Wie sich die Wertigkeit von der Oxidationsstufe unterscheidet

Wertigkeit und Oxidationsgrad sind Begriffe, die in der anorganischen Chemie häufig verwendet werden. In vielen chemischen Verbindungen stimmen der Wert der Wertigkeit und der Grad der Oxidation des Elements überein, weshalb Schüler und Schüler häufig verwirrt werden. Diese Konzepte haben wirklich etwas gemeinsam, aber die Unterschiede sind bedeutender. Um den Unterschied zwischen diesen beiden Konzepten zu verstehen, lohnt es sich, mehr über sie zu erfahren.

Oxidationsinformation

Der Oxidationsgrad ist eine Hilfsgröße, die dem Atom eines chemischen Elements oder einer Gruppe von Atomen zugeschrieben wird. Dies zeigt, wie häufig Elektronenpaare zwischen wechselwirkenden Elementen verteilt sind.

Dies ist ein Hilfswert, der als solcher keinen physikalischen Sinn hat. Ihr Wesen wird einfach anhand von Beispielen erklärt:

Das Salzmolekül NaCl besteht aus zwei Atomen - einem Chloratom und einem Natriumatom. Die Bindung zwischen diesen Atomen ist ionisch. Natrium hat 1 Elektron auf der Valenzstufe, was bedeutet, dass es ein gemeinsames Elektronenpaar mit einem Chloratom hat. Von diesen beiden Elementen ist Chlor elektronegativer (es hat die Eigenschaft, Elektronenpaare mit sich selbst zu mischen), dann verschiebt sich das einzige gemeinsame Elektronenpaar zu ihm. In der Verbindung hat ein Element mit einer höheren Elektronegativität einen negativen Oxidationsgrad, weniger elektronegativ bzw. positiv, und sein Wert ist gleich der Anzahl gemeinsamer Elektronenpaare. Für das betrachtete NaCl-Molekül sehen die Oxidationsstufen von Natrium und Chlor folgendermaßen aus:

+1 -

NaCl

Chlor mit einem Elektronenpaar an seiner Stelle wird nun als Anion betrachtet, dh als Atom, das ein zusätzliches Elektron an sich gebunden hat, und Natrium - als Kation, dh als Atom, das ein Elektron spendet. Aber bei der Aufzeichnung des Oxidationsgrades ist in erster Linie ein Zeichen, und in der zweiten der Zahlenwert und bei der Aufzeichnung der Ionenladung - das Gegenteil.

Der Oxidationsgrad kann als die Anzahl der Elektronen definiert werden, die einem positiven Ion für ein elektroneutrales Atom fehlen, oder die einem negativen Ion entnommen werden müssen, um zu einem Atom zu oxidieren. In diesem Beispiel ist es offensichtlich, dass dem positiven Natriumion aufgrund der Verschiebung des Elektronenpaars ein Elektron fehlt und das Chlorion ein zusätzliches Elektron aufweist.

Der Oxidationsgrad einer einfachen (reinen) Substanz ist unabhängig von ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften Null. Das O 2 -Molekül besteht beispielsweise aus zwei Sauerstoffatomen. Sie haben die gleichen Elektronegativitätswerte, sodass sich die gemeinsamen Elektronen zu keinem von ihnen verschieben. Dies bedeutet, dass das Elektronenpaar genau zwischen den Atomen liegt, da der Oxidationsgrad Null ist.

Für einige Moleküle kann es schwierig sein zu bestimmen, wo sich die Elektronen bewegen, insbesondere wenn drei oder mehr Elemente enthalten sind. Um den Oxidationsgrad in solchen Molekülen zu berechnen, müssen Sie einige einfache Regeln anwenden:

  1. Das Wasserstoffatom hat fast immer eine konstante Oxidationsstufe von +1.
  2. Für Sauerstoff beträgt diese Zahl -2. Die Ausnahme von dieser Regel sind nur Fluoroxide.

+2 -1 +1 -

OF 2 und O 2 F 2,

Da Fluor das Element mit der höchsten Elektronegativität ist, verschiebt es die wechselwirkenden Elektronen immer zu sich hin. Nach internationalen Regeln wird zuerst das Element mit einem niedrigeren elektrischen negativen Wert erfasst, da bei diesen Oxiden Sauerstoff an erster Stelle steht.

  • Wenn wir alle Oxidationsstufen in einem Molekül zusammenfassen, erhalten wir Null.
  • Für Metallatome mit positivem Oxidationsgrad.

Bei der Berechnung der Oxidationsgrade ist zu berücksichtigen, dass der größte Oxidationsgrad eines Elements der Anzahl seiner Gruppen entspricht und das Minimum die Gruppennummer minus 8. Für Chlor beträgt der maximal mögliche Wert der Oxidationsstufe +7, da er in der 7. Gruppe liegt, und das Minimum 7-8 = -1.

Allgemeine Informationen zur Gültigkeit

Die Wertigkeit ist die Anzahl der kovalenten Bindungen, die ein Element in verschiedenen Verbindungen eingehen kann.

Im Gegensatz zum Grad der Oxidation hat der Begriff der Valenz eine reale physikalische Bedeutung.

Der höchste Valenzindex entspricht der Gruppennummer im Periodensystem. Schwefel S liegt in der 6. Gruppe, dh seine maximale Wertigkeit beträgt 6. Es kann aber auch 2 (H 2 S) oder 4 (SO 2 ) sein.

Fast alle Elemente zeichnen sich durch variable Valenz aus. Es gibt jedoch Atome, für die dieser Wert konstant ist. Dazu gehören Alkalimetalle, Silber, Wasserstoff (ihre Wertigkeit ist immer 1), Zink (Wertigkeit ist immer 2), Lanthan (Wertigkeit ist 3).

Was ist üblich in Valenz und Oxidation

  1. Verwenden Sie für die Bezeichnung und die und andere Größe positive Ganzzahlen, die über die lateinische Bezeichnung eines Elements geschrieben sind.
  2. Die höchste Wertigkeit fällt ebenso wie der größte Oxidationsgrad mit der Gruppennummer des Elements zusammen.
  3. Der Oxidationsgrad eines Elements in einer komplexen Verbindung stimmt mit dem numerischen Wert eines der Valenzindikatoren überein. Beispielsweise kann Chlor in der 7. Gruppe eine Wertigkeit von 1, 3, 4, 5, 6 oder 7 haben, was bedeutet, dass die möglichen Oxidationsgrade ± 1, + 3, + 4, + 5, + 6, + 7 sind.

Die Hauptunterschiede zwischen diesen Konzepten

  1. Der Begriff "Wertigkeit" hat eine physikalische Bedeutung, und der Grad der Oxidation ist ein Hilfsbegriff, der keine wirkliche physikalische Bedeutung hat.
  2. Der Oxidationsgrad kann Null, mehr oder weniger als Null sein. Die Valenz ist streng größer als Null.
  3. Die Valenz spiegelt die Anzahl der kovalenten Bindungen und den Oxidationsgrad wider - die Verteilung der Elektronen in der Verbindung.

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