计算物质的氧化数

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第1部分，共2部分：根据化学规则分配氧化数
第2部分，共2部分：给原子分配数字，而没有氧化数字的规则
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在化学上，术语“氧化”和“还原”是指其中一个原子（或一组原子）失去或获得电子的反应。氧化数是指分配给原子（或原子团）的数字，以帮助化学家控制有多少电子可用于置换以及给定的反应物在反应过程中是氧化还是还原。为原子分配氧化数的过程可能非常简单，也可能更复杂，具体取决于原子的电荷和它们所组成的分子的化学组成。为了使事情更复杂，一些原子可以具有多个氧化数。幸运的是，氧化数的分配受明确定义且易于遵循的规则支配，但是对化学和代数的基本了解将使使用这些规则变得容易得多。

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第1部分，共2部分：根据化学规则分配氧化数

确定所讨论的物质是否为元素。 自由的，未结合的原子的氧化数始终为0。这对于由单个原子组成的原子以及元素形式为双原子或多原子的原子都是正确的。
- 例如，铝_（s）和Cl₂ 两者的氧化数均为0，因为它们不是化合物原子。
- 请注意，硫以其元素形式S形成。₈ （八硫），尽管是不规则的，但氧化数也为0。
确定所讨论的物质是否为离子。 离子的氧化数等于其电荷。对于未结合的离子以及作为复合离子一部分的离子都是如此。
- 例如，离子Cl的氧化数为-1。
- Cl离子 仍然有 当它是化合物NaCl的一部分时，氧化数为-1。根据定义，由于Na离子的电荷为+1，因此我们知道Cl离子的电荷为-1，因此氧化数仍为-1。
对于金属离子，最好记住多个氧化数是可能的。 许多金属可以有多个着陆点。例如，金属铁（Fe）可以是电荷+2或+3的离子。金属离子的电荷（以及它们的氧化数）可以相对于它们所组成的成分中其他原子的电荷来确定，或者当写成文本时，可以用罗马数字表示（例如句子：“铁（III）离子的电荷为+3。”）。
- 例如，让我们仔细看一下包含铝离子的化合物。化合物AlCl₃ 电荷为0。因为我们知道Cl离子的电荷为-1且化合物中存在3个Cl离子，所以Al离子的电荷必须为+3，这样所有加在一起的离子的电荷为0。因此，Al的氧化数为+3。
给氧气分配一个氧化数-2（例外）。 在几乎在所有情况下，氧原子的氧化数均为-2。此规则有一些例外：
- 当氧处于元素态时（O₂），则氧化数等于0，这对于所有基本原子都是如此。
- 当氧气是其中的一部分时 过氧化物， 那么氧化数为-1。过氧化物是一类具有氧-氧键（或过氧化物阴离子O₂）。例如，在分子H中₂Ø₂ （过氧化氢）的氧的氧化数（和电荷）为-1。此外，当氧为超氧化物的一部分时，氧化数为-0.5。
- 当氧与氟结合时，氧化数为+2。有关更多信息，请参见下面的fluor规则。在（O₂F。₂），这是+1。
将氢的氧化数指定为+1（例外）。 与氧气一样，氢气的氧化数取决于特殊情况。通常，氢的氧化数为+1（元素形式H除外）。₂）。但是，在称为杂化物的特殊化合物的情况下，氢的氧化数为-1。
- 例如，来自H₂哦，我们知道氢的氧化数为+1，因为氧的电荷为-2，我们需要2 +1的电荷才能制成总电荷为零的化合物。但是对于氢化钠NaH来说，氢的氧化数为-1，因为Na离子的电荷为+1，为了使化合物的总电荷为0，氢的电荷（因此为氧化数）为。 -1。
氟总是氧化值为-1。 如上所述，某些元素的氧化数可能因各种因素（金属离子，过氧化物中的氧原子等）而变化。另一方面，氟的氧化数为-1，并且永远不变。这是因为氟是最负电的元素，换句话说，它是最不愿意放弃电子并且最有可能从其他原子接收电子的元素。因此，氧化数不会改变。
化合物中的氧化数等于化合物的电荷。 化合物中所有原子的氧化数等于该化合物的电荷。例如，如果化合物不带电荷，则所有氧化数的总和将为零；如果该化合物是电荷为-1的多原子离子，则添加的氧化数必须为-1，依此类推。
- 这是检查答案的好方法-如果某化合物的加在一起的氧化数不等于该化合物的电荷，那么您就知道做错了。

第2部分，共2部分：给原子分配数字，而没有氧化数字的规则

查找没有氧化数规则的原子。 一些原子不遵循寻找氧化数的规则。如果一个原子不符合上述规则，并且您不确定其电荷是什么（例如，如果它是较大化合物的一部分，从而单个电荷是未知的），则可以通过以下方式找到该原子的氧化数：消除。首先，您要确定化合物中每个其他原子的氧化程度。然后，根据化合物的总电荷，求解方程中未知数的总和。
- 例如，在化合物Na中₂所以₄，硫（S）的电荷是未知的-它不是元素形式的，所以它不是0，但这就是我们所知道的。这是应用该方法以代数方式确定氧化数的良好候选者。
确定化合物中其他元素的已知氧化数。 使用氧化数分配规则，我们可以确定化合物中其他原子具有的氧化数。注意O，H等异常。
- 在娜₂所以₄根据我们的一组规则，我们知道Na离子的电荷（因此是氧化数）为+1，而氧原子的氧化数为-2。
每个原子数乘以氧化数。 现在我们知道除未知原子外所有原子的氧化数，我们将不得不考虑这些原子中的某些原子可能出现不止一次。将每个系数（写在化合物中原子符号后的下标）乘以氧化数。
- 至于娜₂所以₄，我们知道有2个Na原子和4个O原子。现在，我们进行以下计算，即2×+1，以获得Na 2的氧化数，然后将4×-2乘以O 8的氧化数。
将结果相加。 将这些相乘的结果相加得出化合物的氧化数，没有考虑到未知原子的氧化数。
- 在我们以Na为例的例子中₂所以₄，我们将-8加2得-6。
根据化合物的电荷计算未知的氧化数。 现在，您已经拥有所有数据，可以使用一些简单的代数找到未知的氧化数。我们将使用方程式和上一步的答案以及化合物的电荷。换句话说： （未知氧化数之和）+（您想知道的未知氧化数）=（化合物的电荷）。
- 以Na为例₂所以₄，我们可以通过以下方式解决此问题：
  - （已知氧化数之和）+（您要解决的未知氧化数）=（化合物的电荷）
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S =6。S具有一个氧化数或 6 在那₂所以₄.

尖端

基本形式的原子的氧化数始终为0。由1个原子组成的离子的氧化数等于电荷。 1A类金属（例如氢，锂和钠）的氧化数为+1； 2A族金属，例如镁和钙，具有+2的氧化数。氢和氧可以具有两个不同的氧化数，这取决于它们的键。
在化合物中，所有氧化数之和应等于0。如果存在一个带有2个原子的离子，则氧化数之和应等于离子的电荷。
了解如何读取元素周期表以及在何处找到金属和非金属非常有用。