Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

2.17: 氧化还原反应
目录

JoVE Core
Biology
Education
氧化还原反应
 

文字本

2.17: 氧化还原反应

氧化还原反应通过电子从一个原子(还原剂)转移到另一个接受电子(氧化剂)的原子,从而改变原子的氧化状态。在这里,提供电子的原子被氧化了——它失去了电子——而接受电子的原子被还原了——它带的正电荷更少,因为它得到了电子。氧化还原反应中能量的运动依赖于原子吸引成键电子(它们的电负性)的势能。如果氧化剂的电负性大于还原剂,则释放能量。但是,如果氧化剂的电负性低于还原剂,则需要输入能量。

还原剂氧化

氧化是电子的损失还是增加?术语可能会让人混淆。OIL RIG的缩写词通常被用来记忆。代表氧化就是损失,还原就是收益。所以,如果一个原子被氧化,它就会失去电子。作为还原剂,被氧化的原子将电子转移到另一个原子上,使其还原。考虑到OIL RIG,大多数关于氧化还原反应的问题都可以得到解答。

电负性与能量

氧化还原反应产生或需要能量。如果一个原子把一个电子输给一个电负性更强的原子,那么它就是一个能量有利的反应,能量被释放。这实际上是非常合乎逻辑的,类似于一个强壮的人赢得了与一个虚弱的人的拔河比赛,因为一个电负性更强的原子有更大的能力将电子拉向自己。这种反应的一个生物学例子是细胞呼吸,在这种呼吸中能量被释放并被用来产生ATP,ATP是一种细胞很容易利用的能量形式。

其他氧化还原反应需要能量,而不是释放能量。如果一个电子从一个电负性较强的原子移动到一个电负性较弱的原子,就必须使用能量。这就像一个弱者赢得了与一个强者的拔河比赛,它需要来自外部的能量。一个生物学的例子是光合作用,在光的形式的能量的帮助下,电子从水转移到二氧化碳。

电子不完全转移

氧化还原反应不仅在电子转移时发生,而且在共价键中电子的共享发生变化时也会发生!例如,当甲烷和氧气发生反应时,它们产生二氧化碳和水。在这种情况下,甲烷中的碳被氧化。这是因为甲烷中的电子在碳和氢之间平均分配,而二氧化碳中的碳是部分正的,因为氧比碳更吸引电子。

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter