Исэлдэлтийн зэрэг. Химийн элементийн атомын исэлдэлтийн төлөвийг хэрхэн тодорхойлох вэ 1-р исэлдэлтийн төлөв гэж юу гэсэн үг вэ
ТОДОРХОЙЛОЛТ
Исэлдэлтийн төлөвгэдэг нь нэгдэл дэх химийн элементийн атомын төлөв байдлын тоон үнэлгээ бөгөөд түүний цахилгаан сөрөг чанарт үндэслэнэ.
Энэ нь эерэг ба сөрөг утгыг хоёуланг нь авдаг. Нэгдлийн элементийн исэлдэлтийн төлөвийг харуулахын тулд та түүний тэмдгийн дээр харгалзах тэмдэгтэй ("+" эсвэл "-") араб тоог тавих хэрэгтэй.
Исэлдэлтийн зэрэг нь байхгүй хэмжигдэхүүн гэдгийг санах нь зүйтэй физик мэдрэмж, учир нь энэ нь атомын бодит цэнэгийг тусгадаггүй. Гэсэн хэдий ч энэ ойлголтыг химийн салбарт маш өргөн ашигладаг.
Химийн элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийн хүснэгт
Хамгийн их эерэг ба хамгийн бага сөрөг исэлдэлтийн төлөвийг D.I-ийн үечилсэн хүснэгтийг ашиглан тодорхойлж болно. Менделеев. Эдгээр нь тухайн элементийн байрлаж буй бүлгийн тоо, "хамгийн өндөр" исэлдэлтийн төлөвийн утга ба 8-ын тоотой тэнцүү байна.
Хэрэв бид химийн нэгдлүүдийг илүү нарийвчлан авч үзвэл туйлшгүй холбоо бүхий бодисуудад элементүүдийн исэлдэлтийн төлөв нь тэг байна (N 2, H 2, Cl 2).
Энгийн төлөвт байгаа металлын исэлдэлтийн төлөв нь тэг байна, учир нь тэдгээрийн электрон нягтын тархалт жигд байна.
Энгийн ионы нэгдлүүдийн хувьд тэдгээрийн бүрдүүлэгч элементүүдийн исэлдэлтийн төлөв нь цахилгаан цэнэгтэй тэнцүү байдаг, учир нь эдгээр нэгдлүүд үүсэх явцад электронууд нэг атомаас нөгөөд бараг бүрэн шилждэг: Na +1 I -1, Mg +2. Cl -1 2, Al +3 F - 1 3, Zr +4 Br -1 4.
Туйл ковалент холбоо бүхий нэгдлүүдийн элементүүдийн исэлдэлтийн зэргийг тодорхойлохдоо тэдгээрийн цахилгаан сөрөг байдлын утгыг харьцуулна. Химийн холбоо үүсэх явцад электронууд илүү электрон сөрөг элементүүдийн атомууд руу шилждэг тул сүүлийнх нь нэгдлүүдэд сөрөг исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг.
Исэлдэлтийн төлөвийн зөвхөн нэг утгыг илэрхийлдэг элементүүд байдаг (фтор, IA ба IIA бүлгийн металлууд гэх мэт). Фтор, тодорхойлогддог хамгийн өндөр үнэ цэнэцахилгаан сөрөг чанар, нэгдлүүдэд энэ нь үргэлж сөрөг исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг (-1).
Цахилгаан сөрөг чанарын харьцангуй бага утгаараа шүлтлэг ба шүлтлэг шороон элементүүд нь (+1) ба (+2) тэнцүү эерэг исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг.
Гэсэн хэдий ч исэлдэлтийн түвшний хэд хэдэн утгуудаар тодорхойлогддог ийм химийн элементүүд байдаг (хүхэр - (-2), 0, (+2), (+4), (+6) гэх мэт. .
Тодорхой химийн элементэд хэдэн, ямар исэлдэлтийн төлөв байдгийг санахад хялбар болгохын тулд исэлдэлтийн төлөвийн хүснэгтүүдийг ашигладаг. химийн элементүүд, энэ нь иймэрхүү харагдаж байна:
|
Серийн дугаар |
Орос / Англи гарчиг |
химийн тэмдэг |
Исэлдэлтийн төлөв |
|
Устөрөгч |
|||
|
Гели / Гели |
|||
|
Лити / Лити |
|||
|
Бериллий / бериллий |
|||
|
(-1), 0, (+1), (+2), (+3) |
|||
|
Нүүрстөрөгч / Нүүрстөрөгч |
(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4) |
||
|
Азот / Азот |
(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) |
||
|
Хүчилтөрөгч / Хүчилтөрөгч |
(-2), (-1), 0, (+1), (+2) |
||
|
Фтор / Фтор |
|||
|
Натри |
|||
|
Магни / магни |
|||
|
Хөнгөн цагаан |
|||
|
Цахиур / Цахиур |
(-4), 0, (+2), (+4) |
||
|
Фосфор / Фосфор |
(-3), 0, (+3), (+5) |
||
|
Хүхэр |
(-2), 0, (+4), (+6) |
||
|
Хлор / Хлор |
(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), ховор (+2) болон (+4) |
||
|
Аргон / Аргон |
|||
|
Кали / Кали |
|||
|
Кальци / Кальци |
|||
|
Скандиум / Скандиум |
|||
|
Титан / Титан |
(+2), (+3), (+4) |
||
|
Ванади / ванади |
(+2), (+3), (+4), (+5) |
||
|
Chromium / Chromium |
(+2), (+3), (+6) |
||
|
Манган / манган |
(+2), (+3), (+4), (+6), (+7) |
||
|
Төмөр / Төмөр |
(+2), (+3), ховор (+4) болон (+6) |
||
|
Кобальт / Кобальт |
(+2), (+3), ховор (+4) |
||
|
Никель / Никель |
(+2), ховор (+1), (+3) болон (+4) |
||
|
Зэс |
+1, +2, ховор (+3) |
||
|
Галлий / Галлий |
(+3), ховор (+2) |
||
|
Германий / Германий |
(-4), (+2), (+4) |
||
|
Хүнцэл / Хүнцэл |
(-3), (+3), (+5), ховор (+2) |
||
|
Селен / Селен |
(-2), (+4), (+6), ховор (+2) |
||
|
Бром / Бром |
(-1), (+1), (+5), ховор (+3), (+4) |
||
|
Криптон / Криптон |
|||
|
Рубидиум / Рубидиум |
|||
|
Стронций / Стронций |
|||
|
Итриум / Итриум |
|||
|
Циркон / Циркон |
(+4), ховор (+2) ба (+3) |
||
|
Ниобиум / Ниобиум |
(+3), (+5), ховор (+2) ба (+4) |
||
|
Молибден / Молибден |
(+3), (+6), ховор (+2), (+3) болон (+5) |
||
|
Технециум / Технетий |
|||
|
Рутениум / Рутениум |
(+3), (+4), (+8), ховор (+2), (+6) болон (+7) |
||
|
Родиум |
(+4), ховор (+2), (+3) болон (+6) |
||
|
Палладий / Палладий |
(+2), (+4), ховор (+6) |
||
|
Мөнгө / Мөнгө |
(+1), ховор (+2) ба (+3) |
||
|
Кадми / Кадми |
(+2), ховор (+1) |
||
|
Индиум / Индиум |
(+3), ховор (+1) ба (+2) |
||
|
Цагаан тугалга / цагаан тугалга |
(+2), (+4) |
||
|
Сурьма / сурьма |
(-3), (+3), (+5), ховор (+4) |
||
|
Теллур / Теллур |
(-2), (+4), (+6), ховор (+2) |
||
|
(-1), (+1), (+5), (+7), ховор (+3), (+4) |
|||
|
Ксенон / Ксенон |
|||
|
Цезий / Цезий |
|||
|
Бари / Бари |
|||
|
Лантан / Лантан |
|||
|
Цэрий / Цэрий |
(+3), (+4) |
||
|
Празодим / Празодим |
|||
|
Неодим / Неодим |
(+3), (+4) |
||
|
Прометиум / Прометиум |
|||
|
Самари / Самариум |
(+3), ховор (+2) |
||
|
Europium / Europium |
(+3), ховор (+2) |
||
|
Гадолиниум / Гадолиниум |
|||
|
Terbium / Terbium |
(+3), (+4) |
||
|
Dysprosium / Dysprosium |
|||
|
Холмиум / Холмиум |
|||
|
Эрбиум / Эрбиум |
|||
|
Тулиум / Тулиум |
(+3), ховор (+2) |
||
|
Итербиум / Итербиум |
(+3), ховор (+2) |
||
|
Lutetium / Lutetium |
|||
|
Гафни / Гафни |
|||
|
Тантал / Тантал |
(+5), ховор (+3), (+4) |
||
|
Гянт болд / Гянт болд |
(+6), ховор (+2), (+3), (+4) болон (+5) |
||
|
Рениум / Рениум |
(+2), (+4), (+6), (+7), ховор (-1), (+1), (+3), (+5) |
||
|
Осми / Осми |
(+3), (+4), (+6), (+8), ховор (+2) |
||
|
Иридиум / Иридиум |
(+3), (+4), (+6), ховор (+1) ба (+2) |
||
|
Платинум / Платинум |
(+2), (+4), (+6), ховор (+1) ба (+3) |
||
|
Алт / Алт |
(+1), (+3), ховор (+2) |
||
|
Мөнгөн ус / Мөнгөн ус |
(+1), (+2) |
||
|
Бүсэлхий / Талли |
(+1), (+3), ховор (+2) |
||
|
Тэргүүлэх / Тэргүүлэх |
(+2), (+4) |
||
|
Висмут / Висмут |
(+3), ховор (+3), (+2), (+4) болон (+5) |
||
|
Полониум / Полоний |
(+2), (+4), ховор (-2) ба (+6) |
||
|
Астатин / Астатин |
|||
|
Радон / Радон |
|||
|
Франци / Франци |
|||
|
Ради / Ради |
|||
|
Актиниум / Актиниум |
|||
|
Ториум / Ториум |
|||
|
Proactinium / Protactinium |
|||
|
Уран / Уран |
(+3), (+4), (+6), ховор (+2) ба (+5) |
Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ
ЖИШЭЭ 1
- Фосфин дэх фосфорын исэлдэлтийн төлөв (-3), фосфорын хүчилд - (+5) байна. Фосфорын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлт: +3 → +5, өөрөөр хэлбэл. эхний хариулт.
- Энгийн бодис дахь химийн элементийн исэлдэлтийн төлөв 0 байна. P 2 O 5 ислийн найрлага дахь фосфорын исэлдэлтийн төлөв (+5) тэнцүү байна. Фосфорын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлт: 0 → +5, i.e. гурав дахь хариулт.
- HPO 3 найрлагатай хүчил дэх фосфорын исэлдэлтийн төлөв (+5), H 3 PO 2 (+1) байна. Фосфорын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлт: +5 → +1, i.e. тав дахь хариулт.
ЖИШЭЭ 2
| Дасгал хийх | Нэгдэл дэх нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн төлөв (-3) нь: a) CH 3 Cl; b) C 2 H 2; в) HCOH; d) C 2 H 6 . |
| Шийдэл | Асуултанд зөв хариулт өгөхийн тулд бид санал болгож буй нэгдлүүд тус бүрийн нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн түвшинг ээлжлэн тодорхойлно. a) устөрөгчийн исэлдэлтийн төлөв (+1), хлор - (-1). Бид нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн түвшинг "x" гэж авна. x + 3×1 + (-1) =0; Хариулт нь буруу байна. б) устөрөгчийн исэлдэлтийн төлөв (+1) байна. Бид нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн түвшинг "y" гэж авна. 2×y + 2×1 = 0; Хариулт нь буруу байна. в) устөрөгчийн исэлдэлтийн төлөв (+1), хүчилтөрөгч - (-2). Нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн төлөвийг "z" гэж авч үзье. 1 + z + (-2) +1 = 0: Хариулт нь буруу байна. г) устөрөгчийн исэлдэлтийн төлөв (+1) байна. Нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн төлөвийг "a" гэж үзье. 2×a + 6×1 = 0; Зөв хариулт. |
| Хариулах | Сонголт (d) |
Бөөмийн исэлдэх чадварыг тодорхойлохын тулд исэлдэлтийн зэрэг гэх мэт ойлголт чухал юм. Исэлдэлтийн төлөв гэдэг нь молекул эсвэл ион дахь атомын бусад атомуудтай бүх холбоо тасарч, нийтлэг электрон хосууд нь илүү цахилгаан сөрөг элементүүдтэй үлдсэн тохиолдолд байж болох цэнэгийг хэлнэ.
Ионы бодит цэнэгээс ялгаатай нь исэлдэлтийн төлөв нь зөвхөн молекул дахь атомын нөхцөлт цэнэгийг харуулдаг. Энэ нь сөрөг, эерэг эсвэл тэг байж болно. Жишээлбэл, энгийн бодис дахь атомуудын исэлдэлтийн төлөв нь "0" (, 
,
,
). Химийн нэгдлүүдэд атомууд нь тогтмол исэлдэлтийн төлөвтэй эсвэл хувьсагчтай байж болно. I, II, III бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн металлын хувьд Тогтмол системхимийн нэгдлүүдийн хувьд исэлдэлтийн төлөв нь дүрмээр тогтмол бөгөөд Me +1, Me +2 ба Me +3 (Li +, Ca +2, Al +3) -тай тэнцүү байна. Фторын атом нь үргэлж -1 байна. Металлтай нэгдлүүд дэх хлор нь үргэлж -1 байна. Нэгдлүүдийн дийлэнх хэсэгт хүчилтөрөгч нь исэлдэлтийн түвшин -2 (исэлдлийн түвшин -1 байдаг хэт ислийг эс тооцвол), устөрөгч +1 (исэлдэлтийн төлөв нь -1 байдаг металл гидридээс бусад) байна.
Саармаг молекул дахь бүх атомын исэлдэлтийн төлөвийн алгебрийн нийлбэр нь тэгтэй тэнцүү, ионы хувьд энэ нь ионы цэнэгтэй тэнцүү байна. Энэ хамаарал нь нийлмэл нэгдлүүдийн атомын исэлдэлтийн төлөвийг тооцоолох боломжийг олгодог.
Хүхрийн хүчлийн H 2 SO 4 молекул дахь устөрөгчийн атомын исэлдэлтийн төлөв +1, хүчилтөрөгчийн атом нь -2 байна. Хоёр устөрөгчийн атом, дөрвөн хүчилтөрөгчийн атом байдаг тул бидэнд хоёр "+", найман "-" байна. Төвийг сахихад зургаан "+" дутуу байна. Энэ тоо нь хүхрийн исэлдэлтийн төлөв юм. 
. Калийн дихромат K 2 Cr 2 O 7 молекул нь хоёр калийн атом, хоёр хромын атом, долоон хүчилтөрөгчийн атомаас бүрдэнэ. Кали нь исэлдэлтийн түвшин +1, хүчилтөрөгч -2 байна. Тэгэхээр бидэнд хоёр "+", арван дөрвөн "-" байна. Үлдсэн арван хоёр "+" нь хоёр хромын атом дээр унадаг бөгөөд тус бүр нь +6 исэлдэлтийн төлөвтэй ( 
).
Ердийн исэлдүүлэгч ба бууруулагч бодисууд
Бууруулах, исэлдүүлэх үйл явцын тодорхойлолтоос үзэхэд, зарчмын хувьд хамгийн бага исэлдэлтийн төлөвт ороогүй атом агуулсан энгийн бөгөөд нарийн төвөгтэй бодисууд исэлдүүлэгч бодис болж чаддаг. Үүний нэгэн адил, хамгийн их исэлдэлтийн төлөвт ороогүй атом агуулсан энгийн бөгөөд нийлмэл бодисууд нь исэлдэлтийн төлөвөө нэмэгдүүлэх чадвартай байдаг.
Хамгийн хүчтэй исэлдүүлэгч бодисууд нь:
1) их цахилгаан сөрөг шинж чанартай атомуудаас үүссэн энгийн бодисууд, жишээлбэл. үечилсэн системийн зургаа, долдугаар бүлгийн үндсэн дэд бүлгүүдэд байрладаг ердийн металл бус металлууд: F, O, Cl, S (тус тус бүр F 2, O 2, Cl 2, S);
2) дээд ба дунд шатны элемент агуулсан бодисууд
эерэг исэлдэлтийн төлөв, үүнд энгийн, элемент (Fe 3+) ба хүчилтөрөгч агуулсан оксоанионууд (перманганатын ион - MnO 4 -) ион хэлбэрээр;
3) хэт ислийн нэгдлүүд.
Практикт исэлдүүлэгч болгон ашигладаг тусгай бодисууд нь хүчилтөрөгч ба озон, хлор, бром, перманганат, бихромат, хлорын ислийн хүчил, тэдгээрийн давс (жишээлбэл, 
,
,
), Азотын хүчил ( 
), төвлөрсөн хүхрийн хүчил ( 
), манганы давхар исэл ( 
), устөрөгчийн хэт исэл ба металлын хэт исэл ( 
,
).
Хамгийн хүчтэй бууруулагч бодисууд нь:
1) атомууд нь бага цахилгаан сөрөг нөлөөтэй энгийн бодисууд ("идэвхтэй металлууд");
2) бага исэлдэлтийн төлөвт металлын катионууд (Fe 2+);
3) энгийн элементийн анионууд, жишээлбэл, сульфидын ион S 2-;
4) элементийн хамгийн бага эерэг исэлдэлтийн төлөвт тохирох хүчилтөрөгч агуулсан анионууд (оксоанионууд) (нитрит) 
, сульфит 
).
Практикт бууруулах бодис болгон ашигладаг тусгай бодисууд нь жишээлбэл, шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металууд, сульфидүүд, сульфитүүд, галоген устөрөгч (HF-ээс бусад), органик бодисууд - спирт, альдегид, формальдегид, глюкоз, оксалийн хүчил, түүнчлэн устөрөгч, нүүрстөрөгч юм. , нүүрстөрөгчийн дутуу исэл ( 
) болон хөнгөн цагааны өндөр температурт.
Зарчмын хувьд, хэрэв бодис нь завсрын исэлдэлтийн төлөвт элемент агуулдаг бол эдгээр бодисууд нь исэлдүүлэх, багасгах шинж чанарыг хоёуланг нь харуулж чадна. Энэ бүхэн үүнээс хамаарна
Урвал дахь "хамтрагч": хангалттай хүчтэй исэлдүүлэгч бодистой бол энэ нь бууруулагч бодисоор, хангалттай хүчтэй бууруулагчтай бол исэлдүүлэгч бодисоор урвалд орж болно. Жишээлбэл, нитритийн ион NO 2 - хүчиллэг орчинд I ионтой харьцуулахад исэлдүүлэгч бодисоор ажилладаг:
2
+
2
+ 4HCl→ 
+
2
+ 4KCl + 2H 2 O
ба перманганатын ион MnO 4-тэй харьцуулахад бууруулагч бодис болгон -
5
+
2
+ 3H 2 SO 4 → 2 
+
5
+ K 2 SO 4 + 3H 2 O
Сургуулийн олон сурах бичиг, гарын авлагад ионы холбоо бүхий нэгдлүүдийн хувьд ч валентийн томъёог хэрхэн бичихийг заадаг. Томъёо эмхэтгэх журмыг хялбарчлахын тулд энэ нь бидний бодлоор хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц юм. Гэхдээ дээрх шалтгааны улмаас энэ нь бүрэн зөв биш гэдгийг та ойлгох хэрэгтэй.
Илүү түгээмэл ойлголт бол исэлдэлтийн түвшний тухай ойлголт юм. Атомын исэлдэлтийн төлөвийн утгууд, мөн валентын утгуудаар химийн томъёог эмхэтгэж, томъёоны нэгжийг бичиж болно.
Исэлдэлтийн төлөвнь бөөмийн бүх холбоог ион гэж тооцсон бөөмийн (молекул, ион, радикал) атомын нөхцөлт цэнэг юм.
Исэлдэлтийн төлөвийг тодорхойлохын өмнө холболтын атомуудын электрон сөрөг чанарыг харьцуулах шаардлагатай. Цахилгаан сөрөг чанар өндөртэй атом сөрөг исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг бол бага цахилгаан сөрөг утгатай атом эерэг байдаг.
Исэлдэлтийн төлөвийг тооцоолохдоо атомын электрон сөрөг утгыг бодитойгоор харьцуулахын тулд 2013 онд IUPAC Аллены хуваарийг ашиглахыг зөвлөж байна.
* Жишээлбэл, Аллены хэмжүүрээр азотын цахилгаан сөрөг чанар 3.066, хлорын хувьд 2.869 байна.
Дээрх тодорхойлолтыг жишээгээр тайлбарлая. Усны молекулын бүтцийн томьёог хийцгээе.
ковалент туйл O-H бондцэнхэрээр тэмдэглэгдсэн.
Хоёр холбоо нь ковалент биш, харин ионтой гэж төсөөлөөд үз дээ. Хэрэв тэдгээр нь ион байсан бол устөрөгчийн атом бүрээс нэг электрон илүү электрон сөрөг хүчилтөрөгчийн атом руу шилжинэ. Бид эдгээр шилжилтийг цэнхэр сумаар тэмдэглэдэг.
*Тэр ньЖишээлбэл, сум нь электронуудын бүрэн дамжуулалтыг харуулах бөгөөд индуктив эффектийг харуулахгүй.
Сумны тоо нь дамжуулагдсан электронуудын тоо, тэдгээрийн чиглэл - электрон дамжуулах чиглэлийг харуулж байгааг харахад хялбар байдаг.
Хүчилтөрөгчийн атом руу хоёр сум чиглэсэн бөгөөд энэ нь хүчилтөрөгчийн атом руу хоёр электрон дамждаг гэсэн үг юм: 0 + (-2) = -2. Хүчилтөрөгчийн атом нь -2 цэнэгтэй байдаг. Энэ нь усны молекул дахь хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийн зэрэг юм.
Устөрөгчийн атом бүрээс нэг электрон гарна: 0 - (-1) = +1. Энэ нь устөрөгчийн атомууд +1 исэлдэлтийн төлөвтэй байна гэсэн үг юм.
Исэлдэлтийн төлөвийн нийлбэр нь бөөмийн нийт цэнэгтэй үргэлж тэнцүү байдаг.
Жишээлбэл, усны молекул дахь исэлдэлтийн төлөвийн нийлбэр нь: +1(2) + (-2) = 0. Молекул нь цахилгаан саармаг бөөмс юм.
Хэрэв бид ион дахь исэлдэлтийн төлөвийг тооцоолох юм бол исэлдэлтийн төлөвийн нийлбэр нь түүний цэнэгтэй тэнцүү байна.
Исэлдэлтийн төлөвийн утгыг ихэвчлэн элементийн тэмдгийн баруун дээд буланд заадаг. Түүнээс гадна, тэмдэг нь тооны өмнө бичигдсэн байдаг. Хэрэв тэмдэг нь тооны ард байгаа бол энэ нь ионы цэнэг юм.
Жишээлбэл, S -2 нь исэлдэлтийн төлөвт байгаа хүхрийн атом, S 2- нь -2 цэнэгтэй хүхрийн анион юм.
S +6 O -2 4 2- - сульфатын анион дахь атомуудын исэлдэлтийн төлөвийн утга (ионы цэнэгийг ногоон өнгөөр тодруулсан).
Одоо нэгдэл нь холимог холбоо бүхий тохиолдлыг авч үзье: Na 2 SO 4 . Сульфатын анион ба натрийн катионуудын хоорондох холбоо нь ион, сульфатын ион дахь хүхрийн атом ба хүчилтөрөгчийн атомуудын хоорондын холбоо нь ковалент туйлтай байдаг. Бид натрийн сульфатын график томъёог бичиж, сумнууд нь электрон шилжилтийн чиглэлийг заана.
*Бүтцийн томьёо нь бөөмс (молекул, ион, радикал) дахь ковалент бондын дарааллыг тусгасан болно. Бүтцийн томъёог зөвхөн ковалент холбоо бүхий бөөмсүүдэд ашигладаг. Ионы холбоо бүхий бөөмсийн хувьд бүтцийн томьёо гэсэн ойлголт нь утгагүй юм. Хэрэв бөөмсөнд ионы холбоо байгаа бол график томъёог ашиглана.
Төв хүхрийн атомаас зургаан электрон гарч байгааг бид харж байгаа бөгөөд энэ нь хүхрийн исэлдэлтийн төлөв 0 - (-6) = +6 байна гэсэн үг юм.
Хүчилтөрөгчийн төгсгөлийн атомууд тус бүр хоёр электрон авдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн исэлдэлтийн төлөв нь 0 + (-2) = -2 гэсэн үг юм.
Хүчилтөрөгчийн атомууд тус бүр хоёр электрон хүлээн авдаг бөгөөд тэдгээрийн исэлдэлтийн төлөв нь -2 байна.
Мөн зураас нь ковалент холбоог, ионууд нь цэнэгийг заадаг бүтэц-график томъёогоор исэлдэлтийн зэргийг тодорхойлох боломжтой.
Энэ томьёогоор холбогч хүчилтөрөгчийн атомууд аль хэдийн нэгж сөрөг цэнэгтэй бөгөөд хүхрийн атомаас -1 + (-1) = -2 нэмэлт электрон ирдэг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн исэлдэлтийн төлөв -2 гэсэн үг юм.
Натрийн ионуудын исэлдэлтийн төлөв нь тэдгээрийн цэнэгтэй тэнцүү, өөрөөр хэлбэл. +1.
Калийн хэт исэл (хэт исэл) дэх элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийг тодорхойлъё. Үүнийг хийхийн тулд бид калийн хэт ислийн график томъёог гаргаж, электронуудын дахин хуваарилалтыг сумаар харуулах болно. O-O холболтнь ковалент туйлт биш тул электронуудын дахин хуваарилалтыг үүн дотор заагаагүй болно.
* Супероксидын анион нь радикал ион юм. Нэг хүчилтөрөгчийн атомын албан ёсны цэнэг -1, нөгөө нь хосгүй электронтой бол 0 байна.
Калийн исэлдэлтийн төлөв +1 байгааг бид харж байна. Калийн эсрэг томьёонд бичигдсэн хүчилтөрөгчийн атомын исэлдэлтийн төлөв -1 байна. Хоёр дахь хүчилтөрөгчийн атомын исэлдэлтийн төлөв 0 байна.
Үүний нэгэн адил бүтэц-график томъёогоор исэлдэлтийн зэргийг тодорхойлох боломжтой.
Дугуйнууд нь калийн ион ба хүчилтөрөгчийн нэг атомын албан ёсны цэнэгийг заана. Энэ тохиолдолд албан ёсны цэнэгийн утга нь исэлдэлтийн төлөвийн утгатай давхцдаг.
Супероксидын анион дахь хүчилтөрөгчийн атом хоёулаа өөр өөр исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг тул бид тооцоолж болно исэлдэлтийн дундаж арифметик төлөвхүчилтөрөгч.
Энэ нь / 2 \u003d - 1/2 \u003d -0.5-тай тэнцүү байх болно.
Исэлдэлтийн төлөвийн нийлбэр нь системийн нийт цэнэгтэй тэнцүү болохыг харуулахын тулд исэлдэлтийн дундаж төлөвийн утгыг ихэвчлэн ерөнхий томьёо эсвэл томъёоны нэгжээр зааж өгдөг.
Супероксидтэй тохиолдолд: +1 + 2(-0.5) = 0
Цоорхой электрон хосууд болон ковалент бондын электронуудыг цэгээр зааж өгсөн электрон цэгийн томъёог ашиглан исэлдэлтийн төлөвийг тодорхойлоход хялбар байдаг.
Хүчилтөрөгч нь VIA бүлгийн элемент тул түүний атомд 6 валентийн электрон байдаг. Усны молекул дахь холбоо нь ион шинж чанартай, энэ тохиолдолд хүчилтөрөгчийн атом октет электрон хүлээн авна гэж төсөөлөөд үз дээ.
Хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийн төлөв нь дараахтай тэнцүү байна: 6 - 8 \u003d -2.
Мөн устөрөгчийн атомууд: 1 - 0 = +1
График томъёог ашиглан исэлдэлтийн түвшинг тодорхойлох чадвар нь энэхүү ойлголтын мөн чанарыг ойлгоход үнэлж баршгүй чухал бөгөөд учир нь энэ ур чадвар нь органик химийн хичээлд шаардлагатай болно. Хэрэв бид органик бус бодисуудтай харьцаж байгаа бол молекулын томъёо, томъёоны нэгжээр исэлдэлтийн зэргийг тодорхойлох чадвартай байх шаардлагатай.
Үүнийг хийхийн тулд юуны түрүүнд исэлдэлтийн төлөвүүд тогтмол, хувьсах шинж чанартай байдаг гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Тогтмол исэлдэлтийн төлөвийг харуулсан элементүүдийг цээжлэх ёстой.
Аливаа химийн элемент нь дээд ба доод исэлдэлтийн төлөвөөр тодорхойлогддог.
Хамгийн бага исэлдэлтийн төлөвгэдэг нь атомын гаднах электрон давхаргад хамгийн их тооны электрон хүлээн авсны үр дүнд олж авах цэнэг юм.
Үүнийг харгалзан үзэж, хамгийн бага исэлдэлтийн төлөв нь сөрөг,цахилгаан сөрөг утга багатай тул атомууд нь хэзээ ч электрон авдаггүй металлуудаас бусад. Металлуудын исэлдэлтийн түвшин хамгийн бага 0 байна.
Үндсэн дэд бүлгүүдийн ихэнх металл бусууд гадаад электрон давхаргыг 8 хүртэлх электроноор дүүргэхийг оролддог бөгөөд үүний дараа атом нь тогтвортой тохиргоог олж авдаг. октет дүрэм). Тиймээс исэлдэлтийн хамгийн бага төлөвийг тодорхойлохын тулд атомын октетт хичнээн валентын электрон дутагдаж байгааг ойлгох шаардлагатай.
Жишээлбэл, азот нь VA бүлгийн элемент бөгөөд энэ нь азотын атомд таван валентийн электрон байдаг гэсэн үг юм. Азотын атом нь октетээс гурван электроноор дутуу байна. Тиймээс азотын исэлдэлтийн хамгийн бага төлөв нь: 0 + (-3) = -3
Ионы болон ковалент туйлын химийн холбоог судлахдаа та хоёр химийн элементээс бүрдсэн нарийн төвөгтэй бодисуудтай танилцсан. Ийм бодисыг хоёртын (Латин хэлнээс bi - хоёр) эсвэл хоёр элемент гэж нэрлэдэг.
Ионы болон ковалент туйлын химийн холбоо үүсэх механизмыг авч үзэхийн тулд жишээ болгон дурдсан ердийн хоёртын нэгдлүүдийг эргэн санацгаая: NaCl - натрийн хлорид ба HCl - устөрөгчийн хлорид.
Эхний тохиолдолд холбоо нь ион юм: натрийн атом нь гаднах электроноо хлорын атом руу шилжүүлж, +1 цэнэгтэй ион болж хувирсан бөгөөд хлорын атом нь электрон хүлээн авч, -ийн цэнэгтэй ион болж хувирсан. 1. Схемийн хувьд атомыг ион болгон хувиргах үйл явцыг дараах байдлаар дүрсэлж болно.
HC1 устөрөгчийн хлоридын молекулд хосгүй гадаад электронууд хосолж, устөрөгч ба хлорын атомуудын нийтлэг электрон хос үүссэний улмаас химийн холбоо үүсдэг.
Устөрөгчийн хлоридын молекул дахь ковалент холбоо үүсэхийг устөрөгчийн атомын нэг электрон s-үүл, хлорын атомын нэг электрон p-үүлтэй давхцах байдлаар дүрслэх нь илүү зөв юм.
Химийн харилцан үйлчлэлийн явцад нийтлэг электрон хос илүү цахилгаан сөрөг хлорын атом руу шилждэг: өөрөөр хэлбэл электрон нь устөрөгчийн атомаас хлорын атом руу бүрэн шилжиж чадахгүй, харин хэсэгчлэн, улмаар атомын 5-ын хэсэгчилсэн цэнэгийг үүсгэдэг (§ 12-ыг үз). ): . Хэрэв бид HCl молекул, түүнчлэн натрийн хлоридын NaCl-д электрон устөрөгчийн атомаас хлорын атом руу бүрэн шилжсэн гэж төсөөлвөл тэд +1 ба -1: цэнэгийг хүлээн авах болно. Ийм нөхцөлт цэнэгийг исэлдэлтийн төлөв гэж нэрлэдэг. Энэ ойлголтыг тодорхойлохдоо ковалент туйлын нэгдлүүдэд холбох электронууд нь илүү электрон сөрөг атом руу бүрэн шилжсэн тул нэгдлүүд нь зөвхөн эерэг ба сөрөг цэнэгтэй ионуудаас бүрддэг гэж нөхцөлтөөр тооцдог.
Исэлдэлтийн төлөв нь сөрөг, эерэг эсвэл тэг утгатай байж болох бөгөөд энэ нь ихэвчлэн дээд талын элементийн тэмдгийн дээр байрладаг, жишээлбэл:
Бусад атомуудаас электрон хүлээн авсан эсвэл нийтлэг электрон хосууд шилжсэн атомууд, өөрөөр хэлбэл илүү электрон сөрөг элементийн атомууд нь сөрөг исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг. Фтор нь бүх нэгдлүүдэд үргэлж -1-ийн исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг. Фторын дараа ордог хамгийн цахилгаан сөрөг элемент болох хүчилтөрөгч нь фтортой нэгдлүүдийг эс тооцвол бараг үргэлж -2 исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг, жишээлбэл:
Бусад атомуудад электроноо өгдөг атомууд эсвэл нийтлэг электрон хосуудыг гаргаж авдаг атомууд, өөрөөр хэлбэл бага электрон сөрөг элементийн атомууд нь эерэг исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг. Нэгдлүүд дэх металууд үргэлж эерэг исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг. Үндсэн дэд бүлгийн металлын хувьд: бүх нэгдлүүдэд I бүлэг (IA бүлэг) исэлдэлтийн төлөв +1, II бүлэг (IIA бүлэг) +2, III бүлэг (IIIA бүлэг) - +3, жишээлбэл:
Харин металлтай нэгдлүүдэд устөрөгч нь исэлдэлтийн төлөвтэй -1 байна.
Исэлдэлтийн төлөвийн тэг утга нь энгийн бодисын молекул дахь атомууд ба чөлөөт төлөвт атомуудтай байдаг, жишээлбэл:
"Исэлдлийн төлөв" гэсэн ойлголттой ойрхон байгаа нь ковалент химийн холбоог авч үзэх үед таарсан "валент" гэсэн ойлголт юм. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь адилхан биш юм.
"Валент" гэсэн ойлголт нь молекулын бүтэцтэй бодисуудад хамаатай. Дийлэнх олонхи органик бодис 10-р ангидаа таарах , яг ийм бүтэцтэй. Суурь сургуулийн явцад та органик бус химийн хичээлийг судалдаг бөгөөд түүний сэдэв нь молекул ба молекул бус бодисууд, жишээлбэл, ионы бүтэц юм. Тиймээс "исэлдэлтийн төлөв" гэсэн ойлголтыг ашиглах нь зүйтэй.
Валент ба исэлдэлтийн төлөвийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Ихэнхдээ валент ба исэлдэлтийн төлөв нь тоон хувьд ижил байдаг боловч валент нь цэнэгийн тэмдэггүй, исэлдэлтийн төлөвт байдаг. Жишээлбэл, нэг валент устөрөгч нь янз бүрийн бодисуудад дараах исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг.
Хамгийн электрон сөрөг элемент болох моновалент фтор нь исэлдэлтийн төлөв ба валентийн утгуудтай бүрэн давхцах ёстой юм шиг санагдаж байна. Эцсийн эцэст түүний атом нь зөвхөн нэг ковалент холбоо үүсгэх чадвартай, учир нь гаднах электрон давхарга дуусах хүртэл нэг электрон дутагдалтай байдаг. Гэсэн хэдий ч энд бас ялгаа бий:
Хэрэв валент ба исэлдэлтийн төлөв нь тоон хувьд давхцахгүй бол илүү их ялгаатай байдаг. Жишээ нь:
Нэгдлүүдийн хувьд нийт исэлдэлтийн төлөв үргэлж тэг байна. Үүнийг болон аль нэг элементийн исэлдэлтийн төлөвийг мэдсэнээр та өөр элементийн исэлдэлтийн төлөвийг томъёогоор, жишээлбэл, хоёртын нэгдэл гэх мэт томъёогоор олж болно. Тиймээс C1 2 O 7 нэгдэл дэх хлорын исэлдэлтийн төлөвийг олъё.
Хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийн зэргийг тэмдэглэе: . Тиймээс долоон хүчилтөрөгчийн атом (-2) × 7 = -14 нийт сөрөг цэнэгтэй байх болно. Дараа нь хоёр хлорын атомын нийт цэнэг +14, нэг хлорын атом: (+14) : 2 = +7 болно. Иймээс хлорын исэлдэлтийн төлөв .
Үүний нэгэн адил элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийг мэдэж, нэгдлийн томъёог томъёолж болно, жишээлбэл, хөнгөн цагаан карбид (хөнгөн цагаан ба нүүрстөрөгчийн нэгдэл).
Та ковалент нэгдлийн томъёог гаргаж авах эсвэл нэгдлийнхээ томъёогоор элементийн валентийг тодорхойлохдоо "валент" гэсэн ойлголттой ижил төстэй ажиллаж байсныг харахад хялбар байдаг.
Хоёртын нэгдлүүдийн нэрс нь тэдгээрийг бүрдүүлдэг химийн элементүүдийн нэрс гэсэн хоёр үгнээс бүрддэг. Эхний үг нь нэгдлийн электрон сөрөг хэсгийг илэрхийлдэг - металл бус, түүний Латин нэр нь -id дагавартай үргэлж нэрлэсэн тохиолдолд байдаг. Хоёрдахь үг нь цахилгаан эерэг хэсгийг илэрхийлдэг - металл эсвэл бага цахилгаан сөрөг элемент, түүний нэр үргэлж байдаг. генийн тохиолдол:
Жишээ нь: NaCl - натрийн хлорид, MgS - магнийн сульфид, KH - калийн гидрид, CaO - кальцийн исэл. Хэрэв электропозитив элемент нь исэлдэлтийн янз бүрийн зэрэгтэй байвал энэ нь нэрэнд тусгагдсан бөгөөд нэрний төгсгөлд байрлуулсан ром тоогоор исэлдэлтийн зэргийг зааж өгнө, жишээлбэл: - төмрийн исэл (II) (унш" төмрийн исэл хоёр"), - төмрийн исэл (III) ("төмрийн исэл гурав" -ыг уншина уу).
Хэрэв нэгдэл нь хоёр металл бус элементээс бүрдсэн бол тэдгээрийн илүү цахилгаан сөрөг утгатай нэр дээр -id дагавар залгаж, хоёр дахь бүрэлдэхүүнийг түүний дараа генитив тохиолдолд байрлуулна. Жишээ нь: - хүчилтөрөгчийн фтор (II), - хүхрийн исэл (IV) ба - хүхрийн исэл (VI).
Зарим тохиолдолд элементийн атомын тоог тоонуудын нэрээр тэмдэглэдэг Грек- моно, ди, гурав, тетра, пента, гекса гэх мэт. Жишээ нь: - нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, эсвэл нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II), - нүүрстөрөгчийн давхар исэл, эсвэл нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (IV), - хар тугалга тетрахлорид, эсвэл хар тугалга хлорид (IV ) .
Янз бүрийн орны химичүүд бие биенээ ойлгохын тулд бодисын нэгдсэн нэр томъёо, нэр томъёог бий болгох шаардлагатай байв. Химийн нэршлийн зарчмуудыг анх 1785 онд Францын химич А.Лавуазье, А.Фуркруа, Л.Житон де Мерва, К.Бертолле нар боловсруулжээ.Одоогоор Олон улсын цэвэр болон хэрэглээний химийн холбоо (IUPAC) нь тус улсын эрдэмтдийн үйл ажиллагааг зохицуулж байна. өөр өөр улс орнууд болон химийн салбарт хэрэглэгддэг бодисын нэршил, нэр томъёоны талаар зөвлөмж гаргадаг.
Түлхүүр үг, хэллэг
- Хоёртын буюу хоёр элементийн нэгдлүүд.
- Исэлдэлтийн зэрэг.
- Химийн нэршил.
- Элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийг томъёогоор тодорхойлох.
- Элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийн дагуу хоёртын нэгдлүүдийн томъёог гаргах.
Компьютертэй ажиллах
- Цахим өргөдөлд хандана уу. Хичээлийн материалыг судалж, санал болгож буй даалгавруудыг гүйцэтгээрэй.
- Догол мөрийн түлхүүр үг, хэллэгийн агуулгыг илчлэх нэмэлт эх сурвалж болох имэйл хаягийг интернетээс хайж олоорой. Багшдаа шинэ хичээл бэлтгэхэд туслахыг санал болго - дараагийн догол мөрийн түлхүүр үг, хэллэгийн талаар тайлан гарга.
Асуулт, даалгавар
- Азотын ислийн (II), (V), (I), (III), (IV) томъёог бич.
- Томьёо нь: а) С1 2 0 7 , С1 2 O, С1O 2 ; b) FeCl 2, FeCl 3; в) MnS, MnO 2, MnF 4, MnO, MnCl 4; r) Cu 2 O, Mg 2 Si, SiCl 4, Na 3 N, FeS.
- Лавлах ном, толь бичгүүдээс бүх төрлийн бодисын нэрсийн томъёог олоорой: a) CO 2 ба CO; b) SO 2 ба SO 3. Тэдний этимологийг тайлбарла. зүйлд заасан журмын дагуу олон улсын нэршлийн дагуу эдгээр бодисын хоёр нэрийг өгнө.
- H 3 N аммиакийг өөр ямар нэрээр нэрлэж болох вэ?
- Тэдний n дээр байгаа эзлэхүүнийг ол. y. 17 г устөрөгчийн сульфид.
- Энэ эзлэхүүнд хэдэн молекул агуулагдах вэ?
- n үед 33.6 м3 метан CH 2-ийн массыг тооцоол. y. мөн энэ эзлэхүүнд агуулагдах молекулуудын тоог тодорхойлно.
- Нүүрстөрөгчийн исэлдэлтийн төлөвийг тодорхойлж, нүүрстөрөгч дотор байгааг мэдэж дараах бодисын бүтцийн томъёог бич. органик нэгдлүүдүргэлж дөрвөн валент: метан CH 4, нүүрстөрөгчийн тетрахлорид CC1 4, этан C 2 H 4, ацетилен C 2 H 2.
Химийн элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийг олох чадвар нь шаардлагатай нөхцөлисэлдэлтийн урвалыг дүрсэлсэн химийн тэгшитгэлийг амжилттай шийдвэрлэхэд зориулагдсан. Үүнгүйгээр та янз бүрийн химийн элементүүдийн хоорондын урвалын үр дүнд үүссэн бодисын яг томъёог гаргаж чадахгүй. Үүний үр дүнд ийм тэгшитгэл дээр суурилсан химийн асуудлыг шийдэх нь боломжгүй эсвэл алдаатай байх болно.
Химийн элементийн исэлдэлтийн төлөвийн тухай ойлголтИсэлдэлтийн төлөв- энэ бол нөхцөлт утга бөгөөд түүний тусламжтайгаар исэлдэлтийн урвалыг дүрслэх нь заншилтай байдаг. Тоон утгаараа атомын эерэг цэнэг олж авах электронуудын тоо эсвэл сөрөг цэнэг авсан атомын өөртөө наалдсан электронуудын тоотой тэнцүү байна.
Редокс урвалд исэлдэлтийн төлөвийн тухай ойлголтыг хэд хэдэн бодисын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүссэн элементүүдийн нэгдлүүдийн химийн томъёог тодорхойлоход ашигладаг.
Өнгөц харахад исэлдэлтийн төлөв нь химийн элементийн валентийн тухай ойлголттой тэнцүү юм шиг санагдаж болох ч энэ нь тийм биш юм. үзэл баримтлал валентковалент нэгдлүүдийн электрон харилцан үйлчлэлийн хэмжээг тодорхойлоход ашигладаг, өөрөөр хэлбэл хуваалцсан электрон хос үүсэх замаар үүссэн нэгдлүүд. Исэлдэлтийн төлөвийг электронуудын хандив эсвэл олзоор дагалддаг урвалыг тодорхойлоход ашигладаг.
Төвийг сахисан шинж чанар болох валентаас ялгаатай нь исэлдэлтийн төлөв нь эерэг, сөрөг эсвэл тэг утгатай байж болно. Эерэг утга нь хандивласан электронуудын тоотой, сөрөг утга нь хавсаргасан электронуудын тоотой тохирч байна. Тэг утга нь элемент нь энгийн бодис хэлбэртэй, эсвэл исэлдэсний дараа 0 хүртэл буурсан, эсвэл өмнөх бууралтын дараа тэг болж исэлдсэн гэсэн үг юм.
Тодорхой химийн элементийн исэлдэлтийн төлөвийг хэрхэн тодорхойлох
Тодорхой химийн элементийн исэлдэлтийн төлөвийг тодорхойлохдоо дараахь дүрмийг баримтална.
- Энгийн бодисын исэлдэлтийн төлөв үргэлж тэг байна.
- Үелэх системийн эхний бүлэгт багтдаг шүлтлэг металлын исэлдэлтийн төлөв +1 байна.
- Үелэх системийн хоёрдугаар бүлгийг эзэлдэг шүлтлэг шороон металлын исэлдэлтийн төлөв +2 байна.
- Төрөл бүрийн металл бус нэгдлүүд дэх устөрөгч нь исэлдэлтийн төлөвийг үргэлж +1, металлтай нэгдлүүдэд +1 харуулдаг.
- Сургуулийн органик бус химийн хичээлд авч үзсэн бүх нэгдлүүдийн молекулын хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийн төлөв -2 байна. Фтор -1.
- Химийн урвалын бүтээгдэхүүн дэх исэлдэлтийн түвшинг тодорхойлохдоо тэдгээр нь цахилгаан саармаг байдлын дүрмийг баримталдаг бөгөөд үүний дагуу бодисыг бүрдүүлдэг янз бүрийн элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийн нийлбэр нь тэгтэй тэнцүү байх ёстой.
- Бүх нэгдлүүд дэх хөнгөн цагаан нь исэлдэлтийн төлөвийг +3 харуулдаг.
Өндөр, доод, завсрын исэлдэлтийн төлөвүүд байдаг. Хамгийн их исэлдэлтийн төлөв нь валенттай адил үечилсэн систем дэх химийн элементийн бүлгийн дугаартай тохирч байгаа боловч эерэг утгатай байна. Хамгийн бага исэлдэлтийн төлөв нь элементийн бүлгийн 8-р тооны зөрүүтэй тэнцүү байна. Исэлдэлтийн завсрын төлөв нь исэлдэлтийн хамгийн бага төлөвөөс хамгийн дээд хүртэлх мужид дурын тоо байх болно.
Химийн элементүүдийн исэлдэлтийн янз бүрийн төлөвийг удирдахад тань туслахын тулд бид дараах туслах хүснэгтийг танд хүргэж байна. Сонирхсон элементээ сонгоод түүний боломжит исэлдэлтийн төлөвийн утгыг авах болно. Ховор тохиолддог утгуудыг хаалтанд тэмдэглэнэ.
