أعداد التأكسد

أعداد التأكسد

تطور مفهوم التكافؤ:-

التكافؤ:-

هو عدد ذرات الهيدروجين المرتبطة بذرة واحدة من العنصر.

HCl

H2O

NH3

الكلور أحادى التكافؤ

الأكسجين ثنائى التكافؤ

النيتروجين ثلاثى التكافؤ

تعريف عدد التأكسد:-

هو عدد يمثل الشحنة الكهربية (الموجبة أو السالبة) التى تبدو على الأيون أو الذرة فى مركب سواء كان أيونياً أو تساهمياً

عدد التأكسد لذرة فى مركب:-

أولاً: فى المركبات الأيونية:-

عدد التأكسد لأى أيون يساوى تكافؤ هذا الأيون مسبوقاً بإشارة موجبة فى حالة الأيون الموجب أو سالبة فى حالة الأيون السالب.

أمثلة:-

المركب

NaCl

MgO

Al2O3

الأيونات

Cl -

Na +

O –2

Mg +2

O – 2

Al +3

عدد التأكسد

-1

+1

-2

+2

-2

+3

ملاحظات:-

·       الأيونات الموجبة تشمل:-

1- أيونات جميع الفلزات. 2- مجموعة الأمونيوم  NH4+     3- أيون الهيدروجينH +

·       الأيونات السالبة تشمل:-

1- أيونات جميع اللافلزات.                    2- باقى المجموعات الذرية.

·       عدد التأكسد الموجب يدل على عدد الإلكترونات التى فقدتها الذرة.

·       عدد التأكسد السالب يدل على عدد الإلكترونات التى اكتسبتها الذرة.

ثانياً: فى المركبات التساهمية:-

حيث لا يوجد أيونات موجبة أو سالبة فإن الشحنة التى تحملها الذرة تبين الإزاحة الإلكترونية فى الرابطة:-

[أ] الذرة الأكثر سالبية كهربية تحمل شحنة سالبة.

[ب] الذرة الأقل سالبية تحمل شحنة موجبة

[1] فى حالة الجزىء المتماثل:-

عدد التأكسد لكل ذرة = صفر 

تكون الإزاحة الإلكترونية فى الروابط بين الذرات متساوية لأن ذرات أى جزئ لعنصر واحد متساوية فى السالبية الكهربية:

              

     O  O

       *        

 

H  H

 

 

عدد تأكسد الهيدروجين فى جزئ الهيدروجين   = صفر

عدد تأكسد الكلور فى جزئ الكلور       = صفر

عدد تأكسد الأكسجين فى جزئ الأكسجين       = صفر

 [2] إذا كانت الذرتان مختلفتان:-

تحسب الإلكترونات المشاركة مع الذرة الأكثر سالبية كهربية بحيث:-

·       الذرة الأكثر سالبية يتكون عليها شحنة جزئية سالبة.

·       الذرة الأقل سالبية يتكون عليها شحنة جزئية موجبة.

جزئ ثانى أكسيد الكربون CO2

جزئ الماء H2O

عدد تأكسد (O) = -2 / عدد تأكسد (C) = +4

عدد تأكسد (O) = -2 / عدد تأكسد (H) = +1

جزئ النشادر NH3

جزئ فوق أكسيد الهيدروجين H2O2

عدد تأكسد (N) = -3 / عدد تأكسد (H) = +1

عدد تأكسد (O) = -1 / عدد تأكسد (H) = +1

ملاحظات:-

[1] عدد تأكسد الأكسجين فى معظم مركباته:  (-2) ماعدا الحالات الآتية:-

(أ) فى حالة فوق الأكسيد يكون عدد تأكسده = (-1)

مثال:- فوق أكسيد الهيدروجين (H2O2)              فوق أكسيد الصوديوم (Na2O2)

 

(ب) فى حالة السوبر أكسيد = (-      )

مثال: سوبر أكسيد البوتاسيوم (KO2)

(ج) فى حالة فلوريد الأكسجين (OF2) يكون عدد تأكسده = (+2)

لأن السالبية الكهربية للفلور أكبر من السالبية الكهربية للأكسجين.

[2] عدد تأكسد الهيدروجين فى معظم مركباته:  (+1)

ماعدا هيدريدات الفلزات يكون عدد تأكسد الهيدروجين = (-1)

وذلك لأن السالبية الكهربية للهيدروجين فى هذه الحالة تكون أكبر من السالبية الكهربية للفلز.

مثل:- هيدريد الصوديوم (NaH)                      هيدريد الكالسيوم (CaH2)

الهيدريدات مركبات أيونية لأنها تحتوى على أيون الهيدروجين السالب

عند صهرها وتحليلها كهربياً يتصاعد  الهيدروجين عند المصعد.

                                      

[3] عدد التأكسد لأى عنصر فى الحالة الذرية (المنفردة) مهما كان عدد ذراته = صفر

(S8, P4, O3, Cl2, H2, Fe)

[4] عداد تأكسد جزئ المركب المتعادل = صفر

[5] عدد تأكسد عناصر المجموعة الأولى (A) فى مركباتها دائماً (+1) وعناصر المجموعة الثانية (A) (+2) وعناصر المجموعة الثالثة (A) (+3)

[6] عدد التأكسد لأيون أى عنصر = عدد الشحنات التى عليه بإشارة موجبة أو سالبة

[7] عدد التأكسد للمجموعات الذرية = الشحنة التى تحملها المجموعة بإشارة موجبة أو سالبة:-

المجموعة

الأمونيوم

الكبريتات

الكربونات

النيترات

صيغتها

NH4+

SO4- 2

CO3- 2

NO3-

عدد تأكسدها

+1

-2

-2

-1

طريقة حساب أعداد التأكسد

مثال (1):-  احسب عدد تأكسد الكروم فى ثانى كرومات البوتاسيوم (K2Cr2O7)

الحل:-

 المركب متعادل                 عدد تأكسده = صفر

K2Cr2O7 = صفر

{(7 × -2) + 2س + (2 × +1)} = صفر

-14 +2س +2 = صفر         -12 +2س = صفر                    س = +6

عدد تأكسد الكروم فى ثانى كرومات البوتاسيوم = +6

مثال (2):- احسب عدد تأكسد الكبريت فى SO3-2

الحل:-

* المركب متأين                  عدد تأكسده = - 2

{(3 × -2) + س} = -2              -6 + س = -2

س = 6 – 2 = +4                          

عدد تأكسد الكبريت فى مجموعة الكبريتيت = +4

مميزات استخدام عدد التأكسد:-

معرفة التغير الذى يحدث للعنصر من حيث التأكسد والاختزال أثناء التفاعلات الكيميائية.

التأكسد:-

هو عملية فقد إلكترونات ينتج عنها زيادة فى الشحنة الموجبة

الاختزال:-

هو عملية اكتساب إلكترونات ينتج عنها نقص فى الشحنة الموجبة

مثال:- بين نوع التغير الحادث من أكسدة واختزال لكل من الكروم والحديد فى التفاعل التالى:-

K2Cr2O7 + 6FeCl2 + 14 HCl              2KCl + 2CrCl3 + 6FeCl3 + 7H2O

الحل:-

(1) بالنسبة للكروم:-

حساب عدد تأكسد الكروم فى: K2Cr2O7

{(7 × -2) + 2س + (2 × +1)} = صفر           -14 +2س +2 = صفر 

-12 +2س = صفر                                        س = +6

عدد تأكسد الكروم فى ثانى كرومات البوتاسيوم = +6

حساب عدد تأكسد الكروم فى CrCl3

{(3 × -1) + س} = صفر                                 س = +3

K2Cr2O7                      CrCl3

Cr + 6                                      Cr +3

عدد تأكسد الكروم نقص من (+6) إلى (+3) أى حدث له عملية اختزال

(2) بالنسبة للحديد:-

FeCl2                                     FeCl3

Fe+2                              Fe+3

عدد تأكسد الحديد زاد من (+2) إلى (+3) أى حدث له عملية أكسدة.