Oksidlanish darajasi

Kimyogarlar atom nechta elektronga ega ekanini hisoblash uchun oksidlanish darajasidan foydalanishadi. Oksidlanish darajasi doim ham molekulalardagi real zaryadlarga mos kelmaydi va biz kovalent (shuningdek, ion) bogʻlanishda ishtirok etadigan atomlar uchun oksidlanish darajasini hisoblashimiz mumkin.

Oksidlanish darajasini bir qancha misollarda koʻrib chiqamiz!

Oksidlanish darajasi ionlarning zaryadiga teskari ravishda ifodalanib, oldin ($+$plus yoki $-$minus) belgisi, soʻng sonlar yoziladi. Kimyogarlar oksidlanish darajasini aniqlash uchun quyidagi tavsiyalardan foydalanishadi:

$1-$1, minusbosqich. Atomlar oddiy modda holatida $0$0 oksidlanish darajasiga ega.

$2-$2, minusbosqich. Monoatom (yaʼni bir atomli) ionlarda atomning oksidlanish darajasi ularning zaryadiga teng.

$3-$3, minusbosqich. Birikmalarda: ftor $-1$minus, 1 oksidlanish darajasini namoyon qiladi; kislorod odatda $-2$minus, 2 oksidlanish darajasini namoyon qiladi ($-1$minus, 1 ga teng boʻlgan peroksidlar va u musbat oksidlanish darajasini namoyon qiladigan, ftor bilan hosil qilgan birikmalari bundan mustasno); vodorodga esa odatda $+1$plus, 1 oksidlanish darajasiga ega (gidrid ioni $(\text{H}^−)$left parenthesis, start text, H, end text, start superscript, −, end superscript, right parenthesis bundan mustasno) va bu holatlarda $2-$2, minusqoida ustun boʻladi.

$1-$1, minusbosqich. Birikmadagi qolgan barcha atomlar ham oksidlanish darajasiga ega, shunday ekan, barcha atomlarning oksidlanish darajalarining yigʻindisi zarrachaning umumiy zaryadini beradi.

Tavsiyalardan foydalanib $1$1-qoidadan boshlaymiz va shu ketma-ketlikda bajarib boramiz. Bu tartibga rioya etib, biz dastlab oddiyroq atomlar uchun oksidlanish darajasini aniqlaymiz va murakkab misollarni bir chetga surib turamiz.

$\text H_2$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript: bu yerda $1$1-qoidadan foydalanish mumkin. $\text H_2$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript bu yerda oddiy modda holatida, demak, u $0$0 oksidlanish darajasiga ega.

$\text H_2 \text O$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text: bu holatda $1$1- va $2$2-qoidalarni qoʻllab boʻlmaydi, shuning uchun ularni oʻtkazib yuborishimiz mumkin. $3$3-qoidaga koʻra vodorod gidridlar holatidan tashqari odatda $+1$plus, 1 oksidlanish darajasiga ega boʻladi. Bu yerda bizda gidrid yoʻq, lekin agar bizda vodorodimiz $+1$plus, 1 yoki $-1$minus, 1 oksidlanish darajasiga egaligi toʻgʻrisida shubha boʻlsa, tekshirish uchun $4$4-qoidadan foydalanishimiz mumkin.

$4$4-qoidaga koʻra birikmaning oksidlanish darajasini topish uchun undagi har bir atomning oksidlanish darajalarini qoʻshish kerak, $3$3-qoidaga koʻra kislorod odatda $-2$minus, 2 oksidlanish darajasiga ega boʻladi. Suv neytral birikma hisoblanadi, shuning uchun bizning oksidlanish darajalarimiz yigʻindisi $0$0 boʻlishi kerak. Agar biz vodorod gidrid holida deb tasavvur qilib, unga $-1$minus, 1 oksidlanish darajasini bersak, biz quyidagi oksidlanish darajalari yigʻindisiga ega boʻlamiz:

Bu toʻgʻri emas! Agar buning oʻrniga biz vodorod uchun $+1$plus, 1 oksidlanish darajasidan foydalansak, biz quyidagi yigʻindiga ega boʻlamiz: $(-2 \times 1)+(+1 \times 2) = 0$left parenthesis, minus, 2, times, 1, right parenthesis, plus, left parenthesis, plus, 1, times, 2, right parenthesis, equals, 0, bu neytral molekula uchun kutilgan qiymat. Shunday qilib, $3$3- va $4$4-qoidalardan foydalanib, biz $\text H_2 \text O$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text dagi vodorodning oksidlanish darajasi $+1$plus, 1 ekanini aniqlashimiz mumkin.

Endi biz oksidlanish darajalarini topish uchun yoʻriqnomaga rioya qilishimiz mumkin. Bu ajoyib, ammo oksidlanish darajalari bizga nimani beradi? Axir ular deyarli mavhum-ku!

Kimyogarlar odatda elektronlarni kuzatishdan manfaatdor, chunki biz elektronlar bir atomdan boshqasiga qachon oʻtishini bilishni istaymiz. Yuqorida keltirilgan misolda biz $\text H_2$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript da vodorodning oksidlanish darajasi $\text{H}_2 \text O$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text dagi vodoroddan farq qilishini koʻrdik. Agar biz oksidlanish darajalarini taqqoslasak, suvdagi vodorod oddiy modda holidagi vodoroddan kamroq elektronga egaligini koʻrishimiz mumkin.

Quyida vodorod va kislorod gazidan suv olish reaksiyasi berilgan:

Bu reaksiyada nafaqat kimyoviy bogʻlarning uzilishini va yangi kimyoviy bogʻlar hosil boʻlishini, shuningdek, $\text H_2$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript elektronlarini yoʻqotayotganini koʻrishimiz mumkin. Kimyogarlar elektronlarning yoʻqotish yoki qabul qilish jarayonini taʼriflash uchun alohida terminlardan foydalanishadi:

Oksidlanish bu – atomning bir yoki bir nechta elektronlarni yoʻqotishi. Elementning oksidlanish darajasi ortgani elektronlar yoʻqotilishi sodir boʻlayotgani va bu element oksidlanayotganini anglatadi. Yuqorida keltirilgan reaksiyada $\text H_2$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript oksidlanadi, chunki $\text{H}_2 \text O$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text hosil qilishi uchun elektronlarini berishi kerak. Vodorodning elektron yoʻqotayotgani oksidlanish darajasi $0$0 dan $+1$plus, 1 gacha oʻzgarishidan ayon: atom elektron (manfiy zaryadga ega) yoʻqotgani uchun oksidlanish darajasi ortadi.

Qaytarilish bu – atomning oʻziga bir yoki bir nechta elektronlar olishi. Elementning oksidlanish darajasi kamayishi elektronlarni olganini anglatadi va bu element qaytariladi. Suv hosil qilish reaksiyasida $\text O_2$start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript qaytariladi, chunki kislorod atomining oksidlanish darajasi $0$0 dan $-2$minus, 2 gacha kamayadi, bu esa kislorod atomi $2$2 ta manfiy zaryadli elektron olayotganini bildiradi.

Oksidlanish va qaytarilishni yodda saqlashning baʼzi usullari bor:

$1.~$1, point, spaceOY QOY: "Oksidlanish Yoʻqotish" va "Qaytarilish Olish Yaxshilash"

$2.~$2, point, spaceEKO OQ demoqda: "Elektrondan Kechish Oksidlanish" va "Olish Qaytarilish"

Oksidlovchi va qaytaruvchi atamalari oksidlanish va qaytarilish bilan uzviy bogʻliq.

Qaytaruvchi boshqa atomga elektronlarini beradi (yoʻqotadi) va shuning uchun kimyoviy reaksiyalarda oksidlanadi. Bizning misolda $\text H_2$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript reaksiyada qaytaruvchi, chunki u oksidlanadi va $\text O_2$start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript ni qaytaradi.

Oksidlovchi elektronlar qabul qiladi (oladi) va kimyoviy reaksiyada qaytariladi. $\text O_2$start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript bizning reaksiyada oksidlovchi sifatida ishtirok etadi, chunki u qaytaruvchi $(\text H_2)$left parenthesis, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, right parenthesisni oksidlaydi.

Qoʻshimcha misollarni oksidlanish va qaytarilish toʻgʻrisidagi video va oksidlovchilar va qaytaruvchilar toʻgʻrisidagi videoda koʻrib chiqing.

Elektronlar bir atomdan boshqa atomga koʻchib oʻtuvchi kimyoviy reaksiyalar oksidlanish-qaytarilish yoki redoks reaksiyalar deb ataladi. Oksidlanish darajasining oʻzgarishi elektron koʻchishi sodir boʻlishining alomati hisoblanadi. Barcha oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida ham qaytarilish, ham oksidlanish reaksiyalari sodir boʻladi.

Yonish, oʻrin olish kabi aksariyat reaksiyalar hamda baʼzi sintez va ajratish reaksiyalari oksidlanish-qaytarilish reaksiyalariga kiradi. Oksidlanish darajasi va oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari, shuningdek, biokimyo, elektrokimyo, organik kimyo va noorganik kimyo kabi oliy kimyo kurslarining muhim tushunchalari hisoblanadi. Biz bu maqolada oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarini batafsil koʻrib chiqmaymiz, ammo oksidlanish darajalari bilan ishlash bizga koʻpgina qulayliklar taqdim etishini unutmang!

Oksidlanish darajalaridan kimyogarlar birikmadagi elektronlarni kuzatish uchun foydalanishadi. Biz birikmadagi atomlarning oksidlanish darajasini topish uchun yoʻriqnomadan foydalanishimiz mumkin. Reaksiya vaqtida oksidlanish darajasining oʻzgarishi bizga elektronlar koʻchishi sodir boʻlayotganidan xabar beradi. Elektronlar koʻchishini oʻz ichiga oluvchi reaksiyalar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari deb ataladi va ular oʻz ichiga qaytarilish (elektronlarni olish) va oksidlanish (elektronlarni berish, yoʻqotilish) reaksiyalarini oladi. Qaytariluvchi modda oksidlovchi, oksidlanuvchi modda esa qaytaruvchi deb ataladi.