كيف يُمكن تعيين أعداد التأكسد؟

Question

تعيين أعداد التأكسد

قواعد تعيين أعداد التأكسد؟

كيف يُمكن تعيين أعداد التأكسد؟

Answer 1

أعداد التأكسد 

- عدد التأكسد هو عدد موجب أو سالب ، يُنسب إلى الذرة طبقاً لمجموعة من القواعد.

- يُمكن أن يُعرف عدد التأكسد بأنه العدد الذي يمثل الشحنة الكهربائية الموجبة أو السالبة التي تحملها ذرّة العنصر في المركب أو الأيون.

- يُستعمل اصطلاح حالة التأكسد أيضًا بمعنى عدد التأكسد نفسه في المركبات الأيونية الثنائية ، مثل CaCl₂ و NaCl.

- أعداد التأكسد للذرّات تساوي الشحنة الأيونية الموجودة على كلّ ذرّة، ومثال ذلك مركب كلوريد الصوديوم الذي يتكون من كاتيونات الصوديوم ⁺Na وأنيونات الكلوريد ^-Cl، وبذلك يكون عدد تأكسد الصوديوم هو (1+) والكلوريد هو (1-).

- مع ملاحظة طريقة كتابة عدد التأكسد، وهو وضع الإشارة قبل العدد، ومثال ذلك الصوديوم في مركب NaCl له شحنة أيونية تُساوي (+1) وعدد تأكسد يُساوي (1+).

 قواعد تحديد أعداد التأكسد

(1) في الأيونات وحيدة الذرة يكون للأيون عدد تأكسد مساو لعدد الشحنات التي يحملها الأيون.

- مثال: عدد تأكسد أيون البروميد ^-Br يُساوي (1-) ، وعدد تأكسد ⁺Fe³ يُساوي (3+).

(2) في معظم المركبات التي تحوي الهيدروجين، يكون عدد التأكسد للهيدروجين مساويًا (1+) 

- مثال: الماء H₂O وحمض الهيدروكلوريك HCl وغاز الميثان CH₄.

- تشذ عن هذه القاعدة عندما يتحد الهيدروجين بعناصر أقل سالبية كهربائية منه ، مثل الفلزات، كما في المركبات التالية NaH, CaH₂ ,AlH₃ حيث يكون عدد التأكسد للهيدروجين في هذه المركبات يُساوي (1-) . 

(3) في معظم المركبات التي تحوي الأكسجين يكون عدد التأكسد لكل ذرة أكسجين مساويًا (2-)

- مثل: H₃PO₄ ، Na₂O ، H₂O 

- لكن عندما يكون الأكسجين مرتبطاً بنفسه O=O يكون عدد تأكسده يُساوي صفرًا (0) . 

- أما في البيروكسيدات Peroxides فيكون لكل ذرة أكسجين ^-O₂² عدد تأكسد يُساوي (1-) ، مثل H₂O₂ و Na₂O₂ حيث إن أنيون البيروكسيد يحمل شحنتين سالبتين. 

- هناك حالة شاذة يكون فيها عدد التأكسد (2+) ، كما في مركب OF₂ حيث إن الفلور له سالبية كهربائية أكبر من الأكسجين.

(4) في حالة ذرة غير متحدة أو ذرة في جزيء أحد العناصر ، تُعطي عادة عدد تأكسد مساويًا للصفر (0).

مثال: ذرات الصوديوم في فاز الصوديوم Na أو ذرّات النيتروجين في غاز النيتروجين N₂، فإن عدد التأكسد لجميع الذرّات يُساوي صفرًا (0).

(5) مجموع أعداد التأكسد لجميع الذرّات في مركب متعادل ، يُساوي صفرًا.

(6) المجموع الجبري لأعداد التأكسد في الأيون المتعدّد الذرات يجب أن يُساوي شحنة الأيون.

- باستخدام القاعدتين 5 و 6 يُمكن معرفة عدد التأكسد لبعض الذرات التي لا يمكن معرفة عدد تأكسدها باستخدام القواعد السابقة.

- مثال على ذلك، في حمض الكبريتيك H₂SO₄ يكون عدد التأكسد للكبريت يُساوي (6+) ، لأنّ كلّ ذرّة أكسجين عدد تأكسدها (2-) وكل ذرة هيدروجين (1+) ، وحيث إنّ الجزيء متعادل فيكون:

مثال (1) : ما هو عدد التأكسد لكل ذرة في المركبات التالية:

(أ) SO₂ 

(ب) ^-CO₃²

(جـ) H₂SO₄

الحل:

- استخدم القواعد السابقة لتحديد أعداد التأكسد:

ملاحظات:

- النتائج متفقة مع قواعد تحديد أعداد التأكسد ، فقد استخدمت القاعدة رقم (2) لإيجاد عدد تأكسد ذرة الهيدروجين في المركب H₂SO₄

- استخدمت القاعدة رقم (3) لإيجاد عدد تأكسد ذرة الأكسجين للمركبات الثلاثة.

- استخدمت القاعدة رقم (5) لإيجاد عدد تأكسد ذرة الكبريت في المركب SO₂ ، والمركب H₂SO_4.

- استخدمت القاعدة رقم (6) لإيجاد عدد تأكسد ذرّة الكربون في الأنيون ^-CO₃² وأيضًا حاصل جمع أعداد التأكسد أدى إلى الشحنة النهائية للأيون والمركبين المتعادلين.

مثال (2): عين عدد التأكسد لكل عنصر في المواد التالية:

(أ) ^-SO₃²

(ب) O₂

(جـ) ₃(Al₂(SO₄

(د) Na₂O₂

الحل:

مثال (3): أوجد عدد التأكسد لكل ذرة في ما يلي:

(أ) P₂O₅

(ب) ⁺NH₄

(جـ) Na₂Cr₂O₇

 (د) Ca(OH)₂

الحل: