氧化态

分配一个的想法氧化态每一个原子在一个分子进化而来的电子对的概念化学键。分子内原子是由原子核的引力施加在两个或两个以上电子在它们之间的空间。在许多情况下这种共享的电子可以被视为涉及电子对之间的关系相邻细胞核。电子对成键通常是用图表表示出,以显示所有的键和非键价电子如。原子的结构氢、原子氯,氯化氢(每个点代表一个价电子)所示:

氯化氢图反映了存在,核间地区的两个电子的相互吸引力的影响下氢和氯核。盐酸氢和氯的氧化态分配根据时仍在H和Cl的净电荷共享电子被分配到原子对他们有更大的吸引力。通过物理测量简单孤立的原子和分子,这些相对有吸引力的力量已经确定。

表中列出了电负性一些重要的值元素。

在氢氯分子比氢和氯的电负性更强,因此,分配共享电子。氯中性时,有7个价电子。在其获得八分之一电子与氢反应,氯氧化态被认为−1。氢,另一方面,分配+ 1,失去了一个价电子,处于中立状态。费用以这种方式来到是氧化态的基础作业,通常用罗马数字表示,如在H (I)和Cl(−我)成分盐酸。因为氧化态的确定只是一个概念上的方法分配共享单个原子,电子必须占相同数量的电子,之前和之后这样的任务。的点击这里查看尺寸表表包括分子有多个债券的例子。原子的氧化态涉及表中添加了代数,和他们的总和必须始终等于分子上的净电荷。没有物理现实氧化态;他们只是表示计算结果基于一个正式的规则。

氧化态可以被指定为最常见的分子的帮助一些指导方针。首先,电子共享相同的两个原子元素平均分割;因此,元素的氧化态总是0,不管他们的同素异形形式(同素异形指元素的现象有两个或两个以上的形式;例如,碳可以存在的钻石或石墨在这两种情况下0氧化态)。第二,只氟的电负性比氧气。因此,除了化合物包含oxygen-oxygen或oxygen-fluorine债券,氧可以可靠地分配氧化态−2。同样,氢的电负性比氟、氧、氮,氯,硫和碳(F, O, N, Cl, S和C),所以它是在氧化态+ 1与这些元素的组合。对于许多常见的化合物只包含氢、氧和第三个元素,第三个元素的氧化态可以计算,假设为氢和氧化的数量+ 1−2氧。当债券的两个元素之间存在小的电负性不同,然而,氧化态的任务变得可疑,氧化还原和nonredox过程之间的区别并不明显。

有一种普遍的不情愿,尤其是有机系统,假设氧化态变化时,反应结果可以占转移或添加水(H₂O),氨(NH₃),氢氧化离子(哦⁻),或氢离子(H⁺)、氯(Cl⁻),溴(Br⁻),或碘(我⁻),或组合这些物种;例如,铵离子(NH₄⁺),氯化氢(HCl)。原因在于,在这些分子和离子,这些元素存在于他们最典型的氧化态:氢(I),氯(−I)、氧气(−II),溴(−I),碘(−I)和氮(−III)。

氧原子转移反应

氧化态的概念澄清氧原子之间的关系,氢原子和电子转移。氧和氢转移标准仅适用于当氧气和氢气发生在典型的氧化态。的一个例子涉及氧原子转移是一个适当的反应减少一氧化碳氧化亚铁的:

氧化态的变化,这个氧原子转移相当于两电子减少铁和补充两电子的氧化碳:

氧气,发生在两个反应物和产物的氧化态−2在第一个方程中,没有显示在第二。在传输中,氧原子留下两个电子,导致铁的还原,获得两个碳原子的电子,氧化碳。

以类似的方式,加氢的乙烯对应于双电子减少的碳骨架:

在这个例子中,第二个方程只包括改变氧化态的原子:四个氢原子最初出现在乙烯在反应物和产物的氧化态+ 1,因此省略了。每个两个中性的氢原子可以被视为放弃一个电子,从而减少,一个碳原子。这个例子也清楚地表明:补充减少乙烯氧化是两个氢原子的H₂题,从0到+ 1氧化态。氧化态的一般应用程序概念导致了一个正式的观点对氧化还原反应的电子转换反应。