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

 Атомдардың, молекулалардың, иондардың тотығу дәрежелері өзгере жүретін реакцияларды тотығу-тотықсыздану реакциялары деп атайды.

 Тотығу – атомның, молекуланың, ионның электрон беру процесі. Мысалы: а) атом электронын берсе, оң зарядты ионға: Cl° − 7e → Cl⁷⁺ айналады;

 б) теріс зарядты ион электрон берсе, бейтарап атомға: Cl^1-− e → Cl°, немесе оң зарядты ионға Cl^- − 2e → Cl⁺ айналады;

 в) оң зарядты ион электрон берсе, оның оң заряды берген электрон санына сәйкес өседі: Cl⁺ − 4e → Cl⁺⁵

 Тотықсыздану – атомның, молекуланың, ионның электрон қосып алу процесі. Мысалы: а) атом электрон қосып алса, теріс зарядты ионға айналады: Cl°+e → Cl^-; б) оң зарядты ион электрон қосып алса, заряд саны кеміген оң зарядты ионға: Cl⁵⁺ + 4e → Cl⁺, немесе бейтарап атомға: Cl⁵⁺ + 5e→ Cl°, немесе теріс зарядты ионға: Cl⁵⁺ + 6e → Cl^- айналады. Тотықтырғыш – электрон қосып алушы бөлшек (бейтарап атом, молекула, ион). Тотықсыздандырғыш – электрон беруші бөлшек (бейтарап атом, молекула, ион). Сонымен, тотықтырғыш реакция кезінде тотықсызданады, ал тотықсыздандырғыш реакция кезінде тотығады.

 Демек, электрон көшуімен байланысты әрбір реакция қарама-қарсы екі процестің – тотығу мен тотықсызданудың – бірлесуі.

 Элементтер атомдарының электрон беру не алу қабілетіне әсер ететін жағдайлар: периодты жүйедегі элементтің орны, атомының радиусы мен ядросының оң зарядтарының саны. Атомның, ионның радиусы үлкен болған сайын, электронның ядроға тартылуы аз болады, сондықтан атомның электрон беруі оңай болады, демек атомның тотықсыздандырғыштық қабілеті күшті болады. Атомның (ионның) радиусы кішкене болған сайын, электронның ядроға тартылуы күшті болады, атомның электронды беруі қиындайды, демек атомның тотықсыздандырғыштық қабілеті кемиді.

 Элементтің тотығу дәрежесі дегеніміз оның шартты электрондық заряды. Ол қосып алу формуласы арқылы есептелінеді және оң, теріс нөлдік мәнге ие болуы мүмкін, «+» немесе «–» таңбалары болады. Тотығу дәрежесін есептегенде келесі заңдылықтарды қолдану керек:

 1)                Атом немесе молекула әрқашан элекртобейтарап, себебі олар да оң таңбалар теріс таңбалар санымен теңеседі;

 2)                Бөлшектің белгісі оны байланыстыратын электрондық жұбының жақын орналасуына байланысты;

 3)                Металдар катионы әрқашан оң зарядталады: Al³⁺,Na⁺,Ca²⁺;

 4)                Қышқыл қалдықтардың анионы әрқашан теріс зарядталады: NO₃^-, SO₄^2-, PO₄^3-;

 5)                Бейметаллдардың тотығу-тотықсыздану дәрежесі оң және теріс болуы мүмкін: N^3-H₄⁺, HN⁵⁺O₃.

 Сонымен қатар тотығу дәрежесін анықтау үшін келесі қағидалар қолданылады.

 1 ) жай заттардың элементінің тотығу дәрежесі 0-ге тең;   Na⁰ ; ;

 2) қосылыстарда сілтілік металдар  (+1) тотығу дәрежесіне тең;  K⁺¹OH; Na⁺¹Cl;

 3) қосылыстарда жер сілтілік металдар  (+2) тотығу дәрежесіне тең;  Ca⁺²SO₄;

 4) қосылыстарда оттегі (-2) тотығу дәрежесіне ие; H₂O^-2;  ;

 ескерту: асқын тотықтарда  (-1) ; ;

                 OF₂ қосылысында (+2) тотығу дәрежесіне ие. 

 5) қосылыстарда сутегі (+1) тотығу дәрежесіне тең; 

  ескерту: металл гидридтерінде сутегі (-1) тотығу дәрежесіне ие, ;

 6) молекуланың құрамына кіретін барлык атомдардың тотығу дәрежелерінің алгебралық қосындысы 0-ге тең; ;  ;

     Азот атомының қосылыстардағы тотығу дәрежелерін анықтайық,

 NH₃, N₂N₄, NH₂, N₂O, NO, HNO₂,NO₂, HNO₃ қосылыстарында тотығу дәрежесі:  -3, -2,-1, +1,+2, +3, +4, +5 сәйкес болады.

 Тотығу дәрежелерін есептеу:

 а) H₂⁰, Cl₂⁰, Al⁰;

 б) K₂⁺Cr₂⁶⁺O₇^2-, K⁺Mn⁷⁺O₄^2-, K₂⁺ Mn⁶⁺O₄², Cr₂³⁺(SO₄)₃^2-;

 в) Ca²⁺F₂^-, C^4-H₄⁺, N^3-H₃⁺, (N^3-H⁺₄)⁺N⁵⁺O^2-₃;

 г) ⁰СH⁺₃⁰СO^2-O²H⁺, C^-H⁺₃C^-H⁺O^2-.

S⁰ + 2е → S^-2 тотықсызданады

N⁺¹−4e−→N⁺⁵ ,

O⁻²−2e−→O⁰ ,

C⁻⁴−6e−→C⁺² ,

Mg⁰ – 2е →Mg⁺² тотығады

S⁺⁶+2e−→S⁺⁴ ,

N⁰+3e−→N⁻³ ,

Cl⁺¹+2e−→Cl⁻¹ ,

Элемент ең төменгі тотығу дәрежесінде тек тотықсыздандырғыш, ең жоғарғы тотығу дәрежесінде тек тотықтырғыш, ал аралық тотығу дәрежесінде болса әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш болады.

 Тотығу дегеніміз— атомның немесе атомдар тобының өз электрондарын беруі нәтижесінде өз тотығу дәрежесін өсіруімен сипатталатын химиялық әрекет; тотықсыздану — атомдардың немесе иондардың электрондарды өзіне қосып алуы, сөйтіп өз тотығу дәрежесін төмендету.