Чӣ тавр рақамҳои оксидшавиро муайян кардан мумкин аст
Фаҳмидани рақамҳои оксидшавӣ (ё ҳолатҳои оксидшавӣ) як мафҳуми муҳим дар химия аст, ки ба мо дар фаҳмидани реаксияҳои кимиёвӣ, бахусус реаксияҳои оксидшавӣ-барқароршавӣ, кӯмак мекунад. Рақами оксидшавӣ шумораи электронҳое мебошад, ки бояд барои тағйир додани он ба ҳолати асосии атом илова ё хориҷ карда шаванд. Дар ин мақола, мо муфассал меомӯзем, ки чӣ гуна рақами оксидшавии элементро дар пайвастагии химиявӣ муайян кардан мумкин аст.
Асосҳои рақами оксидшавӣ
Шумораҳои оксидшавиро метавон ҳамчун як воситаи расмии математикӣ баррасӣ кард, ки тақсимоти электронҳоро дар дохили молекула ё ион тавсиф мекунад. Гарчанде ки шумораҳои оксидшавӣ на ҳамеша заряди воқеии электрикии атомҳоро дар молекула ифода мекунанд, онҳо таҳлили кимиёвиро осон мекунанд.
Баъзе қоидаҳои асосии муайян кардани рақамҳои оксидшавӣ инҳоянд:
1. Дараҷаи оксидшавии унсур дар шакли молекулаи элемент (гомонуклеарӣ) ҳамеша сифр аст. Масалан:
– O₂ (диоксиген) -> дараҷаи оксидшавии он 0 аст
– N₂ (динитроген) -> дараҷаи оксидшавии он 0 аст
2. Дараҷаи оксидшавии иони якатомӣ ба заряди ион баробар аст.
– Na⁺ -> Дараҷаи оксидшавии он +1 аст
– Cl⁻ -> дараҷаи оксидшавии он -1 аст
3. Дараҷаи оксидшавии гидроген ҳангоми пайвастшавӣ бо металли ғайриметаллӣ +1 ва ҳангоми пайвастшавӣ бо металли гидридӣ -1 аст. Масалан:
– H₂O -> Гидроген дорои дараҷаи оксидшавии +1 аст
– NaH -> Гидроген дорои дараҷаи оксидшавии -1 аст
4. Дар аксари пайвастагиҳо дараҷаи оксидшавии оксиген одатан -2 аст, аммо истисноҳо мавҷуданд, ба монанди дар пероксидҳо, ки дар онҳо дараҷаи оксидшавии оксиген -1 аст.
– H₂O -> Оксиген дорои дараҷаи оксидшавии -2 аст
– H₂O₂ (пероксиди гидроген) -> Оксиген дорои дараҷаи оксидшавии -1 аст
5. Дараҷаи оксидшавии галогенҳо (F, Cl, Br, I) дар пайвастагиҳо одатан -1 аст, ба истиснои дар якҷоягӣ бо оксиген ё дигар галогенҳо, ки дар он ҷо он метавонад фарқ кунад.
Қадамҳо барои муайян кардани рақамҳои оксидшавӣ
Барои муайян кардани дараҷаи оксидшавии элемент дар пайвастагӣ, мо метавонем ин қадамҳоро иҷро кунем:
Қадами 1: Сохтори молекулавӣ/формулаи пайвастагиро нависед
Бо навиштани сохтори молекулавӣ ё формулаи пайвастагӣ оғоз кунед. Масалан, барои H₂SO₄ (кислотаи сулфат).
Қадами 2: Шумораи оксидшавии унсурҳоро дар асоси қоидаҳо муайян кунед
– Барои H₂SO₄, мо медонем, ки гидроген қариб ҳамеша дараҷаи оксидшавии +1 ва оксиген қариб ҳамеша -2 дорад.
– Гидроген (H): +1 (2 атоми H, дар маҷмӯъ +2)
– Оксиген (O): -2 (4 атоми O, дар маҷмӯъ -8)
Қадами 3: Муайян кардани шумораи оксидшавии унсури номаълум
Агар пайвастагӣ комилан бетараф бошад ё мо ионҳо ҳосил кунем, мо бояд боварӣ ҳосил кунем, ки арзиши умумии дараҷаи оксидшавӣ барои пайвастагиҳои бетараф сифр аст ё ба заряди ионӣ барои ионҳо баробар аст.
– Кислотаи сулфат (H₂SO₄) пайвастагии бетараф аст. Аз ин рӯ, шумораи умумии дараҷаҳои оксидшавӣ бояд сифр бошад.
– Мо аллакай рақамҳои оксидшавии H (+1) ва O (-2)-ро дорем, аз ин рӯ, барои ёфтани рақами оксидшавии сулфур (S), мо аз муодилаи зерин истифода мебарем:
\[
2(+1) + S + 4(-2) = 0
\]
\[
2 + S – 8 = 0
\]
\[
S – 6 = 0
\]
\[
S = +6
\]
Пас, дараҷаи оксидшавии сулфур дар H₂SO₄ +6 аст.
Қадами 4: Тасдиқ
Боварӣ ҳосил кунед, ки агар мо бо ионҳо кор кунем, ҷамъи умумии дараҷаҳои оксидшавӣ барои молекулаҳои бетараф ба 0 баробар аст ё ба заряди ионӣ мувофиқат мекунад.
Намунаи дигари муайян кардани рақамҳои оксидшавӣ
Мисоли 1: Перманганати калий (KMnO₄)
Барои ин омехта, мо қоидаҳои дар боло зикршударо риоя мекунем:
– Калий (K): Одатан +1
– Оксиген (O): -2
Мо медонем, ки ин молекула бетараф аст, ки дар натиҷа муодилаи зерин ба даст меояд:
\[
1(+1) + Mn + 4(-2) = 0
\]
\[
1 + Mn – 8 = 0
\]
\[
Мн – 7 = 0
\]
\[
Мн = +7
\]
Пас, дараҷаи оксидшавии Mn дар KMnO₄ +7 аст.
Мисоли 2: Нитрати аммоний (NH₄NO₃)
Барои ин пайвастагӣ мо ду қисм дорем: NH₄⁺ ва NO₃⁻.
– NH₄⁺:
– Гидроген (H): +1
– Пас, барои нитроген (N) дар NH₄⁺:
\[
N + 4(+1) = +1
\]
\[
N + 4 = +1
\]
\[
N = -3
\]
– НЕ₃⁻:
– Оксиген (O): -2
– Нитроген (N) дар NO₃⁻:
\[
N + 3(-2) = -1
\]
\[
N – 6 = -1
\]
\[
N = +5
\]
Баъзе истисноҳо ва масъалаҳои махсус
Баъзе истисноҳо аз қоидаҳои умумӣ мавҷуданд, ки бояд дар хотир дошта бошанд:
1. Оксиген дар пероксид:
– Дар H₂O₂ ё Na₂O₂, оксиген дараҷаи оксидшавии -1 дорад, на -2.
2. Унсурҳое, ки дорои рақамҳои оксидшавии сершумор мебошанд:
– Унсурҳо ба монанди фосфор (P), сулфур (S) ва металлҳои гузариш аксар вақт дар пайвастагиҳои гуногун рақамҳои оксидшавии гуногун доранд. Масалан, оҳан (Fe) метавонад рақами оксидшавии +2 ё +3 дошта бошад.
3. Металлҳои заминии ишқорӣ ҳамеша +2 ва металлҳои ишқорӣ ҳамеша +1 мебошанд.
Хулоса
Муайян кардани рақамҳои оксидшавӣ як маҳорати асосӣ ва муҳим дар химия, бахусус барои фаҳмидани реаксияҳои оксидшавӣ ва дигар намудҳои реаксияҳои кимиёвӣ мебошад. Бо риояи қоидаҳо ва қадамҳои дар боло зикршуда, шумо метавонед рақамҳои оксидшавиро дар як қатор пайвастагиҳои кимиёвӣ дуруст муайян кунед. Барои мустаҳкам кардани фаҳмиши худ, муайян кардани рақамҳои оксидшавиро бо мисолҳои гуногуни пайвастагиҳо машқ кунед.
