เนื้อหา

• ที่จะก้าว
• ส่วนที่ 1 จาก 2: การกำหนดเลขออกซิเดชันตามกฎทางเคมี
• ส่วนที่ 2 จาก 2: การกำหนดหมายเลขให้กับอะตอมโดยไม่มีกฎสำหรับเลขออกซิเดชัน
• เคล็ดลับ
• ความจำเป็น

ในทางเคมีคำว่า "ออกซิเดชั่น" และ "รีดักชัน" หมายถึงปฏิกิริยาที่อะตอม (หรือกลุ่มอะตอม) สูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนตามลำดับ เลขออกซิเดชันเป็นตัวเลขที่กำหนดให้กับอะตอม (หรือกลุ่มของอะตอม) เพื่อช่วยนักเคมีในการควบคุมจำนวนอิเล็กตรอนที่สามารถเคลื่อนย้ายได้และไม่ว่าสารตั้งต้นที่ได้รับจะออกซิไดซ์หรือลดลงในระหว่างปฏิกิริยา กระบวนการกำหนดเลขออกซิเดชันให้กับอะตอมมีตั้งแต่ง่ายมากไปจนถึงซับซ้อนขึ้นอยู่กับประจุของอะตอมและองค์ประกอบทางเคมีของโมเลกุลที่พวกมันเป็นส่วนหนึ่ง เพื่อให้สิ่งต่างๆซับซ้อนมากขึ้นอะตอมบางชนิดสามารถมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า โชคดีที่การกำหนดเลขออกซิเดชันอยู่ภายใต้กฎที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนและง่ายต่อการปฏิบัติตาม แต่ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับเคมีและพีชคณิตจะทำให้การใช้กฎเหล่านี้ง่ายขึ้นมาก

ที่จะก้าว

ส่วนที่ 1 จาก 2: การกำหนดเลขออกซิเดชันตามกฎทางเคมี

1. ตรวจสอบว่าสารที่เป็นปัญหาเป็นองค์ประกอบหรือไม่ อะตอมอิสระและไม่ผูกมัดจะมีเลขออกซิเดชันเป็น 0 เสมอซึ่งเป็นจริงสำหรับทั้งสองอะตอมที่ประกอบด้วยอะตอมเดี่ยวและอะตอมที่มีรูปแบบของธาตุเป็นไดอะตอมหรือพอลิอะตอม
   • ตัวอย่างเช่น Al_(s) และ Cl₂ ทั้งสองมีเลขออกซิเดชันเป็น 0 เนื่องจากไม่ใช่อะตอมของสารประกอบ
   • สังเกตว่ากำมะถันในรูปธาตุ S.₈ (octasulfur) แม้ว่าจะไม่สม่ำเสมอ แต่ก็มีเลขออกซิเดชันเป็น 0
2. ตรวจสอบว่าสารที่เป็นปัญหาเป็นไอออนหรือไม่ ไอออนมีเลขออกซิเดชันเท่ากับประจุ นี่เป็นความจริงของไอออนที่ไม่ถูกผูกไว้เช่นเดียวกับไอออนที่เป็นส่วนหนึ่งของไอออนคอมโพสิต
   • ตัวอย่างเช่นไอออน Cl มีเลขออกซิเดชันเป็น -1
   • Cl ไอออน ยังมี เลขออกซิเดชัน -1 เมื่อเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบ NaCl เนื่องจาก Na ion ตามนิยามมีประจุ +1 เราจึงรู้ว่า Cl ion มีประจุ -1 ดังนั้นเลขออกซิเดชันจึงยังคงเป็น -1
3. ในกรณีของไอออนของโลหะควรจำไว้ว่าเลขออกซิเดชันหลายค่าเป็นไปได้ โลหะหลายชนิดสามารถเชื่อมโยงไปถึงได้มากกว่าหนึ่งครั้ง ตัวอย่างเช่นเหล็กโลหะ (Fe) อาจเป็นไอออนที่มีประจุ +2 หรือ +3 ประจุของไอออนโลหะ (และด้วยเหตุนี้เลขออกซิเดชันของพวกมัน) สามารถกำหนดได้โดยสัมพันธ์กับประจุของอะตอมอื่น ๆ ในองค์ประกอบที่พวกมันเป็นส่วนหนึ่งหรือเมื่อเขียนเป็นข้อความโดยสัญกรณ์เป็นเลขโรมัน (เช่นใน ประโยค: "ไอออนของเหล็ก (III) มีประจุ +3")
   • ตัวอย่างเช่นลองมาดูสารประกอบที่มีไอออนอลูมิเนียม สารประกอบ AlCl₃ มีประจุเป็น 0 เนื่องจากเรารู้ว่า Cl ไอออนมีประจุ -1 และ 3 Cl ไอออนอยู่ในสารประกอบอัล - ไอออนจะต้องมีประจุเป็น +3 เพื่อให้ประจุของไอออนทั้งหมดรวมกันเป็น 0. ดังนั้นเลขออกซิเดชันของ Al คือ +3
4. กำหนดเลขออกซิเดชัน -2 ให้กับออกซิเจน (มีข้อยกเว้น) ใน เกือบ ในทุกกรณีอะตอมของออกซิเจนมีเลขออกซิเดชัน -2 มีข้อยกเว้นบางประการสำหรับกฎนี้:
   • เมื่อออกซิเจนอยู่ในสถานะของธาตุ (O₂) แล้วเลขออกซิเดชันจะเท่ากับ 0 ซึ่งเป็นกรณีของอะตอมเบื้องต้นทั้งหมด
   • เมื่อออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของ เปอร์ออกไซด์ จากนั้นเลขออกซิเดชันคือ -1 เปอร์ออกไซด์เป็นสารประกอบประเภทหนึ่งที่มีพันธะออกซิเจนกับออกซิเจน (หรือไอออนเปอร์ออกไซด์ O₂). ตัวอย่างเช่นในโมเลกุล H₂โอ₂ (ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์) ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชัน (และประจุ) เท่ากับ -1 นอกจากนี้เมื่อออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของซูเปอร์ออกไซด์เลขออกซิเดชันคือ -0.5
   • เมื่อออกซิเจนจับกับฟลูออรีนเลขออกซิเดชันคือ +2 ดูกฎของฟลูออร์ด้านล่างสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม ฉันไม่₂ฉ.₂) นี่คือ +1
5. กำหนดเลขออกซิเดชัน +1 ให้กับไฮโดรเจน (มีข้อยกเว้น) เช่นเดียวกับออกซิเจนจำนวนออกซิเดชันของไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับกรณีพิเศษ โดยทั่วไปไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชัน +1 (ยกเว้นในรูปธาตุ H₂). แต่ในกรณีของสารประกอบพิเศษที่เรียกว่าลูกผสมไฮโดรเจนจะมีเลขออกซิเดชันเป็น -1
   • ตัวอย่างเช่นจาก H₂โอ้เรารู้ว่าไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชัน +1 เพราะออกซิเจนมีประจุ -2 และเราต้องการประจุ 2 +1 เพื่อสร้างสารประกอบที่มีประจุรวมเป็นศูนย์ แต่ด้วยสารโซเดียมไฮไดรด์ NaH ไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชัน -1 เนื่องจาก Na ไอออนมีประจุ +1 และทำให้ประจุรวมของสารประกอบเป็น 0 ไฮโดรเจนจึงมีประจุ (และเป็นเลขออกซิเดชัน) ของ -1.
6. ฟลูออรีน เสมอ เลขออกซิเดชันของ -1 ดังที่ระบุไว้ข้างต้นเลขออกซิเดชันขององค์ประกอบบางอย่างอาจแตกต่างกันไปเนื่องจากปัจจัยต่างๆ (ไอออนของโลหะอะตอมของออกซิเจนในเปอร์ออกไซด์ ฯลฯ ) ในทางกลับกันฟลูออรีนมีเลขออกซิเดชันเป็น -1 และไม่เคยเปลี่ยนแปลง เนื่องจากฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบที่มีไฟฟ้าลบมากที่สุดหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือเป็นองค์ประกอบที่เต็มใจที่จะสละอิเล็กตรอนน้อยที่สุดและมีแนวโน้มที่จะรับอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่นมากที่สุด ดังนั้นเลขออกซิเดชันจะไม่เปลี่ยนแปลง
7. เลขออกซิเดชันในสารประกอบเท่ากับประจุของสารประกอบ เลขออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในสารประกอบจะเท่ากับประจุของสารประกอบนั้น ตัวอย่างเช่นถ้าสารประกอบไม่มีประจุผลรวมของเลขออกซิเดชันทั้งหมดจะเป็นศูนย์ ถ้าสารประกอบนั้นเป็นไอออนพอลิอะตอมที่มีประจุ -1 ดังนั้นเลขออกซิเดชันที่เพิ่มจะต้องเป็น -1 เป็นต้น
   • นี่เป็นวิธีที่ดีในการตรวจสอบคำตอบของคุณ - หากเลขออกซิเดชันที่บวกกันของสารประกอบนั้นไม่เท่ากับประจุของสารประกอบนั้นแสดงว่าคุณทำผิดพลาด

ส่วนที่ 2 จาก 2: การกำหนดหมายเลขให้กับอะตอมโดยไม่มีกฎสำหรับเลขออกซิเดชัน

1. ค้นหาอะตอมที่ไม่มีกฎเลขออกซิเดชัน อะตอมบางชนิดไม่เป็นไปตามกฎในการค้นหาเลขออกซิเดชัน หากอะตอมไม่เป็นไปตามกฎข้างต้นและคุณไม่แน่ใจว่าประจุของมันคืออะไร (ตัวอย่างเช่นหากเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบที่ใหญ่กว่าจนไม่ทราบประจุแต่ละตัว) คุณสามารถหาเลขออกซิเดชันของอะตอมนั้นได้โดย การกำจัด ก่อนอื่นคุณต้องพิจารณาว่าการเกิดออกซิเดชันของอะตอมอื่น ๆ ในสารประกอบนั้นเป็นอย่างไร จากนั้นคุณจะแก้ผลรวมของสิ่งที่ไม่รู้จักในสมการโดยพิจารณาจากประจุรวมของสารประกอบ
   • ตัวอย่างเช่นในสารประกอบ Na₂ดังนั้น₄ไม่ทราบประจุของกำมะถัน (S) - ไม่อยู่ในรูปของธาตุดังนั้นจึงไม่ใช่ 0 แต่นั่นคือทั้งหมดที่เรารู้ นี่เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้วิธีนี้เพื่อกำหนดเลขออกซิเดชันในเชิงพีชคณิต
2. กำหนดหมายเลขออกซิเดชันที่ทราบขององค์ประกอบอื่น ๆ ในสารประกอบ โดยใช้กฎการกำหนดเลขออกซิเดชันเรากำหนดว่าเลขออกซิเดชันใดที่อะตอมอื่น ๆ ในสารประกอบมี ระวังข้อยกเว้นเช่น O, H เป็นต้น
   • ในนา₂ดังนั้น₄เรารู้ตามชุดกฎของเราว่า Na ion มีประจุ (และเป็นเลขออกซิเดชัน) เท่ากับ +1 และอะตอมของออกซิเจนมีเลขออกซิเดชันเป็น -2
3. คูณจำนวนของแต่ละอะตอมด้วยเลขออกซิเดชัน เมื่อเราทราบเลขออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดแล้วยกเว้นอะตอมที่ไม่รู้จักเราจะต้องพิจารณาว่าอะตอมเหล่านี้บางตัวอาจเกิดขึ้นมากกว่าหนึ่งครั้ง คูณค่าสัมประสิทธิ์แต่ละตัว (เขียนด้วยตัวห้อยหลังสัญลักษณ์ของอะตอมในสารประกอบ) ด้วยเลขออกซิเดชัน
   • ส่วนนา₂ดังนั้น₄เรารู้ว่ามีอะตอม 2 อะตอมและ O 4 อะตอม ตอนนี้เราทำการคำนวณต่อไปนี้ 2 × +1 เพื่อให้ได้เลขออกซิเดชันของ Na, 2 และเราคูณ 4 × -2, เลขออกซิเดชันของ O, -8
4. เพิ่มผลลัพธ์ การเพิ่มผลลัพธ์ของการคูณเหล่านี้จะให้เลขออกซิเดชันของสารประกอบ ไม่มี โดยคำนึงถึงหมายเลขออกซิเดชันของอะตอมที่ไม่รู้จัก
   • ในตัวอย่างของเรากับ Na₂ดังนั้น₄เราเพิ่ม 2 เป็น -8 เพื่อรับ -6
5. คำนวณเลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จักตามประจุของสารประกอบ ตอนนี้คุณมีข้อมูลทั้งหมดเพื่อค้นหาเลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จักโดยใช้พีชคณิตง่ายๆ เราจะใช้สมการและคำตอบจากขั้นตอนก่อนหน้าบวกกับประจุของสารประกอบ กล่าวอีกนัยหนึ่ง: (ผลรวมของเลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จัก) + (หมายเลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จักที่คุณต้องการทราบ) = (ประจุของสารประกอบ)
   • ในตัวอย่างของ Na₂ดังนั้น₄เราแก้ปัญหานี้ดังนี้:
     • (ผลรวมของเลขออกซิเดชันที่ทราบ) + (เลขออกซิเดชันที่ไม่รู้จักที่คุณต้องการแก้) = (ประจุของสารประกอบ)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. S มีเลขออกซิเดชันหรือ 6 ใน Na₂ดังนั้น₄.

เคล็ดลับ

• อะตอมในรูปพื้นฐานจะมีเลขออกซิเดชันเป็น 0 เสมอไอออนที่ประกอบด้วย 1 อะตอมจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับประจุ โลหะกลุ่ม 1A เช่นไฮโดรเจนลิเธียมและโซเดียมมีเลขออกซิเดชัน +1 โลหะกลุ่ม 2A เช่นแมกนีเซียมและแคลเซียมมีเลขออกซิเดชันเป็น +2 ทั้งไฮโดรเจนและออกซิเจนสามารถมีเลขออกซิเดชันต่างกัน 2 เลขขึ้นอยู่กับพันธะ
• ในสารประกอบผลรวมของเลขออกซิเดชันทั้งหมดควรเท่ากับ 0 ถ้ามีไอออนที่มี 2 อะตอมผลรวมของเลขออกซิเดชันควรเท่ากับประจุของไอออน
• การรู้วิธีอ่านตารางธาตุมีประโยชน์มากและจะหาโลหะและอโลหะได้ที่ไหน

ความจำเป็น

• ตารางธาตุ
• การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
• หนังสือเคมี
• กระดาษปากกาหรือดินสอ
• เครื่องคิดเลข