رقم الأكسدة: المفهوم ، وكيفية الخروج ، والأمثلة - كيمياء - 2026

في عدد الأكسدة ، وتسمى أيضا حالة الأكسدة، واحد هو أن يصف ربح أو خسارة الإلكترونات في الذرة، على افتراض أن المركب الذي هو جزء له طابع الأيونية بحتة. لذلك ، عند الحديث عن عدد الأكسدة ، يُفترض أن جميع الذرات توجد على شكل أيونات تتفاعل مع الكهرباء الساكنة.

على الرغم من أن الصورة الحقيقية أكثر تعقيدًا من وجود أيونات في كل مكان ، فإن رقم الأكسدة مفيد حقًا في تفسير تفاعلات اختزال الأكسدة (الأكسدة). يكشف تغيير هذه الأرقام عن الأنواع التي تعرضت لأكسدة أو فقد الإلكترونات ، أو إذا تم تقليل الإلكترونات أو اكتسابها.

تتكون طبقة الأكسيد التي تغطي الحلي والتماثيل الحديدية في جزء من أنيون O2 ، حيث يحتوي الأكسجين على عدد أكسدة -2. المصدر: Dracénois

تتطابق الشحنة الأيونية لأيون أحادي الذرة مع رقم تأكسده. على سبيل المثال، أنيون أكسيد، O ^2- ، واحدة من الأكثر وفرة كما وجدت في المعادن لا تعد ولا تحصى، لديه عدد أكسدة -2. يتم تفسير ذلك على النحو التالي: يحتوي على إلكترونين إضافيين مقارنة بذرة الأكسجين في الحالة الأرضية O.

يتم حساب أعداد الأكسدة بسهولة من الصيغة الجزيئية ، وغالبًا ما تكون أكثر فائدة وذات صلة عندما يتعلق الأمر بالمركبات غير العضوية المعبأة بالأيونات. وفي الوقت نفسه ، ليس لها نفس الأهمية في الكيمياء العضوية ، لأن جميع روابطها تقريبًا تساهمية أساسًا.

كيف تحصل على رقم الأكسدة؟

الحياد الكهربائي

يجب أن يساوي مجموع الشحنات الأيونية في المركب صفرًا حتى يكون محايدًا. يمكن أن يكون للأيونات فقط شحنة موجبة أو سالبة.

لذلك ، من المفترض أن مجموع أرقام الأكسدة يجب أن يساوي صفرًا أيضًا. مع وضع ذلك في الاعتبار ، وإجراء بعض الحسابات الحسابية ، يمكننا استخراج أو تحديد عدد أكسدة ذرة في أي مركب.

فالنسيا

لا يمكن الاعتماد على التكافؤات في تحديد عدد أكسدة الذرة ، على الرغم من وجود عدة استثناءات. على سبيل المثال ، جميع عناصر المجموعة 1 ، الفلزات القلوية ، لها تكافؤ 1 ، وبالتالي عدد أكسدة ثابت +1. يحدث الشيء نفسه مع معادن الأرض القلوية ، تلك الخاصة بالمجموعة 2 ، مع عدد أكسدة +2.

لاحظ أن أرقام الأكسدة الموجبة مسبوقة دائمًا بالرمز "+": +1 ، +2 ، +3 ، إلخ. وبنفس الطريقة السلبيات: -1 ، -2 ، -3 ، إلخ.

قواعد عامة

هناك بعض القواعد العامة التي يجب مراعاتها عند تحديد رقم الأكسدة:

-The عدد التأكسد للأكسجين والكبريت -2: O ^2- وS ^2-

عناصر البحتة لديها عدد أكسدة 0: الحديد ⁰ ، P ₄ ⁰ ، ق ₈ ⁰

- ذرة الهيدروجين ، اعتمادًا على من ترتبط به ، لديها عدد أكسدة +1 (H ⁺) أو -1 (H ^-)

- الهالوجينات ، طالما أنها غير مرتبطة بالأكسجين أو الفلور ، لها عدد أكسدة -1: F ^- ، Cl ^- ، Br ^- و I ^-

- بالنسبة إلى أيون متعدد الذرات ، مثل OH ^- ، يجب ألا يكون مجموع أرقام الأكسدة مساويًا للصفر ولكن شحنة الأيون ، والتي ستكون -1 لـ OH ^- (O ^2- H ⁺) ^-

- المعادن في الظروف العادية لها أعداد أكسدة موجبة

عمليات حسابية

لنفترض أن لدينا مركب PbCO ₃. إذا حددنا أنيون الكربونات ، CO ₃ ^2- ، فسيكون حساب جميع أرقام الأكسدة بسيطًا. نبدأ بنفس الكربونات ، مع العلم أن عدد أكسدة الأكسجين هو -2:

(ج ^س س ₃ ^2-) ^2-

يجب أن يساوي مجموع أرقام الأكسدة -2:

س + 3 (-2) = -2

س -6 = -2

س = +4

لذلك ، فإن عدد أكسدة الكربون هو +4:

(ج ⁴⁺ س ₃ ^2-) ^2-

سيبدو PbCO ₃ الآن كما يلي:

Pb ^z C ⁴⁺ O ₃ ^2-

مرة أخرى ، نضيف أرقام الأكسدة بحيث تساوي الصفر:

ض + 4 - 6 = 0

ض = +2

لذلك ، يحتوي الرصاص على عدد أكسدة +2 ، لذلك يُفترض أنه موجود باعتباره Pb ²⁺ كاتيون. في الواقع ، لم يكن من الضروري إجراء هذا الحساب ، لأنه مع العلم أن الكربونات تحتوي على شحنة -2 ، الرصاص ، يجب أن يكون لشحنها المضاد +2 بالضرورة لكي يكون هناك حياد إلكتروني.

أمثلة

سنذكر أدناه بعض الأمثلة على أعداد الأكسدة لعناصر مختلفة في مركبات مختلفة.

الأكسجين

تحتوي جميع أكاسيد المعادن على أكسجين مثل O ^2-: CaO ، FeO ، Cr ₂ O ₃ ، BeO ، Al ₂ O ₃ ، PbO ₂ ، إلخ. ومع ذلك، في أنيون بيروكسيد، O ₂ ^2- ، كل ذرة الأكسجين لديها عدد أكسدة -1. وبالمثل ، في الأنيون الفائق ، O ₂ ^- ، كل ذرة أكسجين لها رقم أكسدة -1/2.

من ناحية أخرى ، عندما يرتبط الأكسجين بالفلور فإنه يكتسب أرقام أكسدة موجبة. على سبيل المثال ، في ثنائي فلوريد الأكسجين ، OF ₂ ، يحتوي الأكسجين على رقم أكسدة موجب. الذي؟ مع العلم أن الفلور هو -1 لدينا:

O ^x F ₂ ^-1

س + 2 (-1) = 0

س -2 = 0

س = +2

وبالتالي ، فإن الأكسجين له عدد أكسدة +2 (O ²⁺) في ₂ (O ²⁺ F ₂ ^-).

نتروجين

أرقام الأكسدة الرئيسية للنيتروجين هي -3 (N ^3- H ₃ ⁺¹) و +3 (N ³⁺ F ₃ ^-) و +5 (N ₂ ⁵⁺ O ₅ ^2-).

الكلور

أحد أرقام الأكسدة الرئيسية للكلور هو -1. لكن كل شيء يتغير عندما يتحد مع الأكسجين أو النيتروجين أو الفلور ، المزيد من العناصر الكهربية. عندما يحدث هذا ، فإنه يكتسب أرقام أكسدة موجبة ، مثل: +1 (N ^3- Cl ₃ ⁺ ، Cl ⁺ F ^- ، Cl ₂ ⁺ O ^2-) ، +2 ، +3 (ClO ₂ ^-) ، +4 ، +5 (ClO ₂ ⁺) و +6 و +7 (Cl ₂ ⁷⁺ O ₇ ^2-).

البوتاسيوم

يحتوي البوتاسيوم في جميع مركباته على عدد أكسدة +1 (K ⁺) ؛ ما لم تكن حالة خاصة جدًا ، حيث يمكنها الحصول على عدد أكسدة -1 (K ^-).

كبريت

حالة الكبريت شبيهة بحالة الكلور: له عدد أكسدة -2 ، طالما أنه لا يتحد مع الأكسجين ، أو الفلور ، أو النيتروجين ، أو نفس الكلور. على سبيل المثال ، أرقام الأكسدة الأخرى الخاصة بك هي: -1 ، +1 (S ₂ ⁺¹ Cl ₂ ^-) ، +2 (S ²⁺ Cl ₂ ^-) ، +3 (S ₂ O ₄ ^2-) ، +4 (S ⁴⁺ O ₂ ^2-) و +5 و +6 (S ⁶⁺ O ₃ ^2-).

كربون

الدول الأكسدة الرئيسية للالكربون -4 (C ^4- H ₄ ⁺) و+4 (C ⁴⁺ O ₂ ^2-). هذا هو المكان الذي نبدأ فيه برؤية فشل هذا المفهوم. لا في غاز الميثان، CH ₄ ، ولا في ثاني أكسيد الكربون، CO ₂ ، هل لدينا الكربون كما C ^4- أو C ⁴⁺ أيونات ، على التوالي، وإنما تكوين روابط تساهمية.

تم العثور على أرقام أكسدة أخرى للكربون ، مثل -3 و -2 و -1 و 0 ، في الصيغ الجزيئية لبعض المركبات العضوية. ومع ذلك ، ومرة ​​أخرى ، ليس من الصحيح افتراض الشحنات الأيونية على ذرة الكربون.

مباراة

وأخيرًا ، فإن أرقام الأكسدة الرئيسية للفوسفور هي -3 (Ca ₃ ²⁺ P ₂ ^3-) ، +3 (H ₃ ⁺ P ³⁺ O ₃ ^2-) ، و +5 (P ₂ ⁵⁺ O ₅ ^2-).

المراجع

1. رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
2. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
3. كلارك ج. (2018). حالات الأكسدة (أرقام الأكسدة). تم الاسترجاع من: chemguide.co.uk
4. ويكيبيديا. (2020). حالة الأكسدة. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
5. الدكتورة كريستي م. بيلي. (سادس). تعيين أعداد الأكسدة. تم الاسترجاع من: occc.edu