Shkalla e oksidimit është ajo vlerë? Si të përcaktohet shkalla e oksidimit të elementeve?

Një temë e tillë e kurrikulës shkollore si kimi shkakton vështirësi të shumta për shumicën e nxënësve të shkollave moderne, pak mund të përcaktojnë shkallën e oksidimit në komponimet. Vështirësitë më të mëdha për nxënësit që studiojnë kimin inorganike, domethënë nxënësit e shkollës kryesore (klasat 8-9). Keqkuptimi i subjektit çon në shfaqjen e mospëlqimit midis nxënësve në këtë lëndë.

Mësimdhënësit identifikojnë një numër arsyesh për "mosdashje" të nxënësve të mesëm dhe të lartë në kimi: ngurrimi për të kuptuar terma komplekse kimike, pamundësia për të përdorur algoritme për të shqyrtuar një proces të caktuar, probleme me njohuritë matematikore. Ministria e Arsimit e Federatës Ruse paraqiti një ndryshim të madh në përmbajtjen e lëndës. Përveç kësaj, "prerë" dhe numri i orëve për mësimdhënie kimisë. Kjo ndikoi negativisht në cilësinë e njohurive mbi këtë temë, uljen e interesit në studimin e disiplinës.

Cilat tema të kursit të kimisë jepen më të vështira për nxënësit?

Nën programin e ri në kuadër të disiplinës "Kimi" të shkollës kryesore janë disa tema serioze: tabela periodike e elementeve të D. Mendelejevit, klasa e substancave inorganike, shkëmbimi i joneve. Është më e vështirë për klasën e tetë të përcaktojë oksidimin e oksideve.

Rregullat e aranzhimit

Para së gjithash, studentët duhet të jenë të vetëdijshëm se oksidet janë komponime komplekse me dy elementë, në të cilët përfshihet oksigjeni. Një kusht i detyrueshëm për përbërjen binar që i përket klasës së oksideve është pozicioni i oksigjenit në përbërjen e dytë në këtë përbërje.

Për të llogaritur një tregues të tillë në çdo formulë të kësaj klase do të merret vetëm nëse studenti ka një algoritëm të caktuar.

Algoritmi për oksidet acid

Për të filluar, vërejmë se shkalla e oksidimit është një shprehje numerike për valencë të elementeve. Oksidet acid janë formuar nga jo-metale ose metale me një valencë prej katër deri në shtatë, e dyta në okside të tilla domosdoshmërisht oksigjen.

Në oksidet, valenca e oksigjenit gjithmonë korrespondon me dy, mund të përcaktohet nga tabela periodike e elementëve të DI Mendelejevit. Një tipik jo metalik si oksigjeni, duke qenë në grupin e gjashtë të nëngrupit kryesor të tabelës periodike, merr dy elektron për të kompletuar plotësisht nivelin e saj të jashtëm të energjisë. Nonmetals në komponimet me oksigjen më shpesh shfaqin një valencë më të lartë, e cila korrespondon me numrin e vetë grupit. Është e rëndësishme të kujtojmë se shkalla e oksidimit të elementeve kimike është një tregues që merr një numër pozitiv (negativ).

Jo metalike, në fillim të formulës, ka një gjendje oksidimi pozitiv. Oksigjeni jo metalik në okside është i qëndrueshëm, indeksi i tij është -2. Për të verifikuar besueshmërinë e shpërndarjes së vlerave në oksidet e acidit, do të duhet të shumëzoni të gjitha numrat që vendosni në indekset e një elementi të caktuar. Llogaritjet konsiderohen të besueshme nëse totali i të gjitha pro dhe kundra të diplomave të dorëzuara është 0.

Përpilimi i formulave me dy elemente

Shkalla e oksidimit të atomeve të elementeve jep një shans për të krijuar dhe regjistruar lidhjet nga dy elemente. Kur krijohet një formulë, për të filluar, të dy simbolet janë përshkruar krah për krah, oksigjeni është i dyti. Mbi secilën prej shenjave të regjistruara janë të përshkruara vlerat e shkallëve të oksidimit, atëherë midis numrave të gjetur atje është numri që do të ndahet në të dy shifrat pa asnjë mbetje. Ky indikator duhet të ndahet ndaras nga vlera numerike e shkallës së oksidimit, duke marrë indekse për përbërësit e parë dhe të dytë të substancës me dy elementë. Shkalla më e lartë e oksidimit është e barabartë numerikisht me vlerën e valencës më të lartë të një jo-metali tipik, i njëjtë me numrin e grupit ku nuk është metali në PS.

Algoritmi për vendosjen e vlerave numerike në oksidet bazë

Përbërjet e ngjashme janë oksidet e metaleve tipike. Ata në të gjitha përbërjet kanë një indeks oksidimi jo më shumë se +1 ose +2. Për të kuptuar se çfarë do të jetë shkalla e oksidimit të metalit, ne mund të përdorim sistemin periodik. Për metalet e nëngrupeve kryesorë të grupit të parë, ky parametër është gjithmonë konstant, është i ngjashëm me numrin e grupit, domethënë +1.

Metale të nëngrupit kryesor të grupit të dytë karakterizohen gjithashtu nga një shkallë e qëndrueshme e oksidimit, në terma numerikë +2. Shkallët e oksidimit të oksideve në total, duke marrë parasysh indekset e tyre (numrat) duhet të japin zero, meqë një molekulë kimike konsiderohet neutrale, pa ngarkesë, një grimcë.

Rregullimi i shkallëve të oksidimit në acidet që përmbajnë oksigjen

Acidet janë substanca komplekse që përbëhen nga një ose më shumë atome hidrogjeni, të cilat janë të lidhura me disa mbetje acide. Duke qenë se gjendja e oksidimit është tregues dixhital, do të nevojiten disa aftësi matematikore për t'i llogaritur ato. Një tregues i tillë për hidrogjen (proton) në acide është gjithmonë i qëndrueshëm, është +1. Pastaj mund të tregoni shkallën e oksidimit për një jon oksigjen negativ, është gjithashtu i qëndrueshëm, -2.

Vetëm pas këtyre veprimeve, është e mundur për të llogaritur gjendjen e oksidimit të komponentit qendror të formulës. Si një mostër specifike, le të shqyrtojmë përcaktimin e shkallës së oksidimit të elementeve në acid sulfurik H2SO4. Duke marrë parasysh se në molekulën e një substance komplekse të dhënë përmban dy proton hidrogjen, katër atome oksigjen, ne marrim një shprehje të këtij lloji + 2 + X-8 = 0. Në mënyrë që totali të formojë zero, squfuri do të ketë një gjendje oksidimi prej +6

Rregullimi i shkallëve të oksidimit në kripëra

Kripërat janë komponime komplekse të përbërë nga jonet metalikë dhe një ose më shumë mbetje acidi. Procedura për përcaktimin e shkallëve të oksidimit në secilin nga përbërësit në një kripë komplekse është e njëjtë me acidet që përmbajnë oksigjen. Duke pasur parasysh se shkalla e oksidimit të elementeve është një tregues dixhital, është e rëndësishme që të identifikohen saktësisht shkallën e oksidimit të metalit.

Nëse metali që formon kripën është e vendosur në nëngrupin kryesor, shkalla e oksidimit të tij do të jetë e qëndrueshme, që korrespondon me numrin e grupit, është një vlerë pozitive. Nëse kripa përmban një metal të një nëngrupi të ngjashëm të PS, duke shfaqur valencë të ndryshme , valenca e metaleve mund të përcaktohet nga mbetjet e acidit. Pasi të krijohet gjendja e oksidimit të metalit, vendosni oksidimin (-2), pastaj llogarisni shkallën e oksidimit të elementit qendror duke përdorur ekuacionin kimik.

Si shembull, le të shqyrtojmë përcaktimin e shkallëve të oksidimit në elementet në nitrat natriumi (kripë e mesme). NaNO3. Kripë është formuar nga metali i nëngrupit kryesor të grupit 1, prandaj shkalla e oksidimit të natriumit do të jetë +1. Oksigjeni në nitrate ka një shkallë oksidimi prej -2. Për të përcaktuar vlerën numerike të shkallës së oksidimit është ekuacioni + 1 + X-6 = 0. Duke zgjidhur këtë ekuacion, marrim se X duhet të jetë +5, ky është shkalla e oksidimit të azotit.

Termat bazë në OVR

Për oksidim, si dhe procesin e shërimit, ka kushte të veçanta që nxënësit duhet të mësojnë.

Shkalla e oksidimit të një atomi është aftësia e tij e drejtpërdrejtë për të bashkëngjitur (për t'u dhënë të tjerëve) elektronet nga disa jonet ose atomet.

Oksidanti konsiderohet të jetë atom neutral ose jonet e ngarkuar, në rrjedhën e një reaksioni kimik ata lidhin elektronet me vete.

Restauruesi do të jetë atom i ngarkuar ose joneve të ngarkuar, të cilët humbin elektronet e tyre në procesin e ndërveprimit kimik.

Oksidimi përfaqësohet si një procedurë për lirimin e elektroneve.

Rimëkëmbja është e lidhur me miratimin e elektroneve shtesë nga një atom ose jon i ngarkuar.

Procesi i reduktimit të oksidimit karakterizohet nga një reaksion, gjatë të cilit shkalla e oksidimit të atomit ndryshon domosdoshmërisht. Ky përkufizim na lejon të kuptojmë se si është e mundur të përcaktohet nëse është reagimi i OVR.

Rregullat për analizimin e IAD

Duke përdorur këtë algoritëm, mund të caktoni koeficientët në çdo reagim kimik.

1. Së pari, duhet të vendosni gjendjet e oksidimit në secilën substancë kimike. Vini re se në një substancë të thjeshtë shkalla e oksidimit është zero, meqë nuk ka zmbrapsje të grimcave negative. Rregullat për rregullimin e shkallëve të oksidimit në substanca binare dhe tre elementësh u konsideruan më sipër.

2. Pastaj është e nevojshme të përcaktohen ato atome ose ione në të cilat gjendjet e oksidimit kanë ndryshuar gjatë transformimit që ka ndodhur.

3. Nga ana e majtë e ekuacionit të regjistruar, atomet ose jonet e ngarkuar janë të ndara, të cilat kanë ndryshuar gjendjen e tyre të oksidimit. Kjo është e nevojshme për balancimin. Elementet tregohen gjithmonë nga vlerat e tyre.

4. Më tej, ato atome ose jonet që u formuan gjatë reagimit janë shkruar poshtë, tregohet nga shenja + numri i elektroneve të marra nga atomi, - numri i grimcave negative të dhëna. Nëse oksidimi reduktohet pas procesit të reagimit. Kjo do të thotë që elektronet janë marrë nga një atom (jon). Me një rritje në shkallën e oksidimit, atom (jon) gjatë reagimit jep off elektronet.

5. Numri total më i vogël ndahet fillimisht në ato të pranuara, pastaj tek elektronet e transferuara në proces, fitohen koeficientët. Numrat e gjetura janë koeficientët e kërkuar stereokimik.

6. Përcaktoni oksiduesin, reduktimin e agjentit, proceset që ndodhin gjatë reagimit.

7. Faza e fundit do të jetë rregullimi i koeficientëve stereokimik në reagimin që po shqyrtohet.

   Shembull i OBR

Konsideroni zbatimin praktik të këtij algoritmi në një reagim të veçantë kimik.

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

Ne llogarisim parametrat për të gjitha substancat e thjeshta dhe komplekse.

Meqë Fe dhe Cu janë substanca të thjeshta, shkalla e tyre e oksidimit është 0. Në CuSO4, atëherë Cu + 2, pastaj për oksigjen-2, dhe për squfur +6. Në FeSO4: Fe +2, prandaj, për O-2, sipas llogaritjeve të S +6.

Tani ne po kërkojmë elemente që mund të ndryshojnë treguesit, në situatën tonë ata do të jenë Fe dhe Cu.

Meqenëse pas reagimit vlera e atomit të hekurit u bë +2, në reaksion u liruan 2 elektron. Bakri ndryshoi performancën e tij nga +2 në 0, prandaj bakri mori 2 elektron. Tani ne përcaktojmë numrin e elektroneve të marra dhe të dorëzuara nga atomi i hekurit dhe kationi i bakrit bivalent. Në rrjedhën e transformimit, dy elektronet merren nga kationi i bakrit bivalent, numri i njëjtë i elektroneve hiqet nga atomi i hekurit.

Në këtë proces, nuk ka kuptim për të përcaktuar shumën minimale të përbashkët, pasi një numër i barabartë i elektroneve pranohet dhe jepet gjatë transformimit. Koeficientët stereokemikë gjithashtu do të korrespondojnë me unitetin. Në reagim, vetitë e agjentit reduktues do të shfaqin hekurin, ndërsa oksidojnë atë. Kationi i bakrit bivalent reduktohet në bakër të pastër, në reaksionin që ka shkallën më të lartë të oksidimit.

Aplikimi i proceseve

Formulat për shkallën e oksidimit duhet të jenë të njohura për çdo nxënës të klasës 8-9, pasi kjo pyetje përfshihet në detyrat e OGE. Çdo proces që shfaqet me shenja oksidative dhe tonikale, luan një rol të rëndësishëm në jetën tonë. Pa ata, proceset metabolike në trupin e njeriut janë të pamundura.