Valence a oxidace jsou pojmy často používané v anorganické chemii. V mnoha chemických sloučeninách se valenční hodnota a oxidační stav prvku shodují, a proto se školáci a studenti často zaměňují. Tyto koncepce mají skutečně něco společného, ale rozdíly jsou výraznější. Abyste pochopili, jak se tyto dva pojmy liší, měli byste se o nich dozvědět více..
Oxidační stav
Oxidační stav je pomocná veličina přisuzovaná atomu chemického prvku nebo skupiny atomů, což ukazuje, jak jsou běžné páry elektronů rozděleny mezi interagující prvky.
Toto je pomocné množství, které jako takové nemá fyzický význam. Jeho podstata je poměrně jednoduchá na vysvětlení pomocí příkladů:
Jedlá sůl molekuly NaCl sestává ze dvou atomů - atomu chloru a atomu sodíku. Vazba mezi těmito atomy je iontová. Sodík má na valenční úrovni 1 elektron, což znamená, že má jeden společný elektronový pár s atomem chloru. Z těchto dvou prvků je chlor více elektronegativní (má vlastnost míchání párů elektronů k sobě), pak se k němu posune jediný společný pár elektronů. Ve sloučenině má prvek s vyšší elektronegativitou negativní oxidační stav, méně elektronegativní, respektive pozitivní, a jeho hodnota se rovná počtu celkových elektronových párů. U uvažované molekuly NaCl bude oxidační stav sodíku a chloru vypadat takto:
+1 -1
NaCl
Chlor s přemístěným párem elektronů je nyní považován za anion, tj. Atom, který připojil další elektron, a sodík - jako kation, tj. Atom, který daruje elektron. Při zaznamenávání stupně oxidace je však značka na prvním místě a na druhém místě číselná hodnota a naopak při záznamu iontového náboje.
Oxidační stav může být definován jako počet elektronů, které kladný iont nemá dost až k elektroneutrálnímu atomu, nebo který musí být odebrán z negativního iontu, aby oxidoval na atom. V tomto příkladu je zřejmé, že v důsledku přemístění dvojice elektronů pozitivní iont sodíku postrádá elektron a chlorový ion má jeden elektron navíc.Oxidační stav jednoduché (čisté) látky, bez ohledu na její fyzikální a chemické vlastnosti, je nulový. Molekula O2, například sestává ze dvou atomů kyslíku. Mají stejné hodnoty elektronegativity, protože běžné elektrony se k žádnému neposouvají. To znamená, že pár elektronů je umístěn přesně mezi atomy, protože oxidační stav bude nulový.
U některých molekul může být obtížné určit, kde jsou elektrony posunuty, zejména pokud v něm jsou tři nebo více prvků. K výpočtu stupně oxidace v takových molekulách je třeba použít několik jednoduchých pravidel:
- Atom vodíku má téměř vždy konstantní oxidační stav + 1 ...
- U kyslíku je tento indikátor -2. Výjimkou z tohoto pravidla jsou pouze oxidy fluoru.
+2 -1 +1 -1
OF2 a oh2F2,
Protože fluor je prvek s nejvyšší elektronegativitou, proto vždy ovlivňuje interagující elektrony. Podle mezinárodních pravidel je nejprve zaznamenán prvek s nižší hodnotou elektronegativity, proto je kyslík na prvním místě v těchto oxidech.
- Pokud shrneme všechny oxidační stavy v molekule, dostaneme nulu.
- Atomy kovů se vyznačují pozitivním oxidačním stavem..
Při výpočtu stupňů oxidace mějte na paměti, že nejvyšší oxidační stav prvku se rovná počtu jeho skupin a minimum je číslo skupiny minus 8. Pro chlor je maximální možný oxidační stav +7, protože je ve 7. skupině a minimum je 7-8 = -1.
Přehled valence
Valence - počet kovalentních vazeb, které může element v různých sloučeninách tvořit.
Na rozdíl od stupně oxidace je koncept valence skutečným fyzikálním významem.
Ukazatel nejvyšší valence se rovná číslu skupiny v periodické tabulce. Síra S se nachází v 6. skupině, to znamená, že její maximální valence je 6. Ale může to být také 2 (H2S) nebo 4 (SO2).
Téměř všechny prvky se vyznačují proměnlivou valencí. Existují však atomy, pro které je tato hodnota konstantní. Patří mezi ně alkalické kovy, stříbro, vodík (jejich valence je vždy 1), zinek (valence je vždy 2), lanthanum (valence je 3).
Co má společný valenční a oxidační stav?
- Pro označení jedné i druhé hodnoty se používají kladná celá čísla, která se zapisují do latinského označení prvku.
- Nejvyšší valence a nejvyšší oxidační stav se shoduje s číslem skupiny prvků.
- Oxidační stav prvku v komplexní sloučenině se shoduje s číselnou hodnotou jednoho z valenčních indexů. Například chlor, který je ve 7. skupině, může mít valenci 1, 3, 4, 5, 6 nebo 7, což znamená, že možné oxidační stavy jsou ± 1, + 3, + 4, + 5, + 6, + 7.
Hlavní rozdíly mezi těmito pojmy
- Pojem „valence“ má fyzikální význam a stupeň oxidace je pomocný termín, který nemá skutečný fyzický význam..
- Oxidační stav může být nula, větší nebo menší než nula. Valence je přísně větší než nula.
- Valence představuje počet kovalentních vazeb a oxidační stav představuje distribuci elektronů ve sloučenině.
