Back to chapter

4.11:

산화수

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Oxidation Numbers

Languages

Share

금속과 비금속 사이의 산화 환원 반응은 보통 전자가 완전히 이동하여 이온화합물을 형성합니다. 따라서, 이런 반응은 정의하기가 쉽습니다. 그러나, 전자가 부분적으로 전달되는 비금속 간의 산화 환원 반응은 쉽게 식별하기가 어렵습니다.산화 환원 반응은 원자들 사이의 전자 이동을 나타내는 원자의 산화 상태의 변화에 의해 특징지어집니다. 화합물 내 원자의 산화 상태 또는 산화수는 각 이종 핵간 결합에서 공유된 전자가 보다 전기 음성적인 원자로 완전히 전달될 경우 가질 수 있는 전하입니다. 동종 핵간 결합은 균등하게 나누어져 있습니다.예를 들어, 기체 염화 수소에서는 염소가 더 전기적 음성을 띱니다. 수소의 전자가 염소에 완전히 전달되면 염소는 마이너스1의 산화 상태에 해당하는 1마이너스 전하를 얻고 수소는 플러스1의 산화 상태에 해당하는 1 플러스 전하를 얻습니다. 산화 상태는 원소 형태와 대부분의 이온 및 화합물에서 특정 규칙을 사용하여 원자에 할당할 수 있습니다.처음 세 가지 규칙은 항상 지켜집니다. 나머지 규칙은 처음 세 규칙이 충족될 때까지 하나씩 적용됩니다. 이 규칙들을 적용하여 이제 이산화황과 탄산칼슘의 형성 반응이 산화 환원 반응인지 여부를 확인해 봅시다.규칙 1에 따르면 자유 상태의 원소는 산화수가 0이므로 유황과 산소 원소 모두 산화수 0이 할당됩니다. 규칙 3에 따르면 중성화합물의 산화수 합계는 0이므로 이산화황에서 황과 산소의 산화수 합계는 0이어야 합니다. 규칙 6에 따라 각 산소의 산화수는 SO 투에서 마이너스2입니다.산소 원자가 두 개이므로 그 합은 마이너스4입니다. 따라서 유황의 산화수는 플러스4가 됩니다. 유황의 산화수는 0에서 플러스4로 증가하므로 산화되는 반면 산소의 산화수는 0에서 마이너스2로 감소하여 환원됩니다.따라서 이것은 산화 환원 반응입니다. 탄산칼슘 생성 반응의 경우, 산소는 세 가지 화합물에서 산화수가 각각 마이너스2이고, 칼슘은 산화칼슘과 탄산칼슘에서 플러스2입니다. 규칙 3에 따르면 이산화탄소와 탄산칼슘에서 탄소는 플러스4여야 합니다.반응하는 동안 원자의 산화수에는 변화가 없기 때문에, 이것은 산화 환원 반응이 아닙니다.

4.11:

산화수

레독스 반응에서 전자의 전달은 반응하는 종 사이에서 발생합니다. 전자 전달은 산화 번호(또는 산화 상태)에게 불린 가설 수에 의해 기술됩니다. 규칙 집합을 사용하여 할당된 원자 또는 요소의 유효 요금을 나타냅니다.

산화 번호(산화 상태)

이온 화합물의 경우, 산화 번호는 반응종 간에 전달되는 전자의 수에 따라 할당된다. 예를 들어, 염화칼슘(CaCl2)의형성에서 칼슘은 2개의 원자 전자를 잃고, 2개의 염소 원자는 각각 하나의 전자를 얻는다. CaCl2에서칼슘의 산화 상태는 +2이며 각 염소의 산화 상태는 -1입니다.

공유 화합물의 경우 전자가 얻거나 손실되지 않고 원자 간에 공유됩니다. 전자에 대 한 더 큰 매력과 원자 는 공유 쌍을 더 강하게 당깁니다. 공유 화합물을 포함하는 반응은 전자 운동을 추적하기 위하여 산화 번호의 개념을 적용하여 redox로 확인됩니다. 산화 상태는 우리가 쉽게 산화 되 고 레독스 반응에서 감소 되는 종을 식별 하는 데 도움이.

산화 번호 할당 규칙

산화 수치는 양수, 음수 또는 0일 수 있습니다. 다음 규칙에 따라 할당됩니다.

  1. 모든 무료 요소에는 산화 번호 0이 있습니다. 원소는 단독, 다독 또는 다원자일 수 있습니다.
  2. 화합물에서, 그룹 1A 원소(모든 알칼리 금속)는 산화 수 (모든 알칼리 금속)를 +1, 그룹 2A 원소(모든 알칼리대 금속)는 +2의 산화 수를 갖는다.
  3. 할로겐은 일반적으로 -1의 산화 번호를 가지고, 산소와 자신의 화합물을 제외하고, 그들은 긍정적 인 산화 상태를 가지고.
    불소는 가장 전기 음성 요소입니다. 그것은 모든 화합물에서 -1 산화 상태를 가지고 있습니다.
  4. 단일 원자 이온의 경우 산화 번호는 이온의 전하와 동일합니다.
  5. 산소는 항상 산화 번호가 -1인 과산화물을 제외하고 -2의 산화 번호를 가지고 있습니다.
  6. 수소는 비금속 +1의 산화 상태를 가지고 있으며 금속은 -1입니다.
  7. 중성 화합물에 대한 산화 번호의 합은 0이며, 다원자 이온의 경우 이온상전전과 동일하다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 4.2: 화학 반응 분류에서 채택됩니다.