Pealkiri: Rohkem Oksüdatsiooniastmetest
Nuputame välja natuke suuremate aatomite ja molekulide oksüdatsiooniastmed.
Oletame, et meil on magneesiumoksiid.
MgO.
Kirjutan hapniku teise värviga.
Nii, mis võivad olla siis nende oksüdatsiooniastmed?
Te võite seda juba teada, aga vaatame perioodilusustabelisse, kuna see ei võta kunagi tükki küljest
et olla kindel.
Niisiis meil on magneesium.
Magneesiumil on kaks valentselektroni.
See on teise rühma element.
Järelikult see soovis kaotada kaks elektroni.
Hapnik, nagu me juba teame, on üks kõige elektronegatiivsemaid aatome.
See on nii elektronegatiivne,et oksüdeerumine on selle järgi nimetatud.
Ja me teame, et hapnik tahab saada juurde kahte elektroni.
See on justkui abielu, mis on sõlmitud taevas.
See element siin tahab kaotada kahte elektroni ja see siin tahab saada kaks juurde.
Nii, mis siis juhtub?
Magneesium kaotab kaks elektroni.
Ta oli ennem neutraalne.
Nüüd on selle laenguks +2.
Ja hapniku laeng on seega -2, kuna see sai 2 elektroni juurde.
Nii siis selles magneesiumoksiidi molekulis, magneesiumi oksüdatsiooniaste on +2.
Ja hapniku oksüdatsiooniaste on -2.
Nüüd võtame natuke raskema.
Ütleme, et meil on Magneesiumhüdroksiid.
Hüdroksiid on OH2.
OH2 on seal, kokku on neid rühmasi kaks.
Minu kiusatus oleks vaadata ikkagi tabelit.
Magneesiumile meeldib kaotada elektrone, eriti just kaks elektroni,mis muudaksid laengu positiivseks--
hüpoteetiliselt on oksüdatsiooniaste positiivne.
Minu kiusatus oleks öelda, et magneesium siin on +2.
Niisiis kirjutan selle siia.
Jätke meelde, et kõik töötaks, juhul kui see on neutraalne ühend siis kõik oksüdatsiooniastmed kokku peavad andma ühe.
Nii, et vaatame kas see töötab.
Nüüd hapnik.
Minu impulss ütleb, et selle oksüdatsiooniaste on -2
Nii, et kirjutan selle ära
Ja vesiniks, kui see on ühinenud hapnikuga-- jätke meelde.
Praegusel juhul vesinik on enne ühinenud hapnikuga ja alles seejärel magneesiumiga.
Seega vesinik on ühinenud hapnikuga.
Vesiniks, kui see oleks ühinenud magneesiumiga, sooviksite te võibolla öelda, et hey võibolla see võtab elektrone ja saavutab negatiivse oks. astme.
Aga kui vesinik on ühinenud hapnikuga, siis see loovutab elektrone.
Vesinikul on ainult üks elektron, mida loovutada.
Seega on oksüdatsiooniaste +1.
Nii vaatame.
Algul võite mõelda, et ma liidan oksüdatsiooniastmed kokku.
+2 - 2 = 0 ja 0+1 = 0
Ma saan +1 oksüdatsiooniastmeks siin.
See ei ole ju loogiline, Sal.
See siin on neutraalne ühend.
Siin tuleb meelde jätta et, ühendiso n ju kaks hüdroksiidiooni.
Nii, et kõigepealt tuleb välja mõelda oksüdatsiooniastmed hüdroksiidioonides
Nii, et -2 + 1
Nii, et kogu hüdroksiidi molekuli summaks on -1.
Aga meil on neid kaks.
Eksju?
Meie ühendis on kaks hüdroksiidi molekuli.
Nii, et mõlemad neist annavad -1 laengu.
Ja kuna neid on 2.
Siis on laenguks -2 ja magneesiumilt tuleb +2.
Ja see kokku on 0.
Sellega on asi ühelpool.
Nüüd ma teen natuke selgitamist.
Liigume tagasi jälle mõndade probleemide juurde.
Aga kõigepealt tahaks selgitada natuke oma terminoloogiat.
Aga kõigepealt tahaks selgitada natuke oma terminoloogiat
Kuna ma olen kasutanud sõnu "oksüdatsiooniaste" ja "oksüdeerunud"
Kuna ma olen kasutanud sõnu "oksüdatsiooniaste" ja "oksüdeerunud" .
Aga, me oleme lahendanud nii palju probleeme vee ioniseerimisega-- tegelikult, ma võtan 2 mooli vett.
Ja tasakaalustame selle H3O+OH-.
Ja loomulikult on kõik see vesilahuses.
Nüüd vaatame vett.
Mis on selle vee oksüdatsiooniastmed?
Me oleme seda juba teinud eelmises videos.
Oksüdatsiooniaste hapnikule on -2, kuna see võtab kaks elektroni kahelt vesinikult.
Iga vesinik annab ära ühe elektroni.
Seega nende oksüdatsiooniaste on +1.
Ja me näeme seda molekuli.
Kõik sobib.
Kuna sul on kaks vesinikku, mille oks. asta on +1.
Seega kokku +2.
+2 -2 = 0
Seega on see neutraalne ühend
Nüüd siin, mis on üksüdatsiooniastmed?
Üks vesinik jättis ühe veemolekuli maha ja ühines teise veemolekuliga, ilma et oleks kaasa võtnud oma elektroni.
Seega ta jättis elektroni siia.
Seega sellel hapnikul on ikka -2 oksüdatsiooniaste.
Ja see vesinik on ikka +1.
Ja seega -2 +1 = -1
Ja seekord see toimib, kuna see ongi tegelik hüdroksiidiooni laeng.
Nüüd, mis oksüdatsiooniastmed on siin?
igal vesinikul on laeng +1.
Ja sellel hapnikul siin on laeng +2.
Ja kui vaadata terve molekuli laengut, +1 kolmel vesinikul, seega +3.
Just liitsin nad kokku.
miinus 2.
Niisiis +3-2, terve molekuli laeng peaks olema seega +1
Nüüd mu küsimus teile on, kas on mõni oksüdatsiooniaste nendel aatomitel muutunud?
Kõik vesinikud siin--ja seda võime kutsuda kaheks mooliks veeks.
Või kaheks molekuliks veeks.
Aga siin on 4 vesinikku.
On ju nii?
Ja nende kõikide oksüdatsiooniasta on 1.
Paremal pool on 4 vesinikku.
Ja kõigil on oksüdatsiooniaste 1.
Kuigi nende oksüdatsiooniaste on 1, selles reaktsioonis-- võite valida reaktsioonil ükskõik mis suuna--
vesinik ei ole oksüdeerunud.
Oksüdatsiooniaste ei muutunud.
Võib-olla see oksüdeerus eelmises reaktsioonis, kus
vesi tekkis, aga selles reaktsioonis mitte.
Samamoodi, hapnik- siin on kaks hapniku molekuli või kaks aatomit. siin.
Igalühel neist -2 oksüdatsiooniastmeks.
Ka siin on kaks hapnikumolekuli.
Kõigil neil -2 oksüdatsiooniastmeks.
Selle reaktsiooni käis, vähemal ükski elektron ei muutnud omanikku oma oksüdatsioonimaailmas.
Seega see ei ole oksüdatsioonireaktsioon, ega ka redoksreaktsioon.
Ma räägin sellest veel detailsemalt järgmises videos.
Ja ma soovin selgeks teha, et miski siin ei oksüdeerunud või redutseerunud, kuna oksüdatsiooniastmed jäid samaks.
Kuna mõnikord ma ütlen, et vaadake.
Magneesiumil on oksüdatsiooniaste +2.
ja hapnikul -2
Magneesuim oksüdeerus.
Kuna kaks elektroni võeti talt ära,
Ja hapnik redutseerus.
Kuna ta liitis kaks elektroni.
Ja ma ütlen seda, kuna viitan mingile reaktsioonile, mis selle tulemuse tõi, mitte ei mõtle alati antud ülesandele.
Võib olla lihtsalt tegemist ülesandega, kus see tingimata ei juhtunud.
Aga oksüdatsiooniaste magneesiumil on kindlasti +2
Ja oksüdatsiooniaste hapnikul on -2.
Aga ma arvan, et te teate, mida ma räägin kui ütlen, et see oli oksüdeerunud.
Mingil hetkel, see läks neutraalsest magneesiumist positiivse laenguga magneesiumiks, kaotades 2 elektroni.
Seega see oksüdeerus.
Nüüd võtame käsile mingid raskemad probleemid.
Nii hüdroksiidperoksiid-- olen juba mitu korda öelnud, et hapnikul on enamasti -2 oksüdatsiooniaste.
See on -1
Ma arvan, et te saate aru.
Need siin on +1.
Vesinik on +1 või -1.
Need siin on +2.
Ma arvan, et te saate aru.
Loeb kas aine soovib kaotada või saada juurde elektrone.
Võite mõelda, et veel on tavaliselt oksüdatsiooniaste -2.
Nii et võite tunda kiusatust teha-- OK.
Vesinikul on +1, kuna see on seotud veega
Ja hapnikul on -2.
Aga kui te seda teete, tekib kohe küsimus.
See on neutraalne molekul--vaatame.
Kaks vesinikku +2.
Kaks hapnikku -2.
Miinus 4.
Nii et see oleks kokku -4 oksüdatsooniastmega.
Aga nii see ei saa olla, kuna sellel puudub laeng.
Seega on siin mingisugune mõistatus.
Ja mõistatus tekib, kuna kui vaadata vesinikperoksiidi struktuuri,
kaks hapnikku on üksteisega seotud.
Sealt tulebki peroksiid.
Ja mõlemad neist on seotud ühe vesinikuga.
Seega praegusel juhul, eriti esimese aasta keemiakursusel,,
peroksiidmolekulid, eriti vesinikperoksiid on erijuhtumid.
On ka teisi, aga see on üks eriline juhtum, kus hapnikul ei ole -2 oksüdatsiooniastmeks.
Vaatame seda ühendit ja üritame välja nuputada, mis võiks olla hapniku oks. aste vesinikperoksiidis.
Praegusel juhul vesinik-hapnik side, hapnik võtab elektroni ja vesinik kaotab selle.
Seega selle laeng on +1
Sama ka külje peal.
Hapnik, vähemalt siin sidemes säilitab +1 laengu.
See saab elektroni juurde.
Aga mis juhtub teise hapnikuga sideme juures?
Ei ole põhjust, miks üks hapnik peaks võtma elektrone teise hapniku juurest.
Seega sellel ei ole mingit kokkupuudet oksüdatsiooniastmega.
Sellel juhul, hapniku oksüdatsiooniaste on +1.
Ka selle hapniku oksüdatsiooniaste on +1.
Seega mõlema vesinikul on oksüdatsiooniaste +1.
Te ütlesite, et hapnikute oksüdatsiooniaste on -1.
Seega summa on 0.
Kaks korda +1, pluss kaks korda -1 == 0
See on lihtsalt üks erijuhtum, mida on hea teada.
Teeme veel ühe.
Raud(III)karbonaat.
Nüüd, esimest korda-- Ma mäletan esimest korda kui kohtusime Raud 3 karbonaadiga.
Mõtlesite ilmselt, et miks seda kutsutakse Raud(III)karbonaadiks, kui on ainult kaks raua molekuli.
või kaks raua aatomit?
Ja nüüd saate teada, miks.
Vaatame oksüdatsiooniastmeid.
Nii hapnik.
Hapniku oksüdatsiooniaste on tavaliselt -2.
Ja nüüd kui süsinik liitub hapnikuga-- vaatame perioodilisustabelit.
Kui süsinik liitub hapnikuga.
Süsinik võib muutuda mõlemat moodi.
Mõnikord ta annab ära elektrone.
Mõnikord ta liidab elektrone.
Kui süsinik liitub hapnikuga, see siin on elektronpilv.
Kui süsinik liitub hapnikuga, siis see siin on elektronegatiivsem.
Järelikult hapnik võtab elektronid kuna, on elektronegatiivsem.
On ju nii?
Seega süsinik annab ära oma elektronid.
Aga kui palju elektrone saab süsinik loovutada?
Vaatame.
Tal on 1,2,3,4 valentselektroni.
Nii et kõige rohkem saaks ta ära anda 4 elektroni.
Nii, lähme tagasi karbonaadi juurde.
Seega süsinik saaks maksimaalselt loovutada 4 valentelektroni.
Niisiis, mis on oksüdatsiooniaste karbonaatmolekulil?
Ehk CO3-l?
Nii, et see on +4 oksüdatsiooniastmega, kuna ta saab ära anda ainult 4 elektroni.
Kui tal liitub hapnikuga, siis peab ta elektronid ära andma.
Hapnik on rohkem elektronegatiivsem.
Igal hapnikul on -2.
Mõtleme selle üle.
Karbonaadil on +4 -(3*2).
Eksju?
Mul on 3 hapniku molekuli.
Seega 4-6 = -2
Järelikult kogu karbonaadi oksüdatsiooniaste on -2.
Seega kui kogu karbonaadimolekul on -2,
siis kogu panus--
Karbonaatmolekuli osasse.
Meil on 3 karbonaatmolekuli.
Iga ühe panus on -2,
Ehk siis kokku -6.
Kui see on -6 ja see on neutraalne molekul, siis 2-l rauaatomil on
+6 oksüdatsiooniastmeks.
Kuna kokku peab tulema 0.
Kui mõlemad raual kokku on +6 oksüdatsiooniaste, siis kumbki neist
peab anda +3.
Ehk meie hüpoteetilises maailmas, kui see juhtub siis
vähemalt 3 elektroni pooldavad karbonaati rauale.
Niisis miks seda kutsutakse raud(III)karbonaadiks?
Nüüdseks peaks see juba arusaadav olema.
Kuna see on raud oksüdatsiooniastmega +3.
Raud-- paljud metallid eriti siirdemetallid-- võivad omada mitut oksüdatsiooniastet.
Kui meil on raud(III)karbonaat, siis me teame, et raua oksüdatsiooniaste siin on +3.
Ehk ühe rauaatomi oksüdatsiooniaste siin on +3.
Teeme veel ühe.
See on huvitav.
Äädikhape.
Ma arvan, et see on esimene kord, kui ma teile näitan äädikhapet.
Ma ei hakka praegu süvenema tervesse orgaanilisse keemiasse.
Aga proovime välja nuputada, mis on siin laengud või oksüdatsiooniastmed.
Mõnikord näete seda sellisena kirjutatult.
Ütleksite, OK.
Hapnik, igal neist on laeng -2.
Vesinikud on kõik +1.
Kuidas meil sisi seni läheb?
Need hapnikud kokku on -4.
Ja vesinikud on +3.
Ja siin on +1.
Kui need kokku liita, saab 0-i,
Ja te mõtlete ilmselt, et oh süsinikel puudud oksüdatsiooniaste.
Nende oksüdatsiooniaste peab olema 0.
Kuna kui vaadata vesinikke ja hapnikke siis on juba 0.
Nüüd vaatame, kas asi on tegelikult ka nii.
kui näeme et süsinik liitub vesinikuga, kes võtab elektronid endale?
Kui süsinik liitub vesinikuga.
Elektronegatiivsus-- minnes paremale.
Süsinik on elektronegtiivsem.
Talle suudab elektrone hoida paremini kui vesinik.
Seega vesinik kaotab elektronid.
See on tegelikult kovalentne side, aga kui vaatame oksüdatsiooniastmeid siis teeskeleme, et tegu on ioonidega.
Praegusel juhul vesinik kaotab elektrone.
Seega oksüdatsiooniaste on +1.
See on kooskõlas praeguste teadmistega.
Ja tegelikult, on veel üks asi.
Kui ma teksin seda ülesannet siin, eeldaksin automaatselt et vesiniku oksüdatsiooniaste on +1.
Seda sellepärast, et kõik muu molekulis on elektronegatiivsem kui vesinik.
Seega vesinik läheb +1 olekusse.
Kui siin oleks hunnik leeliseid ja leelismetalle, siis ma ei oleks nii kindel.
Siis ma arvaks, et võib olla vesinik võtab elektrone hoopiski neilt.
Igatahes.
Need kõik annavad elektrone süsinikule.
Seega nendest vesinikest saaks süsinik -3 oksüdatsiooniastme, eksju?
Need kadunud elektronid.
Süsinik saab 3 elektroni seega laeng langeb 3 võrra.
Süsinik-süsinik side.
Pole põhjust, miks üks süsinik peaks teiselt elektrone võtma.
Kõik süsinikud on võrdsd.
Seega siin ei ole mingit ülekannet.
Seega selle süsiniku oksüdatsiooniaste on-3.
Mis toimub teisel pool?
Me teame et vesinik on +1.
Ta annab oma elektroni hapnikule.
See hapnik nagu enamik hapnike võtab kaks elektroni.
Ühe sellelt süsinikult ja ühe sellelt vesinikult.
Seega on tal -2 oksüdatsiooniaste.
Ka see hapnik võtab kaks elektroni.
Sellel juhul mõlemad tulevad sellelt oranžilt süsinikult.
Seega on tal -2 oksüdatsiooniaste.
Mis on süsiniku oksüdatsiooniaste?
Ta kaotas kaks elektroni sellele hapnikule ja ühe
elektroni sellele hapnikule.
Jätke meelde, et see hapnik sai ühe elektroni süsinikult ja teise vesinikult.
Seega ta kaotas ühe elektroni siia ja teise sinna.
Kokku 3 tükki.
Niisiis peaks tal olema +3 laeng.
Seega tuleb välja, et keskmine oksüdatsiooniaste süsinikul äädikhappes on 0.
Kuna -3 +3 = 0
Ja sellepärast ma ütlesingi, oh, äkki need on 0.
Kui kirjutada välja nende oksüdatsiooniastmed, siis sellel rohelisel süsinikul on -3 oksüdatsiooniaste.
Ja oranžil, sellel oranžil süsinikul on +3.
Kui said sellest aru, ma ei usu, et see on ilmatuma raske, oled oksüdatsiooniastme-spetsialist.
Ma arvan, et nüüd peaks sul see selge olema.
Järgmises videos hakkame uurima oksüdatsiooni redoksreaktsiooni.