Tärkein ero - hapetusluku vs. hapetustila

Hapetuslukua ja hapetustilaa pidetään usein samoina. Tämä johtuu siitä, että hapetustila voi olla yhtä suuri kuin tietyn atomin hapetusluku sen yhdistetyypin mukaan, jossa se sijaitsee. Kuitenkin hapetusluvun ja hapetustilan välillä on pieni ero. Suurin ero hapetusluvun ja hapetustilan välillä on se hapetusluku on koordinaatiokompleksin keskusatomin varaus, jos kaikki sen ympärillä olevat sidokset ovat ionisidoksia kun taas hapetustila on elektronien lukumäärä, jonka tietty atomi voi menettää, saada tai jakaa toisen atomin kanssa.

Keskeiset alueet

1. Mikä on hapetusnumero - Määritelmä, säännöt, esimerkit 2. Mikä on hapetustila - Määritelmä, säännöt, esimerkit 3. Mikä on ero hapetusluvun ja hapetustilan välillä - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: arabialaiset numerot, kaksisuuntainen, koordinaatiovelkakirjat, koordinointikompleksi, koordinointinumero, ioniset joukkovelkakirjat, ligandit, monodentaatti, hapetusnumero, hapetustila, roomalaiset numerot

Mikä on hapetusnumero

Hapetusluku voidaan määritellä koordinaatiokompleksin keskusatomin varaukseksi, jos kaikki sen ympärillä olevat sidokset ovat ionisidoksia. Koordinointikompleksi on kemiallinen rakenne, joka koostuu keskeisestä metalliatomista, joka on sitoutunut useisiin ligandeihin. Näitä kutsutaan myös metallikomplekseiksi keskusmetalliatomin läsnäolon vuoksi. Tätä keskeistä metalliatomia kutsutaan koordinaatiokeskukseksi. Ligandit ovat kemiallisia ryhmiä, jotka ovat kiinnittyneet metalliatomiin koordinaatiosidosten (koordinointikovalenttisten sidosten) kautta. Koordinointiyhdiste sisältää useita koordinointikomplekseja.

Useimmiten keskimmäinen metalliatomi on siirtymämetalli (d-lohkoelementti). Koordinointiside muodostuu, kun elektronirikas laji lahjoittaa elektroniparinsa (yksi tai kaksi paria) keskusatomille. Näitä luovuttajia kutsutaan ligandeiksi. Ligandi voi olla joko neutraali molekyyli tai negatiivisesti varautunut ioni. Tämä koordinointiside on kovalenttinen sidos, koska se muodostuu kahden atomin välisen elektronin jakamisen vuoksi. Keskusatomiin sitoutuneiden luovuttaja -atomien määrää kutsutaan koordinointinumero.

Ligandeja voi olla joko monodentaatti- tai kaksipuoleisia. Monodentaattinen ligandi sitoutuu keskusatomiin yhden koordinointisidoksen kautta, kun taas kaksitahoinen ligandi sitoutuu kahden koordinointisidoksen kautta. Koordinointinumero määrää koordinaatiokompleksin geometrian. Koordinointiluku ei kuitenkaan ole keskusatomin hapetusluku. Mutta joskus koordinaatioluku voi olla sama kuin hapetusluku.

Kuva 01: Kobolttikoordinaatiokompleksi

Yllä oleva kuva esittää [Co (NH₃)₆] Cl3 -kompleksi. Koboltin koordinaatioluku on 6, koska kobolttiatomiin on sitoutunut kuusi ammoniakin ligandia. Mutta koboltin hapetusluku on kolme, koska hapetusluku on koordinaatiokompleksin keskusatomin varaus, jos kaikki sen ympärillä olevat ligandit poistetaan. Koska kolme Cl -atomia aiheuttavat -3 -varausta ja ammoniakkimolekyylit ovat neutraalisti varautuneita, kobolttiatomin tulisi olla +3 -varautunut Cl -atomeista tulevan varauksen neutraloimiseksi. Siksi koboltin hapetusluku kirjoitetaan Co (III).

Mikä on hapetustila

Hapetustila voidaan määritellä elektronien lukumääräksi, jonka tietty atomi voi menettää, saada tai jakaa toisen atomin kanssa. Tämä termi ei rajoitu vain koordinointikomplekseihin. Hapetustila itse asiassa antaa yhdisteen atomin hapettumisasteen. Hapettumistila annetaan aina kokonaislukuna, ja se esitetään hindu-arabialaisissa numeroissa, mukaan lukien atomin varaus.

Säännöt hapetustilan määrittämiseksi

Atomin hapetustila annetaan seitsemän säännön mukaisesti.

Sääntö 1

Yhdellä alkuaineella ja yhdestä elementistä koostuvilla yhdisteillä on nolla hapetustila kutakin atomia kohti.

Esimerkiksi typen (N) hapetustila yhdisteessä N₂ on nolla.

Sääntö 2

Yhdisteen kokonaisvaraus on kunkin elementin varausten summa.

Esimerkiksi neutraalissa lajissa, kuten NaCl, kokonaisvaraus on nolla. Siksi kunkin alkuaineen hapetustila on ilmoitettava muodossa Na (+1) ja Cl (-1).

Ionilajeissa, kuten NH₄⁺, N- ja H -atomien hapetustilojen summan tulisi olla yhtä suuri kuin kokonaisvaraus.

(N + 4H) = (-3) + (1 x 4) = +1

Sääntö 3

Ryhmän 1 metallien (1A) hapetustila on aina +1 ja ryhmän 2 metallien (2A) aina +2.

Esimerkiksi litiumin (Li) hapetustila olisi aina +1 ja magnesiumin (Mg) hapetustila aina +2.

Sääntö 4

Fluorin (F) hapetustila on aina -1.

Muista F -fluorin hapetustila₂ on ensimmäisen säännön mukaan nolla.

Sääntö 5

Elektronisesti negatiivisin atomi verrattuna muihin siihen sitoutuneisiin atomeihin saa negatiivisen varauksen.

Esimerkiksi fluori on elektronegatiivisempi kuin vety. Siksi HF: ssä vedyn hapetustila on -1. Mutta tyypillisesti vedyn hapetustila on +1.

Sääntö 6

Vedyn (H) happitila on normaalisti +1.

Vetyatomi menettää helposti elektronin muodostaen sen kationin. Mutta kun vety on yhdessä ryhmän 1A tai 2A metallin kanssa, vedyn hapetustila on -1. Esimerkiksi NaH.

Sääntö 7

Hapen hapetustila on normaalisti -2.

Happi on elektronegatiivisempi ja houkuttelee elektroneja. Siksi se muodostaa helposti -2 -hapetustilan. Mutta peroksideissa hapetusluku on -1, koska kaksi happiatomia on sitoutunut sinne.

Hapetustila on erittäin hyödyllinen tuotteiden määrittämiseksi redoksireaktioissa. Redox -reaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joihin kuuluu elektronien vaihto atomien välillä. Redoksireaktioissa kaksi puolireaktiota tapahtuu rinnakkain. Toinen on hapetusreaktio ja toinen pelkistysreaktio. Hapetusreaktio sisältää atomin hapetustilan lisääntymisen, kun taas pelkistysreaktio sisältää atomin hapettumisen vähenemisen.

Kuva 02: Redoksireaktio Mg: n ja H2: n välillä

Yllä olevassa reaktiossa Mg on yksittäinen alkuaine, jonka hapetustila on nolla (0). Mutta reaktion jälkeen H: n kanssa_2, se on muodostanut MgCl₂ja Mg: n hapetustila on +2. Mg: n hapetustila kasvaa tässä. Siksi se on hapetuspuolireaktio tässä redoksireaktiossa. H: n hapetustila HCl: ssä on +1. Mutta tuote H.₂ on nolla (0) hapetustilassa. Hapettumistila on heikentynyt. Siksi se on pelkistyspuolireaktio tässä redoksireaktiossa.

Ero hapetusluvun ja hapetustilan välillä

Määritelmä

Hapetusnumero: Hapetusluku voidaan määritellä koordinaatiokompleksin keskusatomin varaukseksi, jos kaikki sen ympärillä olevat sidokset ovat ionisidoksia.

Hapettumistila: Hapetustila voidaan määritellä elektronien lukumäärä, jonka tietty atomi voi menettää, saada tai jakaa toisen atomin kanssa.

Sovellus

Hapetusnumero: Hapetuslukua käytetään koordinointikomplekseille.

Hapettumistila: Hapetustila voidaan soveltaa mille tahansa alkuaineelle tai yhdisteelle.

Numeron esitys

Hapetusnumero: Roomalaisia ​​numeroita käytetään edustamaan hapetuslukua.

Hapettumistila: Hindu-arabialaisia ​​numeroita käytetään edustamaan hapetustilaa.

Maksun edustus

Hapetusnumero: Hapetusluku ei kerro yksityiskohtia keskusatomin varauksesta.

Hapettumistila: Hapetustila ilmoitetaan varauksella, jossa on negatiivinen (-) tai positiivinen (+) -symboli.

Johtopäätös

Normaalille alkuaineelle tai yhdisteelle (koordinaatiokompleksien sijasta) hapetustila ja hapetusluku ovat samat. Mutta kun otetaan huomioon kaikki yhdisteet, mukaan lukien koordinaatioyhdisteet, on pieni ero. Suurin ero hapetusluvun ja hapetustilan välillä on se, että hapetusluku on koordinaatiokompleksin keskusatomin varaus, jos kaikki sen ympärillä olevat sidokset ovat ionisidoksia, kun taas hapetustila on elektronien lukumäärä, jonka tietty atomi voi menettää, saada tai jakaa toisen atomin kanssa.

Viitteet:

1. ”Hapettumistilat (hapetusluvut)”. Hapetustilat (hapetusluvut) N.p., n.d. Web. Saatavana täältä. 5. heinäkuuta 2017. 2. ”Säännöt hapettumislukujen määrittämisestä alkuaineille.” Nuket. N.p., n.d. Web. Saatavana täältä. 5. heinäkuuta 2017. 3. ”Koordinointiyhdisteet.” Koordinointiyhdistelmien ohjesivu. N.p., n.d. Web. Saatavana täältä. 05 heinäkuuta 2017.