En química, los términos "oxidación" y "reducción" significan reacciones en las que un átomo o un grupo de átomos pierden o, respectivamente, ganan electrones. El estado de oxidación es un valor numérico atribuido a uno o más átomos que caracteriza el número de electrones redistribuidos y muestra cómo estos electrones se distribuyen entre los átomos durante la reacción. Determinar esta cantidad puede ser un procedimiento simple o bastante complejo, dependiendo de los átomos y las moléculas que los componen. Además, los átomos de algunos elementos pueden tener varios estados de oxidación. Afortunadamente, existen reglas simples e inequívocas para determinar el grado de oxidación, para cuyo uso seguro es suficiente conocer los conceptos básicos de química y álgebra.

Pasos

Parte 1

Determinación del grado de oxidación según las leyes de la química

Determinar si la sustancia en cuestión es elemental. El estado de oxidación de los átomos fuera de un compuesto químico es cero. Esta regla es cierta tanto para las sustancias formadas a partir de átomos libres individuales como para aquellas que constan de dos o moléculas poliatómicas de un elemento.

• Por ejemplo, Al(s) y Cl 2 tienen un estado de oxidación de 0 porque ambos están en un estado elemental químicamente no unido.
• Tenga en cuenta que la forma alotrópica de azufre S 8 u octasulfuro, a pesar de su estructura atípica, también se caracteriza por un estado de oxidación cero.

1. Determine si la sustancia en cuestión consiste en iones. El estado de oxidación de los iones es igual a su carga. Esto es cierto tanto para los iones libres como para los que forman parte de compuestos químicos.

   • Por ejemplo, el estado de oxidación del ion Cl es -1.
   • El estado de oxidación del ion Cl en el compuesto químico NaCl también es -1. Dado que el ion Na, por definición, tiene una carga de +1, concluimos que la carga del ion Cl es -1 y, por lo tanto, su estado de oxidación es -1.

2. Tenga en cuenta que los iones metálicos pueden tener varios estados de oxidación.átomos de muchos elementos metalicos puede ionizarse en diferentes grados. Por ejemplo, la carga de los iones de un metal como el hierro (Fe) es +2 o +3. La carga de iones metálicos (y su grado de oxidación) puede determinarse por las cargas de iones de otros elementos con los que este metal forma parte de un compuesto químico; en el texto, esta carga se indica con números romanos: por ejemplo, el hierro (III) tiene un estado de oxidación de +3.

   • Como ejemplo, considere un compuesto que contiene un ion de aluminio. La carga total del compuesto AlCl 3 es cero. Como sabemos que los iones Cl - tienen una carga de -1, y hay 3 de esos iones en el compuesto, para la neutralidad total de la sustancia en cuestión, el ion Al debe tener una carga de +3. Así, en este caso, el estado de oxidación del aluminio es +3.

3. El estado de oxidación del oxígeno es -2 (con algunas excepciones). En casi todos los casos, los átomos de oxígeno tienen un estado de oxidación de -2. Hay varias excepciones a esta regla:

   • Si el oxígeno está en estado elemental (O 2 ), su estado de oxidación es 0, como ocurre con otras sustancias elementales.
   • Si se incluye oxígeno peróxidos, su estado de oxidación es -1. Los peróxidos son un grupo de compuestos que contienen un solo enlace oxígeno-oxígeno (es decir, el anión peróxido O 2 -2). Por ejemplo, en la composición de la molécula de H 2 O 2 (peróxido de hidrógeno), el oxígeno tiene una carga y un estado de oxidación de -1.
   • En combinación con el flúor, el oxígeno tiene un estado de oxidación de +2, consulte la regla para el flúor a continuación.

4. El hidrógeno tiene un estado de oxidación de +1, con algunas excepciones. Al igual que con el oxígeno, también hay excepciones. Como regla, el estado de oxidación del hidrógeno es +1 (a menos que esté en el estado elemental H 2). Sin embargo, en compuestos llamados hidruros, el estado de oxidación del hidrógeno es -1.

   • Por ejemplo, en H 2 O, el estado de oxidación del hidrógeno es +1, ya que el átomo de oxígeno tiene una carga de -2, y se necesitan dos cargas +1 para la neutralidad general. Sin embargo, en la composición del hidruro de sodio, el estado de oxidación del hidrógeno ya es -1, ya que el ion Na lleva una carga de +1, y para la electroneutralidad total, la carga del átomo de hidrógeno (y por lo tanto su estado de oxidación) debe ser -1.

5. Flúor siempre tiene un estado de oxidación de -1. Como ya se ha señalado, el grado de oxidación de algunos elementos (iones metálicos, átomos de oxígeno en peróxidos, etc.) puede variar en función de una serie de factores. Sin embargo, el estado de oxidación del flúor es invariablemente -1. Esto se debe al hecho de que este elemento tiene la electronegatividad más alta; en otras palabras, los átomos de flúor son los menos dispuestos a desprenderse de sus propios electrones y atraen más activamente los electrones de otras personas. Por lo tanto, su carga permanece sin cambios.

6. La suma de los estados de oxidación de un compuesto es igual a su carga. Los estados de oxidación de todos los átomos que componen un compuesto químico, en total, deben dar la carga de este compuesto. Por ejemplo, si un compuesto es neutro, la suma de los estados de oxidación de todos sus átomos debe ser cero; si el compuesto es un ion poliatómico con carga -1, la suma de los estados de oxidación es -1, y así sucesivamente.

   • Este es buen método controles: si la suma de los estados de oxidación no es igual a la carga total del compuesto, entonces cometió un error en alguna parte.

   Parte 2

   Determinación del estado de oxidación sin utilizar las leyes de la química

   1. Encuentre átomos que no tengan reglas estrictas con respecto al estado de oxidación. En relación con algunos elementos, no existe una firme reglas establecidas determinar el grado de oxidación. Si un átomo no se ajusta a ninguna de las reglas enumeradas anteriormente y no conoce su carga (por ejemplo, el átomo es parte de un complejo y no se indica su carga), puede determinar el estado de oxidación de dicho átomo. por eliminación Primero, determine la carga de todos los demás átomos del compuesto y luego, a partir de la carga total conocida del compuesto, calcule el estado de oxidación de este átomo.

      • Por ejemplo, en el compuesto Na 2 SO 4 se desconoce la carga del átomo de azufre (S), solo sabemos que no es cero, ya que el azufre no está en estado elemental. Esta conexión sirve buen ejemplo para ilustrar el método algebraico para determinar el grado de oxidación.

   2. Encuentra los estados de oxidación del resto de los elementos del compuesto. Usando las reglas descritas anteriormente, determine los estados de oxidación de los átomos restantes del compuesto. No olvide las excepciones a la regla en el caso de O, H, etc.

      • Para Na 2 SO 4 , usando nuestras reglas, encontramos que la carga (y por lo tanto el estado de oxidación) del ion Na es +1, y para cada uno de los átomos de oxígeno es -2.
   3. En los compuestos, la suma de todos los estados de oxidación debe ser igual a la carga. Por ejemplo, si el compuesto es un ion diatómico, la suma de los estados de oxidación de los átomos debe ser igual a la carga iónica total.
   4. Es muy útil poder utilizar la tabla periódica de Mendeleev y saber dónde se encuentran en ella los elementos metálicos y no metálicos.
   5. El estado de oxidación de los átomos en su forma elemental es siempre cero. El estado de oxidación de un solo ion es igual a su carga. Los elementos del grupo 1A de la tabla periódica, como el hidrógeno, el litio, el sodio, en forma elemental tienen un estado de oxidación de +1; el estado de oxidación de los metales del grupo 2A, como el magnesio y el calcio, en su forma elemental es +2. El oxígeno y el hidrógeno, dependiendo del tipo de enlace químico, pueden tener 2 estados de oxidación diferentes.

Tarea número 1

El estado de oxidación +2 en todos los compuestos exhibe

Respuesta: 4

Explicación:

De todas las opciones propuestas, el estado de oxidación +2 en compuestos complejos lo muestra únicamente el zinc, siendo un elemento del subgrupo secundario del segundo grupo, donde el estado de oxidación máximo es igual al número de grupo.

Estaño: un elemento del subgrupo principal del grupo IV, un metal, exhibe estados de oxidación 0 (en una sustancia simple), +2, +4 (número de grupo).

El fósforo es un elemento del subgrupo principal del grupo principal, al ser un no metal, exhibe estados de oxidación de -3 (número de grupo - 8) a +5 (número de grupo).

El hierro es un metal, el elemento se encuentra en un subgrupo secundario del grupo principal. Para el hierro, los estados de oxidación son característicos: 0, +2, +3, +6.

Tarea número 2

El compuesto de la composición KEO 4 forma cada uno de los dos elementos:

1) fósforo y cloro

2) flúor y manganeso

3) cloro y manganeso

4) silicio y bromo

Respuesta: 3

Explicación:

La sal de la composición de KEO 4 contiene el residuo ácido EO 4 - , donde el oxígeno tiene un estado de oxidación de -2, por lo tanto, el estado de oxidación del elemento E en este residuo ácido es +7. De las opciones propuestas, el cloro y el manganeso son adecuados, elementos de los subgrupos principal y secundario del grupo VII, respectivamente.

El flúor también es un elemento del subgrupo principal del grupo VII, sin embargo, al ser el elemento más electronegativo, no presenta estados de oxidación positivos (0 y -1).

El boro, el silicio y el fósforo son elementos de los principales subgrupos de los grupos 3, 4 y 5, respectivamente, por lo tanto, en las sales, exhiben los estados de oxidación máximos correspondientes de +3, +4, +5.

Tarea número 3

• 1. Zn y Cr
• 2. Si y B
• 3. Fe y manganeso
• 4.P y como

Respuesta: 4

Explicación:

P y As muestran el mismo estado de oxidación más alto en los compuestos, igual al número de grupo (+5). Estos elementos se ubican en el subgrupo principal del grupo V.

Zn y Cr son elementos de subgrupos secundarios de los grupos II y VI, respectivamente. En los compuestos, el zinc exhibe el estado de oxidación más alto +2, el cromo - +6.

Fe y Mn son elementos de los subgrupos secundarios de los grupos VIII y VII, respectivamente. El estado de oxidación más alto para el hierro es +6, para el manganeso - +7.

Tarea número 4

El mismo estado de oxidación más alto en los compuestos exhiben

• 1. Hg y Cr
• 2. Si y Al
• 3.F y manganeso
• 4. P y N

Respuesta: 4

Explicación:

El P y el N muestran el mismo estado de oxidación más alto en los compuestos, igual al número de grupo (+5), estos elementos se ubican en el subgrupo principal del grupo V.

Hg y Cr son elementos de subgrupos secundarios de los grupos II y VI, respectivamente. En los compuestos, el mercurio exhibe el estado de oxidación más alto +2, el cromo - +6.

Si y Al son elementos de los principales subgrupos de los grupos IV y III, respectivamente. Por lo tanto, para el silicio, el estado de oxidación máximo en compuestos complejos es +4 (el número de grupo donde se encuentra el silicio), para el aluminio - +3 (el número de grupo donde se encuentra el aluminio).

F y Mn son elementos de los subgrupos principal y secundario de los grupos VII, respectivamente. Sin embargo, el flúor, al ser el elemento más electronegativo de la Tabla Periódica de Elementos Químicos, no muestra estados de oxidación positivos: en los compuestos complejos, su estado de oxidación es -1 (número de grupo -8). El estado de oxidación más alto del manganeso es +7.

Tarea número 5

El nitrógeno en estado de oxidación +3 se exhibe en cada una de dos sustancias:

• 1. HNO2 y NH3
• 2. NH 4 Cl y N 2 O 3
• 3. NaNO 2 y NF 3
• 4. HNO 3 y N 2

Respuesta: 3

Explicación:

En el ácido nitroso HNO 2, el estado de oxidación del oxígeno en el residuo ácido es -2, para el hidrógeno - +1, por lo tanto, para que la molécula permanezca eléctricamente neutra, el estado de oxidación del nitrógeno es +3. En el amoníaco, NH 3, el nitrógeno es un elemento más electronegativo, por lo tanto atrae el par de electrones de un enlace polar covalente sobre sí mismo y tiene un estado de oxidación negativo de -3, el estado de oxidación del hidrógeno en amoníaco es +1.

El cloruro de amonio NH 4 Cl es una sal de amonio, por lo que el estado de oxidación del nitrógeno es el mismo que el del amoníaco, es decir es igual a -3. En los óxidos, el estado de oxidación del oxígeno es siempre -2, por lo que para el nitrógeno es +3.

En el nitrito de sodio NaNO 2 (sales de ácido nitroso), el grado de oxidación del nitrógeno es el mismo que en el nitrógeno en ácido nitroso, porque es +3. En el fluoruro de nitrógeno, el estado de oxidación del nitrógeno es +3, ya que el flúor es el elemento más electronegativo de la tabla periódica y en los compuestos complejos presenta un estado de oxidación negativo de -1. Esta opción de respuesta satisface la condición de la tarea.

En el ácido nítrico, el nitrógeno tiene el estado de oxidación más alto, igual al número de grupo (+5). El nitrógeno como compuesto simple (porque consiste en átomos de un elemento químico) tiene un estado de oxidación de 0.

Tarea número 6

El óxido más alto de un elemento del grupo VI corresponde a la fórmula

• 1. E 4 O 6
• 2.EO 4
• 3. OE 2
• 4. OE 3

Respuesta: 4

Explicación:

El óxido más alto de un elemento es el óxido del elemento con su estado de oxidación más alto. En un grupo, el estado de oxidación máximo de un elemento es igual al número de grupo, por lo tanto, en el grupo VI, el estado de oxidación máximo de un elemento es +6. En los óxidos, el oxígeno exhibe un estado de oxidación de -2. Los números debajo del símbolo del elemento se llaman índices e indican el número de átomos de este elemento en la molécula.

La primera opción es incorrecta, porque el elemento tiene un estado de oxidación de 0-(-2)⋅6/4 = +3.

En la segunda versión, el elemento tiene un estado de oxidación de 0-(-2) ⋅ 4 = +8.

En la tercera variante, el estado de oxidación del elemento E: 0-(-2) ⋅ 2 = +4.

En la cuarta variante, el estado de oxidación del elemento E: 0-(-2) ⋅ 3 = +6, es decir esta es la respuesta deseada.

Tarea número 7

El estado de oxidación del cromo en dicromato de amonio (NH 4) 2 Cr 2 O 7 es

• 1. +6
• 2. +2
• 3. +3
• 4. +7

Respuesta 1

Explicación:

En el dicromato de amonio (NH 4) 2 Cr 2 O 7 en el catión de amonio NH 4 + nitrógeno, como elemento más electronegativo, tiene un estado de oxidación más bajo de -3, el hidrógeno tiene carga positiva +1. Por lo tanto, todo el catión tiene una carga de +1, pero como hay 2 de estos cationes, la carga total es de +2.

Para que la molécula permanezca eléctricamente neutra, el residuo ácido Cr 2 O 7 2− debe tener una carga de -2. El oxígeno en los residuos ácidos de ácidos y sales siempre tiene una carga de -2, por lo tanto, los 7 átomos de oxígeno que componen la molécula de bicromato de amonio tienen una carga de -14. Los átomos de cromo Cr en moléculas 2, por lo tanto, si la carga del cromo se denota por x, entonces tenemos:

2x + 7 ⋅ (-2) = -2 donde x = +6. La carga de cromo en la molécula de dicromato de amonio es +6.

Tarea número 8

Es posible un estado de oxidación de +5 para cada uno de los dos elementos:

1) oxígeno y fósforo

2) carbono y bromo

3) cloro y fósforo

4) azufre y silicio

Respuesta: 3

Explicación:

En la primera respuesta propuesta, solo el fósforo, como elemento del subgrupo principal del grupo V, puede exhibir un estado de oxidación de +5, que es el máximo para él. El oxígeno (un elemento del subgrupo principal del grupo VI), al ser un elemento con alta electronegatividad, en óxidos exhibe un estado de oxidación de -2, como sustancia simple - 0, y en combinación con flúor OF 2 - +1. El estado de oxidación +5 no es típico para él.

El carbono y el bromo son elementos de los principales subgrupos de los grupos IV y VII, respectivamente. El carbono se caracteriza por un estado de oxidación máximo de +4 (igual al número de grupo), y el bromo exhibe estados de oxidación de -1, 0 (en un compuesto simple Br 2), +1, +3, +5 y +7.

El cloro y el fósforo son elementos de los principales subgrupos de los grupos VII y V, respectivamente. El fósforo exhibe un estado de oxidación máximo de +5 (igual al número de grupo), para el cloro, de manera similar al bromo, estados de oxidación de -1, 0 (en un compuesto simple Cl 2), +1, +3, +5, + 7 son característicos.

El azufre y el silicio son elementos de los principales subgrupos de los grupos VI y IV, respectivamente. El azufre exhibe una amplia gama de estados de oxidación desde -2 (número de grupo - 8) hasta +6 (número de grupo). Para el silicio, el estado de oxidación máximo es +4 (número de grupo).

Tarea número 9

• 1. NaNO3
• 2. NaNO2
• 3.NH4Cl
• 4. SÍ

Respuesta 1

Explicación:

En el nitrato de sodio NaNO 3, el sodio tiene un estado de oxidación de +1 (elemento del grupo I), hay 3 átomos de oxígeno en el residuo ácido, cada uno de los cuales tiene un estado de oxidación de -2, por lo tanto, para que la molécula permanezca eléctricamente neutro, el nitrógeno debe tener un estado de oxidación de: 0 − (+ 1) − (−2) 3 = +5.

En el nitrito de sodio NaNO 2, el átomo de sodio también tiene un estado de oxidación de +1 (elemento del grupo I), hay 2 átomos de oxígeno en el residuo ácido, cada uno de los cuales tiene un estado de oxidación de -2, por lo tanto, para que el molécula para permanecer eléctricamente neutral, el nitrógeno debe tener un estado de oxidación: 0 − (+1) − (−2) 2 = +3.

NH 4 Cl - cloruro de amonio. En los cloruros, los átomos de cloro tienen un estado de oxidación de −1, los átomos de hidrógeno, de los cuales hay 4 en la molécula, están cargados positivamente, por lo tanto, para que la molécula permanezca eléctricamente neutra, el estado de oxidación del nitrógeno es: 0 − ( −1) − 4 (+1) = −3. En amoníaco y cationes de sales de amonio, el nitrógeno tiene un estado de oxidación mínimo de −3 (el número del grupo en el que se encuentra el elemento es −8).

En la molécula de óxido nítrico NO, el oxígeno presenta un estado de oxidación mínimo de −2, como en todos los óxidos, por tanto, el estado de oxidación del nitrógeno es +2.

Tarea número 10

El nitrógeno exhibe el estado de oxidación más alto en un compuesto cuya fórmula es

• 1. Fe(NO3) 3
• 2. NaNO2
• 3. (NH 4) 2 SO 4
• 4 NO 2

Respuesta 1

Explicación:

El nitrógeno es un elemento del subgrupo principal del grupo V, por lo tanto, puede exhibir un estado de oxidación máximo igual al número del grupo, es decir +5.

Una unidad estructural de nitrato de hierro Fe(NO 3) 3 consta de un ion Fe 3+ y tres iones de nitrato. En los iones nitrato, los átomos de nitrógeno, independientemente del tipo de contraión, tienen un estado de oxidación de +5.

En el nitrito de sodio NaNO 2, el sodio tiene un estado de oxidación de +1 (un elemento del subgrupo principal del grupo I), hay 2 átomos de oxígeno en el residuo ácido, cada uno de los cuales tiene un estado de oxidación de -2, por lo tanto, en Para que la molécula permanezca eléctricamente neutra, el nitrógeno debe tener un estado de oxidación de 0 − ( +1) − (−2)⋅2 ​​​​= +3.

(NH 4) 2 SO 4 - sulfato de amonio. En las sales de ácido sulfúrico, el anión SO 4 2− tiene una carga de 2−, por lo tanto, cada catión de amonio está cargado con 1+. En el hidrógeno, la carga es +1, por lo tanto, en el nitrógeno -3 (el nitrógeno es más electronegativo, por lo que atrae el par de electrones común del enlace N−H). En amoníaco y cationes de sales de amonio, el nitrógeno tiene un estado de oxidación mínimo de −3 (el número del grupo en el que se encuentra el elemento es −8).

En la molécula de óxido nítrico NO 2, el oxígeno presenta un estado de oxidación mínimo de −2, como en todos los óxidos, por lo tanto, el estado de oxidación del nitrógeno es +4.

Tarea número 11

28910E

En los compuestos de composición Fe(NO 3) 3 y CF 4, el grado de oxidación del nitrógeno y del carbono es, respectivamente,

Respuesta: 4

Explicación:

Una unidad estructural de nitrato de hierro (III) Fe(NO 3) 3 consta de un ion de hierro Fe 3+ y tres iones de nitrato NO 3 − . En los iones de nitrato, el nitrógeno siempre tiene un estado de oxidación de +5.

En el fluoruro de carbono CF 4, el flúor es un elemento más electronegativo y atrae un par de electrones común Conexiones CF, mostrando un estado de oxidación de -1. Por lo tanto, el carbono C tiene un estado de oxidación de +4.

Tarea número 12

A32B0B

El estado de oxidación +7 cloro exhibe en cada uno de los dos compuestos:

• 1. Ca(OCl) 2 y Cl 2 O 7
• 2. KClO 3 y ClO 2
• 3. BaCl2 y HClO4
• 4. Mg(ClO 4) 2 y Cl 2 O 7

Respuesta: 4

Explicación:

En la primera variante, los átomos de cloro tienen estados de oxidación +1 y +7, respectivamente. Una unidad estructural de hipoclorito de calcio Ca(OCl) 2 consta de un ion de calcio Ca 2+ (Ca es un elemento del subgrupo principal del grupo II) y dos iones de hipoclorito OCl − , cada uno de los cuales tiene una carga de 1−. En los compuestos complejos, a excepción de OF 2 y varios peróxidos, el oxígeno siempre tiene un estado de oxidación de -2, por lo que es obvio que el cloro tiene una carga de +1. En el óxido de cloro Cl 2 O 7, como en todos los óxidos, el oxígeno tiene un estado de oxidación de −2, por lo tanto, el cloro en este compuesto tiene un estado de oxidación de +7.

En el clorato de potasio KClO 3, el átomo de potasio tiene un estado de oxidación de +1 y el oxígeno - -2. Para que la molécula permanezca eléctricamente neutra, el cloro debe exhibir un estado de oxidación de +5. En el óxido de cloro ClO 2, el oxígeno, como en cualquier otro óxido, tiene un estado de oxidación de −2, por lo tanto, para el cloro, su estado de oxidación es +4.

En la tercera versión, el catión de bario en el compuesto complejo tiene una carga de +2, por lo tanto, una carga negativa de -1 se concentra en cada anión de cloro en la sal de BaCl 2. En el ácido perclórico HClO 4, la carga total de 4 átomos de oxígeno es -2⋅4 = -8, en el catión hidrógeno la carga es +1. Para que la molécula permanezca eléctricamente neutra, la carga del cloro debe ser +7.

En la cuarta variante, en la molécula de perclorato de magnesio Mg (ClO 4) 2, la carga del magnesio es +2 (en todos los compuestos complejos, el magnesio exhibe un estado de oxidación de +2), por lo tanto, cada anión ClO 4 - tiene una carga de 1 -. En total, 4 iones de oxígeno, donde cada uno exhibe un estado de oxidación de -2, tienen una carga de -8. Por lo tanto, para que la carga total del anión sea 1−, la carga del cloro debe ser +7. En el óxido de cloro Cl 2 O 7 , como se explicó anteriormente, la carga de cloro es +7.

La formulación moderna de la Ley Periódica, descubierta por D. I. Mendeleev en 1869:

Las propiedades de los elementos están en una dependencia periódica del número ordinal.

La naturaleza periódicamente repetitiva del cambio en la composición de la capa electrónica de los átomos de los elementos explica cambio periódico propiedades de los elementos al moverse a través de períodos y grupos del sistema Periódico.

Sigamos, por ejemplo, el cambio en los estados de oxidación superior e inferior de los elementos de los grupos IA - VIIA en los períodos segundo - cuarto según la Tabla. 3.

Positivo Los estados de oxidación son exhibidos por todos los elementos, con la excepción del flúor. Sus valores aumentan al aumentar la carga nuclear y coinciden con el número de electrones en el último nivel de energía (excepto el oxígeno). Estos estados de oxidación se denominan más alto estados de oxidación. Por ejemplo, el estado de oxidación más alto del fósforo P es +V.

Negativo Los estados de oxidación son exhibidos por elementos que comienzan con carbono C, silicio Si y germanio Ge. Sus valores son iguales al número de electrones que faltan hasta ocho. Estos estados de oxidación se denominan inferior estados de oxidación. Por ejemplo, el átomo de fósforo P en el último nivel de energía carece de tres a ocho electrones, lo que significa que el estado de oxidación más bajo del fósforo P es -III.

Los valores de mayor y menor estado de oxidación se repiten periódicamente, coincidiendo en grupos; por ejemplo, en el grupo IVA, el carbono C, el silicio Si y el germanio Ge tienen el estado de oxidación más alto +IV y el estado de oxidación más bajo - IV.

Esta frecuencia de cambios en los estados de oxidación se refleja en el cambio periódico en la composición y propiedades de los compuestos químicos de los elementos.

De manera similar, se puede rastrear un cambio periódico en la electronegatividad de los elementos en los períodos 1 a 6 de los grupos IA-VIIA (Tabla 4).

En cada período de la tabla periódica, la electronegatividad de los elementos aumenta al aumentar el número de serie (de izquierda a derecha).

En cada grupo En la tabla periódica, la electronegatividad disminuye a medida que aumenta el número atómico (de arriba hacia abajo). El flúor F tiene la electronegatividad más alta y el cesio Cs la más baja entre los elementos de los períodos 1-6.

Los no metales típicos tienen una electronegatividad alta, mientras que los metales típicos tienen una electronegatividad baja.

Ejemplos de tareas de las partes A, B

1. En el cuarto período, el número de elementos es

2. Propiedades metálicas de elementos del 3er período de Na a Cl

1) fuerza

2) debilitar

3) no cambies

4) no sé

3. Propiedades no metálicas de los halógenos con número atómico creciente

1) aumentar

2) bajar

3) permanecer sin cambios

4) no sé

4. En la serie de elementos Zn - Hg - Co - Cd, un elemento que no está incluido en el grupo es

5. Las propiedades metálicas de los elementos aumentan en una fila

1) In-Ga-Al

2) K-Rb-Sr

3) Ge-Ga-Tl

4) Li-Be-Mg

6. Propiedades no metálicas en la serie de elementos Al - Si - C - N

1) aumentar

2) disminuir

3) no cambies

4) no sé

7. En la serie de elementos O - S - Se - Te, las dimensiones (radios) del átomo

1) disminuir

2) aumentar

3) no cambies

4) no sé

8. En la serie de elementos P - Si - Al - Mg, las dimensiones (radios) del átomo

1) disminuir

2) aumentar

3) no cambies

4) no sé

9. Para el fósforo, el elemento con menor la electronegatividad es

10. Una molécula en la que la densidad de electrones se desplaza hacia el átomo de fósforo es

11. Supremo el estado de oxidación de los elementos se manifiesta en un conjunto de óxidos y fluoruros

1) СlO 2, PCl 5, SeCl 4, SO 3

2) PCl, Al2O3, KCl, CO

3) SeO3, BCl3, N2O5, CaCl2

4) AsCl 5 , SeO 2 , SCl 2 , Cl 2 O 7

12. Inferiores el grado de oxidación de los elementos - en sus compuestos de hidrógeno y fluoruros del conjunto

1) ClF 3 , NH 3 , NaH, OF 2

2) H3S+, NH+, SiH4, H2Se

3) CH 4 , BF 4 , H 3 O + , PF 3

4) PH 3, NF+, HF 2, CF 4

13. Valencia para un átomo polivalente lo mismo en una serie de conexiones

1) SiH 4 - Ceniza 3 - CF 4

2) PH 3 - BF 3 - ClF 3

3) AsF 3 - SiCl 4 - IF 7

4) H 2 O - BClg - NF 3

14. Indicar la correspondencia entre la fórmula de una sustancia o ion y el grado de oxidación del carbono en ellos

Un elemento químico en un compuesto, calculado a partir de la suposición de que todos los enlaces son iónicos.

Los estados de oxidación pueden tener un valor positivo, negativo o cero, por lo tanto, la suma algebraica de los estados de oxidación de los elementos en una molécula, teniendo en cuenta el número de sus átomos, es 0, y en un ion, la carga del ion.

1. Los estados de oxidación de los metales en los compuestos son siempre positivos.

2. El estado de oxidación más alto corresponde al número de grupo del sistema periódico donde se encuentra este elemento (la excepción es: Au+3(Yo grupo), Cu+2(II), del grupo VIII, el estado de oxidación +8 solo puede estar en el osmio Os y rutenio ru.

3. Los estados de oxidación de los no metales dependen del átomo al que están conectados:

• si con un átomo de metal, entonces el estado de oxidación es negativo;
• si con un átomo no metálico, entonces el estado de oxidación puede ser tanto positivo como negativo. Depende de la electronegatividad de los átomos de los elementos.

4. El estado de oxidación negativo más alto de los no metales se puede determinar restando de 8 el número del grupo en el que se encuentra este elemento, es decir. el estado de oxidación positivo más alto es igual al número de electrones en la capa exterior, que corresponde al número de grupo.

5. Los estados de oxidación de las sustancias simples son 0, independientemente de que sea un metal o un no metal.

Elementos con estados de oxidación constantes.

Elemento	Estado de oxidación característico	Excepciones
		Hidruros metálicos: LIH-1
		estado de oxidación llamada carga condicional de la partícula bajo el supuesto de que el enlace está completamente roto (tiene un carácter iónico). H- cl = H + + cl - , El enlace en el ácido clorhídrico es polar covalente. El par de electrones está más sesgado hacia el átomo. cl - , porque es un elemento entero más electronegativo. ¿Cómo determinar el grado de oxidación? Electronegatividad Es la capacidad de los átomos para atraer electrones de otros elementos. El estado de oxidación se indica sobre el elemento: hermano 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,k + cl - etc. Puede ser negativo y positivo. El estado de oxidación de una sustancia simple (estado libre, no ligado) es cero. El estado de oxidación del oxígeno en la mayoría de los compuestos es -2 (la excepción son los peróxidos). H 2 O 2, donde es -1 y compuestos con flúor - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Estado de oxidación un ion monoatómico simple es igual a su carga: N / A + , California +2 . El hidrógeno en sus compuestos tiene un estado de oxidación de +1 (las excepciones son los hidruros - N / A + H - y tipo de conexiones C +4 H 4 -1 ). En los enlaces metal-no metal, el átomo que tiene la electronegatividad más alta tiene un estado de oxidación negativo (los datos de electronegatividad se dan en la escala de Pauling): H + F - , cobre + hermano - , California +2 (NO 3 ) - etc. Reglas para determinar el grado de oxidación en compuestos químicos. Hagamos una conexión KMnO 4 , es necesario determinar el estado de oxidación del átomo de manganeso. Razonamiento: El potasio es un metal alcalino del grupo I de la tabla periódica y, por lo tanto, solo tiene un estado de oxidación positivo de +1. Se sabe que el oxígeno tiene un estado de oxidación de -2 en la mayoría de sus compuestos. Esta sustancia no es un peróxido, lo que significa que no es una excepción. Hace una ecuación: K+MnXO 4 -2 Permitir X- Desconocido para nosotros el grado de oxidación del manganeso. El número de átomos de potasio es 1, manganeso - 1, oxígeno - 4. Se demuestra que la molécula en su conjunto es eléctricamente neutra, por lo que su carga total debe ser igual a cero. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Por lo tanto, el estado de oxidación del manganeso en permanganato de potasio = +7. Tomemos otro ejemplo de un óxido. Fe2O3. Es necesario determinar el estado de oxidación del átomo de hierro. Razonamiento: El hierro es un metal, el oxígeno es un no metal, lo que significa que es el oxígeno el que será un agente oxidante y tendrá una carga negativa. Sabemos que el oxígeno tiene un estado de oxidación de -2. Consideramos el número de átomos: hierro - 2 átomos, oxígeno - 3. Hacemos una ecuación donde X- el estado de oxidación del átomo de hierro: 2*(X) + 3*(-2) = 0, Conclusión: el estado de oxidación del hierro en este óxido es +3. Ejemplos. Determinar los estados de oxidación de todos los átomos en la molécula. 1. K2Cr2O7. Estado de oxidación k+1, oxigeno O -2. Índices dados: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Porque la suma algebraica de los estados de oxidación de los elementos en una molécula, teniendo en cuenta el número de sus átomos, es 0, entonces el número de estados de oxidación positivos es igual al número de estados de oxidación negativos. Estados de oxidación K+O=(-14)+(+2)=(-12). De esto se deduce que el número de potencias positivas del átomo de cromo es 12, pero hay 2 átomos en la molécula, lo que significa que hay (+12):2=(+6) por átomo. Responder: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO4) 3-. En este caso, la suma de los estados de oxidación ya no será igual a cero, sino a la carga del ion, es decir - 3. Hagamos una ecuación: x+4×(- 2)= - 3 . Responder: (Como +5 O 4 -2) 3-.

Tarea 54.
¿Cuál es el estado de oxidación más bajo del hidrógeno, el flúor, el azufre y el nitrógeno? ¿Por qué? Escribe fórmulas para compuestos de calcio con estos elementos en este estado de oxidación. ¿Cuáles son los nombres de los compuestos correspondientes?
Decisión:
El estado de oxidación más bajo está determinado por la carga condicional, que un átomo adquiere al agregar el número de electrones que es necesario para formar una capa electrónica estable de un gas inerte ns2np6 (en el caso del hidrógeno, ns 2). El hidrógeno, el flúor, el azufre y el nitrógeno se encuentran respectivamente en los grupos IA-, VIIA-, VIA- y VA-del sistema periódico de elementos químicos y tienen la estructura del nivel de energía externa s 1, s 2 p 5, s 2 p 4 y s 2 p 3.

Por lo tanto, para completar el nivel de energía externo, un átomo de hidrógeno y un átomo de flúor necesitan agregar un electrón cada uno, un átomo de azufre, dos, un átomo de nitrógeno, tres. Por lo tanto, el estado de oxidación bajo para hidrógeno, flúor, azufre y nitrógeno es -1, -1, -2 y -3, respectivamente. Fórmulas de compuestos de calcio con estos elementos en este estado de oxidación:

CaH 2 - hidruro de calcio;
CaF 2 - fluoruro de calcio;
CaS, sulfuro de calcio;
Ca 3 N 2 - nitruro de calcio.

Tarea 55.
¿Cuáles son los estados de oxidación más bajos y más altos del silicio, el arsénico, el selenio y el cloro? ¿Por qué? Escriba fórmulas para compuestos de estos elementos correspondientes a estos estados de oxidación.
Decisión:
El estado de oxidación más alto de un elemento está determinado, por regla general, por el número de grupo del sistema periódico.
D. I. Mendeleev, en el que se encuentra. El estado de oxidación más bajo está determinado por la carga condicional que adquiere un átomo al unir el número de electrones necesarios para formar una capa estable de ocho electrones de un gas inerte ns 2 np 6 (en el caso del hidrógeno ns 2). El silicio, el arsénico, el selenio y el cloro están respectivamente en los grupos IVA-, VA-, VIa- y VIIA- y tienen la estructura del nivel de energía externa, respectivamente, s 2 p 2, s 2 p 3, s 2 p 4 y s 2 p5. Por lo tanto, el estado de oxidación más alto de arsénico, selenio y cloro silicio es +4, +5, +6 y +7, respectivamente. Fórmulas de compuestos de estos elementos correspondientes a estos estados de oxidación: H 2 SiO 3 - ácido silícico; H 3 AsO 4 - ácido arsénico; H 2 SeO 4 - ácido selénico; HClO 4 - ácido perclórico.

El estado de oxidación más bajo de arsénico, selenio y cloro silicio es -4, -5, -6 y -7, respectivamente. Fórmulas de compuestos de estos elementos correspondientes a estos estados de oxidación: H 4 Si, H 3 As, H 2 Se, HCl.

Tarea 56.
El cromo forma compuestos en los que presenta estados de oxidación +2, +3, +6. Escriba fórmulas para sus óxidos e hidróxidos correspondientes a estos estados de oxidación. Escriba las ecuaciones de reacción que prueban la naturaleza anfótera del hidróxido de cromo (III).
Decisión:
El cromo forma compuestos en los que presenta estados de oxidación +2, +3, +6. Las fórmulas de sus óxidos e hidróxidos correspondientes a estos estados de oxidación son:

a) óxidos de cromo:

CrO, óxido de cromo (II);
Cr 2 O 3 - óxido de cromo (III);
CrO 3 - óxido de cromo (VI).

b) hidróxidos de cromo:

Cr(OH)2 - hidróxido de cromo (II);
Cr(OH)3 - hidróxido de cromo (III);
H 2 CrO 4 - ácido crómico.

Cr (OH) 3 - hidróxido de cromo (III) - anfolito, es decir, una sustancia que reacciona tanto con ácidos como con bases. Ecuaciones de reacción que prueban la anfotericidad del hidróxido de cromo (III):

a) Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O;
b) Cr(OH) 3 + 3NaOH = NaCrO 3 + 3H 2 O.

Tarea 57.
Las masas atómicas de los elementos del sistema periódico aumentan continuamente, mientras que las propiedades de los cuerpos simples cambian periódicamente. ¿Cómo se puede explicar esto? Da una respuesta razonada.
Decisión:
En la mayoría de los casos, con un aumento en la carga del núcleo de los átomos de los elementos, sus masas atómicas relativas aumentan naturalmente, porque hay un aumento regular en el contenido de protones y neutrones en los núcleos de los átomos. Las propiedades de los cuerpos simples cambian periódicamente porque el número de electrones cambia periódicamente en el nivel de energía exterior de los átomos. Para los átomos de elementos, periódicamente con un aumento en la carga del núcleo, aumenta la cantidad de electrones en el nivel de energía externa, lo cual es necesario para la formación de una capa estable de ocho electrones (capa de un gas inerte). Por ejemplo, la recurrencia periódica de las propiedades de los átomos de Li, Na y K se explica por el hecho de que en el nivel de energía exterior de sus átomos hay un electrón de valencia cada uno. Además, las propiedades de los átomos de He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn se repiten periódicamente: los átomos de estos elementos contienen ocho electrones en el nivel de energía exterior (el helio tiene dos electrones), todos son químicamente inertes, ya que sus átomos no puede aceptar ni donar electrones a átomos de otros elementos.

Tarea 58.
¿Cuál es la formulación moderna de la ley periódica? Explique por qué en la tabla periódica de los elementos, el argón, el cobalto, el telurio y el torio se colocan respectivamente delante del potasio, el níquel, el yodo y el protactinio, a pesar de que tienen una gran masa atómica.
Decisión:
La formulación moderna de la ley periódica: "Las propiedades de los elementos químicos y las sustancias simples o complejas que forman están en dependencia periódica de la magnitud de la carga del núcleo de los átomos de los elementos".

Dado que los átomos K, Ni, I, Pa - que tienen una masa relativa más baja que, respectivamente, Ar, Co, Te, Th - cargas núcleos atómicos uno mas

luego, al potasio, el níquel, el yodo y el protactinio se les asignan los números de serie 19, 28, 53 y 91, respectivamente. Por lo tanto, a un elemento del sistema periódico se le asigna un número de serie no aumentando su masa atómica, sino por el número de protones contenidos en el núcleo de un átomo dado, es decir, por la carga del núcleo atómico. El número de elemento indica la carga nuclear (el número de protones contenidos en el núcleo de un átomo), el número total de electrones contenidos en un átomo dado.

Tarea 59.
¿Cuáles son los estados de oxidación más bajos y más altos del carbono, fósforo, azufre y yodo? ¿Por qué? Escriba fórmulas para compuestos de estos elementos correspondientes a estos estados de oxidación.
Decisión:
El estado de oxidación más alto de un elemento está determinado, por regla general, por el número de grupo del sistema periódico de D. I. Mendeleev, en el que se encuentra. El estado de oxidación más bajo viene determinado por la carga condicional que adquiere un átomo al sumar el número de electrones necesarios para formar una capa estable de ocho electrones de un gas inerte ns2np6 (en el caso del hidrógeno, ns2). El carbono, el fósforo, el azufre y el yodo están respectivamente en los grupos IVA-, VA-, VIa- y VIIA- y tienen la estructura del nivel de energía externa, respectivamente, s 2 p 2, s 2 p 3, s 2 p 4 y s 2 págs. 5. Así, el estado de oxidación más alto del carbono, fósforo, azufre y yodo es +4, +5, +6 y +7, respectivamente. Fórmulas de compuestos de estos elementos correspondientes a estos estados de oxidación: CO 2 - monóxido de carbono (II); H 3 PO 4 - ácido ortofosfórico; H 2 SO 4 - ácido sulfúrico; HIO 4 - ácido yódico.

El estado de oxidación más bajo del carbono, fósforo, azufre y yodo es -4, -5, -6 y -7, respectivamente. Fórmulas de compuestos de estos elementos correspondientes a estos estados de oxidación: CH 4, H 3 P, H 2 S, HI.

Tarea 60.
¿Los átomos de qué elementos del cuarto período del sistema periódico forman un óxido correspondiente a su estado de oxidación más alto E 2 O 5 ? ¿Cuál de ellos da una combinación gaseosa con hidrógeno? ¿Componer las fórmulas de los ácidos correspondientes a estos óxidos y representarlas gráficamente?
Decisión:
El óxido E 2 O 5, donde el elemento se encuentra en su estado de oxidación más alto +5, es característico de los elementos del grupo V. Tal óxido puede estar formado por dos elementos del cuarto período y el grupo V: este es el elemento No. 23 (vanadio) y No. 33 (arsénico). El vanadio y el arsénico, como elementos del quinto grupo, forman compuestos de hidrógeno de composición EN 3 porque pueden presentar el estado de oxidación más bajo -3. Dado que el arsénico es un no metal, forma un compuesto gaseoso con hidrógeno - H 3 As - arsina.

Fórmulas de ácidos correspondientes a óxidos en el estado de oxidación más alto de vanadio y arsénico:

H 3 VO 4 - ácido ortovanádico;
HVO 3 - ácido metavanádico;
HAsO 3 - ácido metaarsénico;
H 3 AsO 4 - ácido arsénico (orto-arsénico).

Fórmulas gráficas de ácidos: