YÜKSELTGENME SAYISI: KAVRAM, NASIL ÇIKARILACAĞI VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Oksidasyon sayısı da oksitlenme durumu olarak adlandırılan, bu bir parçası olduğu bileşiği tamamen iyonik karaktere sahip olduğu varsayılarak, bir atom kazanç veya elektron kaybı tarif biridir. Bu nedenle, oksidasyon sayısından bahsederken, tüm atomların elektrostatik olarak etkileşen iyonlar olarak bulunduğu varsayılır.

Gerçek resim, her yerde iyon bulundurmaktan daha karmaşık olsa da, oksidasyon sayısı, oksit indirgeme (redoks) reaksiyonlarını yorumlamak için gerçekten yararlıdır. Bu sayıların değiştirilmesi, hangi türlerin oksitlendiğini veya elektron kaybettiğini veya elektronların indirgenmiş veya kazanılmış olduğunu ortaya çıkarır.

Demir süs eşyaları ve heykelleri örten oksit tabakası, oksijenin oksidasyon sayısı -2 olan O2 anyonlarının bir kısmında oluşur. Kaynak: Dracénois

Tek atomlu bir iyonun iyonik yükü, oksidasyon sayısıyla eşleşir. Örneğin, sayısız mineralde en bol bulunan oksit anyonu O ^2- , -2 oksidasyon sayısına sahiptir. Bu şu şekilde yorumlanır: O temel durumundaki oksijen atomuna kıyasla iki ekstra elektrona sahiptir.

Oksidasyon sayıları, bir moleküler formülden kolayca hesaplanır ve iyonla dolu inorganik bileşikler söz konusu olduğunda genellikle daha yararlı ve ilgilidir. Bu arada, organik kimyada aynı öneme sahip değildir, çünkü neredeyse tüm bağları esasen kovalenttir.

Oksidasyon sayısı nasıl alınır?

Elektron nötralite

Nötr olması için bir bileşikteki iyonik yüklerin toplamı sıfıra eşit olmalıdır. Yalnızca iyonların pozitif veya negatif yükleri olabilir.

Bu nedenle, yükseltgenme sayılarının toplamının da sıfıra eşit olması gerektiği varsayılmalıdır. Bunu akılda tutarak ve bazı aritmetik hesaplamalar yaparak, herhangi bir bileşikteki bir atomun yükseltgenme sayısını çıkarabilir veya belirleyebiliriz.

Valencias

Birkaç istisna olmasına rağmen, bir atomun oksidasyon sayısını belirlemede değerler güvenilir değildir. Örneğin, grup 1'in tüm elementleri, alkali metaller, 1 değerine ve dolayısıyla değişmez bir oksidasyon sayısına +1 sahiptir. Aynı şey oksidasyon sayısı +2 olan grup 2'deki alkali toprak metaller için de geçerlidir.

Pozitif yükseltgenme sayılarının önünde her zaman '+' sembolü bulunduğunu unutmayın: +1, +2, +3, vb. Ve aynı şekilde negatifler: -1, -2, -3 vb.

Genel kurallar

Oksidasyon sayısını belirlerken dikkate alınması gereken bazı genel kurallar vardır:

-Oksijen ve kükürt için yükseltgenme sayısı -2: O ^2- ve S ^2-

-Saf elementlerin yükseltgenme sayısı 0: Fe ⁰ , P ₄ ⁰ , S ₈ ⁰

Hidrojen atomu, kime bağlı olduğuna bağlı olarak +1 (H ⁺ ) veya -1 (H ^- ) oksidasyon sayısına sahiptir.

-Halojenlerin, oksijen veya flor ile bağlı olmadıkları sürece oksidasyon sayısı -1: F ^- , Cl ^- , Br ^- ve I ^-

-OH ^- gibi çok atomlu bir iyon için oksidasyon sayılarının toplamı sıfıra eşit olmamalı, iyonun yüküne eşit olmalıdır, bu OH için -1 olacaktır ^- (O ^2- H ⁺ ) ^-

-Sıradan koşullarda metallerin pozitif oksidasyon sayıları vardır

Aritmetik işlemler

PbCO ₃ bileşiğine sahip olduğumuzu varsayalım . Biz karbonat anyon CO tespit halinde ₃ ^2- , bütün oksidasyon sayılarının hesaplanması, basit olacaktır. Oksijenin oksidasyon sayısının -2 olduğunu bilerek aynı karbonatla başlıyoruz:

(C ^x O ₃ ^2- ) ^2-

Yükseltgenme sayılarının toplamı -2'ye eşit olmalıdır:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Bu nedenle, karbonun yükseltgenme sayısı +4'tür:

(C ⁴⁺ O ₃ ^2- ) ^2-

PbCO ₃ artık şöyle görünecektir:

Pb ^z C ⁴⁺ O ₃ ^2-

Yine, oksidasyon sayılarını sıfıra eşit olacak şekilde ekliyoruz:

z + 4-6 = 0

z = +2

Bu nedenle kurşunun yükseltgenme sayısı +2'dir, dolayısıyla bir Pb ²⁺ katyonu olarak var olduğu varsayılır . Aslında, bu hesaplamayı yapmak bile gerekli değildi, çünkü karbonatın -2, kurşun yüküne sahip olduğunu bildiğimizde, elektronötrlüğün olması için karşı iyonunun zorunlu olarak +2 yüküne sahip olması gerekir.

Örnekler

Farklı bileşiklerdeki çeşitli elementler için bazı oksidasyon sayısı örnekleri aşağıda belirtilecektir.

Oksijen

Tüm metal oksitler oksijen içerir : O ^2- : CaO, FeO, Cr ₂ O ₃ , BeO, Al ₂ O ₃ , PbO ₂ , vb. Bununla birlikte, peroksit anyonunda, O ₂ ^2- , her oksijen atomunun oksidasyon sayısı -1'dir. Aynı şekilde, süperoksit anyonunda, O ₂ ^- , her oksijen atomunun oksidasyon sayısı -1/2'dir.

Öte yandan, oksijen florine bağlandığında, pozitif oksidasyon sayıları elde eder. Örneğin, oksijen diflorür, OF _2'de oksijen, pozitif bir oksidasyon sayısına sahiptir. Hangi? Florinin -1 olduğunu bilmek elimizde:

O ^x F ₂ ^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Böylece oksijenin oksidasyon sayısı OF _2'de (O ²⁺ F ₂ ^- ) +2 (O ²⁺ ) olur.

Azot

Azotun ana yükseltgenme sayıları -3 (N ^3- H ₃ ⁺¹ ), +3 (N ³⁺ F ₃ ^- ) ve +5 (N ₂ ⁵⁺ O ₅ ^2- ) 'dir.

Klor

Klor için ana oksidasyon sayılarından biri -1'dir. Ancak oksijen, nitrojen veya florin, daha elektronegatif elementlerle birleştiğinde her şey değişir. Bu olduğunda, +1 (N ^3- Cl ₃ ⁺ , Cl ⁺ F ^- , Cl ₂ ⁺ O ^2- ), +2, +3 (ClO ₂ ^- ), +4 gibi pozitif oksidasyon sayıları alır. +5 (ClO ₂ ⁺ ), +6 ve +7 (Cl ₂ ⁷⁺ O ₇ ^2- ).

Potasyum

Tüm bileşiklerindeki potasyum oksidasyon sayısı +1 (K ⁺ ) 'dır; -1 (K ^- ) oksidasyon sayısını elde edebileceği çok özel bir durum olmadığı sürece .

Kükürt

Kükürt durumu klorinkine benzer: Oksijen, flor, nitrojen veya aynı klor ile birleşmediği sürece oksidasyon sayısı -2'dir. Örneğin, diğer yükseltgenme numaralarınız: -1, +1 (S ₂ ⁺¹ Cl ₂ ^- ), +2 (S ²⁺ Cl ₂ ^- ), +3 (S ₂ O ₄ ^2- ), +4 ( S ⁴⁺ O ₂ ^2- ), +5 ve +6 (S ⁶⁺ O ₃ ^2- ).

Karbon

Karbonun ana oksidasyon durumları -4 ( ^C4- H ₄ ⁺ ) ve +4 (C ⁴⁺ O ₂ ^2- ) 'dir. Bu kavramın başarısızlığını görmeye başladığımız yer burasıdır. Ne metan, CH ₄ , ne de, karbon dioksit, CO ₂ , eğer C olarak karbon var ^4- ya da Cı- ^{4 +} iyonları ise, bunun yerine kovalent bağlar oluşturur.

Karbon için -3, -2, -1 ve 0 gibi diğer oksidasyon numaraları, bazı organik bileşiklerin moleküler formüllerinde bulunur. Ancak yine, karbon atomu üzerinde iyonik yükler varsaymak pek geçerli değildir.

Eşleşme

Ve son olarak, fosforun ana oksidasyon sayıları -3 (Ca ₃ ²⁺ P ₂ ^3- ), +3 (H ₃ ⁺ P ³⁺ O ₃ ^2- ) ve +5 (P ₂ ⁵⁺ O ₅ ^2- ).

Referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya . (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
3. Clark J. (2018). Yükseltgenme Durumları (Yükseltgenme Sayıları). Kurtarıldı: chemguide.co.uk
4. Vikipedi. (2020 yılında). Paslanma durumu. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
5. Kristy M. Bailey. (Sf). Oksidasyon Numaralarının Verilmesi. Kurtarıldığı yer: occc.edu