Бұл фундаменталды болғанмен, кейбіреулер тотығу санын анықтаудың түсініксіз қағидаларын түсіне алмайды. Here is a helpful guide on the steps to determine the oxidation number of elements.Төменде элементтер тотығуының санын анықтау кезеңдері бойынша пайдалы нұсқаулық берілген. But first, let's understand what oxidation numbers are in the first place.Алдымен тотығудың қандай сандары бірінші екенін түсініп алайық.

Тотығу нөмірі деген не What is an Oxidation Number??

The oxidation number of an atom simply shows the number of electrons it can account for in a redox reaction, or the degree to which it has undergone oxidation. Атомның тотығу нөмірі тотығу-тотықсыздану реакциясында ескеретін электрондар санын немесе ол тотығуға ұшыраған дәрежесін көрсетеді. A redox reaction, one of the most fundamental and commonly seen principles of chemistry, is a reaction where electrons are transferred between two atoms/molecules.Редокс-реакция химияның ең негізгі және жалпы қабылданған қағидаттарының бірі электрондар екі атом/молекула арасында ауысатын реакция түрінде болады. Its name is a portmanteau of the two processes or sub-reactions that inevitably occur in it― red uction and ox idation. Оның атауы – бұл қатысу нәтижесінде пайда болатын екі процесті немесе субреакцияны ауыстыру. Oxidation is the process of losing an electron, whereas reduction, though it may seem incorrectly named, is the process of gaining an electron. Тотығу – бұл электронды жоғалту процесі, себебі азайту электронды алу процесі болып табылады. Because two entities must partake in a redox reaction, one loses atoms, which the other gains.Екі мән тотығу-тотықсыздану реакциясына қатысу керек, біреуі атомдарды жоғалтып, басқасы жеңеді. Thus, these two reactions always occur in conjunction with each other.Осылайша, осы екі реакция әрқашан бір-бірімен қосылыста болады. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының оңай түсінілетін мысалы қышқылдардың түзілуі болып табылады. An easily understood example of redox reactions is the formation of acids. For instance,Мысалы,

► H ₂ + Cl ₂ ➙ 2HCl ► H ₂ + Cl ₂ ➙ 2HCl In this reaction, two sub-reactions are occurring: The oxidation of hydrogen, and the reduction of chlorine. Осы реакцияда екі жанама реакция болады: сутегінің тотығуы және хлордың тотықсыздануы. Hydrogen, which has a solitary electron in its orbit, loses it, and chlorine, which has 17 electrons in a stable state, gains one electron. Өзінің орбитасында жалғыз электроны бар сутегі оны жоғалтады, ал тұрақты күйде 17 электроны бар хлор бір электрон алады. The reaction needs two atoms of each reagent, since neither hydrogen nor chlorine exists as a monatomic element.Сутегі де, хлор да бір атомды элемент ретінде болмайтындықтан, реакция әр реагенттің екі атомын талап етеді.

Now, you may be wondering what oxidation number has got to do with redox reactions. Енді тотығу саны тотығу-тотықсыздану реакцияларымен байланысты болып көрінуі мүмкін.Well, pretty much everything! Oxidation numbers are what tell us which reagent (element or compound that is part of a reaction) is being reduced and which is being oxidized. Тотығу сандары – бұл қай реагент (реакцияның бөлігі болып табылатын элемент немесе қосылыс) тотықсызданатындығын және қайсысы тотығатындығын білдіреді. While oxidation and reduction are generally defined as changes in the number of electrons, they are more accurately defined as changes in the oxidation states of the reagents . Тотығу және тотықсыздандыру электрондар санының өзгерісі ретінде анықталады, олар реагенттердің тотығу күйіндегі өзгерістер ретінде дәл анықталады. When a substance is oxidized, its oxidation state increases .Зат тотыққанда, оның тотығу күйі ұлғаяды. Conversely, when a substance is reduced, its oxidation state decreases ―thus the name. Керісінше, зат азайғанда, оның тотығу күйі де азаяды. For instance, in the aforementioned reaction between hydrogen and chlorine, the loss of electrons adds to the oxidation state of the hydrogen atoms, which become positively charged ions, while the gain of electrons reduces the oxidation state of the chlorine atoms, which become negatively charged ions. Мысалы, жоғарыда аталған реакцияда сутегі мен хлор арасында электрондарды жоғалтуды сутегі атомдарының тотығу күйіне қосады, олар оң зарядталған иондар болады, ал электрондардың күшеюі хлор атомдарының тотықтыратын күйін азайтады, олар теріс зарядталған иондар болады. Now that we have a rough idea of what an oxidation number is, let's move on to the rules of determining the oxidation number of a particular substance. Енді тотығу саны туралы жалпы түсінігіміз болғанда, нақты заттың тотығу санын анықтау қағидаларына көшейік.

Тотығу нөмірлерін анықтау Determining Oxidation Numbers

Rule #1 : The oxidation state of an uncombined element not possessing an electric charge is always zero.№ 1 қағида: Электр заряды бар, байланыссыз элементтің тотығу күйі әрқашан нөлге тең.This is true regardless of whether the element exists as an atom or a polyatomic molecule. Бұл элемент атом немесе көп атомды молекула түрінде болатындығына байланысты емес. This means that O ₂ (oxygen), Mg ₂ (magnesium), Al (aluminum), He (helium), and S ₈ (sulfur) have the oxidation number zero, because the oxidation state of the individual atoms wasn't changed during the formation of the molecule. Бұл O ₂ (оттегі), Mg ₂ (магний), Al (алюминий), He (гелий) және S ₈ (күкірт) тотығу нөмірі нөл екендігін көрсетеді, өйткені жекелеген атомдардың тотығу күйі молекула түзілгенде өзгерген жоқ. The bonds between atoms of the same element are always covalent, wherein electrons are shared, rather than ionic, wherein electrons are passed from one reagent to another.Бір элементтің атомдары арасындағы байланыстар әрқашан ковалентті, бұл ретте, электрондар ионды емес, ортақ, ал электрондар бір реагенттен басқасына беріледі. The question of oxidation states only applies to reactions where ionic bonds are formed. Тотығу күйі туралы сұрақ ионды байланыстар түзілетін реакцияларға ғана қолданылады.

Rule #2 : The oxidation number of a monatomic ion is equal to the charge on it.№ 2 қағида: Бір атомды ионның тотығу нөмірі ондағы зарядқа тең. Мысалы, For instance, Na ⁺ (sodium ion with one electron missing), Al ³⁺ (aluminum ion with three electrons missing), and Cl ^- (chlorine ion with one extra electron) have the oxidation numbers +1, +3, and -1, respectively.Na ⁺ (бір электрон болмағанда натрий ионы), Al ³⁺ (үш электронды алюминий ионы жоқ) және Cl ^- (бір қосымша электронды хлор ионы) сәйкесінше +1, +3 и -1 тотығу сандары болады.However, many metals as well as nonmetals can form different ions (notably carbon, sulfur, and iron), and can have multiple oxidation states. Алайда көптеген металдар, сондай-ақ бейметалдар әртүрлі иондар түзуі мүмкін (әсіресе көміртегі, күкірт және темір) және көптеген тотығу күйі болады. So, though the charge is equal to the oxidation state, it may not be consistent. Осылайша, заряд тотығу күйіне тең болса, ол қарама-қайшы болмауы мүмкін.

Rule #3 : The oxidation number of oxygen is almost always -2. № 3 қағида: Оттегінің тотығу саны әрқашан -2 тең. The only time oxygen's oxidation number shifts is when it is part of a class of compounds called 'peroxides'.Оттегінің тотығу саны жылжығанда ғана «пероксидтер» деп аталатын қосылыстар сыныбының бөлігі болады. In that case, it becomes -1.Бұл жағдайда ол -1 тең болады.

Rule #4 : Similarly, the oxidation number of hydrogen is almost always +1.№4 қағида: Осыған ұқсас, сутегінің тотығу саны әрқашан +1 тең. The only time this is altered is if hydrogen forms a transitional binary hydride with a metal.Егер сутегі металмен ауыспалы бинарлы гидрид түзілгенде ғана өзгереді. In this rare event, it becomes -1.Мұндай сирек болатын жағдайда ол -1 тең болады.

Rule #5 : Lying in the same group of the periodic table as hydrogen, alkali metals such as lithium, sodium, and potassium also have an oxidation number of +1.№ 5 қағида: Сутегі сияқты периодты кестенің тобында литий, натрий және калий сияқты сілтілі металдардың +1 тотығу саны болады. The only time this changes is when the metals are in the elemental form, in which case their oxidation state is zero.Бұл өзгеретін жалғыз жағдай металдар қарапайым түрде болатын жағдай және бұл жағдайда олардың тотығу күйі нөлге тең.

Rule #6 : Alkaline earth metals such as magnesium and potassium have an oxidation number of +2.№ 6 қағида: Магний және калий сияқты сілтілі металдардың тотығу саны +2 болады. Like the previous rule, this is not valid if the metals are in elemental form, in which case the first rule supersedes. Алдындағы қағида сияқты, бұл металдар қарапайым түрде болса дұрыс емес, бұл жағдайда бірінші қағиданы ауыстырады.

Rule #7 : The sum of the oxidation numbers of all components of a neutral compound is zero.№ 7 қағида: Бейтарап қосылыстың барлық жинақтарының тотығу санының жиынтығы нөлге тең. This is helpful in figuring out the oxidation number of a particular element in a compound. Бұл қосылыстағы нақты элементтің тотығу санын анықтағанда пайдалы болады. For instance, if we consider the stable compound H ₂ SO ₄ (sulfuric acid), we know the net oxidation number of hydrogen and oxygen in this compound to be:Мысалы, егер біз тұрақты қосылысты қарастырсақ H ₂ SO ₄ (күкірт қышқылы), онда біз осы қосылыста сутегі мен оттегінің таза саны мынадай болу керектігін білеміз: ► 2(1) + 4(-2) = -6 ► 2 (1) + 4 (-2) = -6 Thus, for H ₂ SO ₄ to be balanced, sulfur's oxidation number has to be +6, which is one of its oxidation states. Осылайша, H ₂ SO₄ теңестіру үшін күкірттің тотығу саны +6 болу керек, бұл оның тотығу күйінің бірі болып табылады. Incidentally, it is also found in the +4 and +2 oxidation states.Ол тотығу күйлерінде де кездеседі +4 және +2.

Rule #8 : Just like the previous rule, the net oxidation number of a polyatomic ion is equal to the charge on it.№ 8 қағида: Алдындағы қағидадағыдай көп атомды ионның тотығуының таза саны ондағы зарядқа тең. Whereas the previous rule dealt with electrically stable compounds, this rule deals with charged compounds, but on the same principle.Алдындағы қағида электрлік тұрақты қосылыстарға қатысты болса, бұл қағида сол қағидатпен зарядталған қосылыстарға қатысты болады.For instance, if we consider the charged ion SO ₄^2- , which has a charge of -2, the equation turns out to be: Мысалы, егер біз

-2 заряды бар SO ₄ ^2- зарядталған ионды қарастырсақ, теңдеу былай болады: ► 1(+6) + 4(-2) = -2 ► 1 (+6) + 4 (-2) = -2 Turning the compound into an algebraic equation in this fashion is the best way of figuring out the oxidation number of unknown elements. Осылайша, қосылыстың алгебралық теңдеуге айналуы белгісіз элементтердің тотығу санын анықтаудың ең үздік тәсілі болып табылады. These were the important rules about determining oxidation numbers. Бұл тотығу санын анықтаудың маңызды қағидалары болды. Now that you know this, you will be able to do much better at defining the confusing terms of oxidation and reduction in terms of the oxidation number.Енді сіз оны білгенде, тотығудың шатысқан терминдерін анықтау және тотығу санын қысқарту үшін жақсырақ істейтін боласыз.For instance, let's consider the standard metal displacement reaction, Мысалы, металл ығысуының стандартты реакциясын қарастырамыз, ► CuSO ₄ + Zn ➙ ZnSO ₄ + Cu ► CuSO ₄ + Zn ➙ ZnSO ₄ + Cu In this reaction, the mini-reactions of oxidation and reduction are as follows: Осы реакцияда тотығу мен тотықсызданудың шағын реакциясы мынадай: Zn ➙ Zn ²⁺ + 2e ^-Zn ➙ Zn ²⁺ + 2e ^- Since zinc has changed its oxidation state from 0 to +2, this is an oxidation reaction. Мырыш өзінің тотығу күйін 0 бастап +2 дейін өзгерткендіктен, бұл тотығу реакциясы. The two electrons released from the zinc atom are accepted by the copper ion, in the corresponding reduction reaction: Мырыш атомынан босатылатын екі электрон тотықсыздандырудың тиісті реакциясында мыс иондарымен қабылданады: Cu ²⁺ + 2e ^- ➙ CuCu ²⁺ + 2e ^- ➙ Cu Since the oxidation state of copper has reduced from +2 to 0, this is a reduction reaction. Мыстың тотығу күйі +2 бастап 0 дейін азайса, бұл тотықсыздандыру реакциясы.