Окислення та відновлення

Іноді хочеться знати, чи дві речовини імовірно, реагують один на одного чи ні. А іноді хочеться знати, чи є речовина імовірно, збирає електрони або віддає електрони. Це корисно, якщо ви хочете створити акумулятор. Для елементів, які зазвичай утворюють іони, це досить просто: Метали хочуть втратити електрони, неметали хочуть отримати електрони. Чому так? Давайте подивимося на зовнішні електрони атомів. Ось два елементи. Назвемо їх X і Y. X - це метал. У його зовнішній оболонці мало електронів. Y є неметалом. У його зовнішній оболонці багато електронів, але йому потрібно ще більше, щоб мати повну зовнішню оболонку. Коли X і Y реагують, метал X віддає свої два електрони. Оскільки кожному атому Y потрібен лише один електрон, цих атомів має бути два. Вони утворюють сполуку XY2. Величина заряду, яку втратив елемент або отримані при утворенні нової сполуки називається ступенем окислення цього елемента. X втратив 2 електрони. Це означає, що він має позитивний заряд 2. Отже, його ступінь окиснення плюс 2. Y отримав 1 електрон. Отже, він має негативний заряд 1. Його ступінь окиснення - мінус 1. Коли ступінь окиснення елемента X збільшується, ми говоримо, що він окислений. Слово походить від того, що більшість елементів, які реагують з газоподібним киснем підвищують ступінь їх окислення. Але те саме слово використовується в реакціях з іншими елементами, крім кисню. Ступінь окислення Y знизилася. Його зменшили. Хімічна реакція, в якій змінюються ступені окиснення називається окислювально-відновною реакцією. У будь-якій окисно-відновній реакції, повна зміна ступеня окислення має бути незмінним. Для кожного кроку окислення, потрібен крок зниження. Іноді, коли ви змішуєте дві речовини що обидва хочуть позбутися електронів, або обидва хочуть забрати електрони, нічого не відбувається. Але як дізнатися, які речовини можна окислювати, а які відновлювати? Можна подивитися який ступінь окислення - або ступінь окиснення - елемент має. Коли молекула містить лише один елемент, наприклад N-два або O-три, і не перебуває у з'єднанні з іншим елементом, його атоми завжди мають нульову ступінь окислення. Якщо атоми утворили іони, іони завжди мають ступінь окиснення свого заряду. Це означає, що коли елемент, наприклад азот, перетворюється в іон із зарядом мінус три... ...кожен атом азоту отримав три електрони... Ступінь окислення кожного атома з нуля до мінус трьох... тому азот зменшено. Ось ще один приклад. Іон міді може мати заряд +1. Звідти це може йти двома шляхами: він може окислюватися за один крок, утворити мідний «два плюс». Або можна зменшити на один крок, до атома міді з нульовим ступенем окислення. Якщо іон міді «один плюс» вступає в реакцію з чимось що хоче вкрасти електрони, воно буде окиснено. Якщо він реагує з чимось, що хоче дати йому електрони, воно буде зменшено. Який був сенс цього зараз? Ну, деякі реакції виникатимуть частіше коли речовина, яка легко окислюється і речовина, яка легко відновлюється збиратися разом. І це також корисно, якщо ви хочете знати чи хоче речовина отримати електрони або якщо він хоче втратити електрони. Тому нам потрібно знати ступінь окиснення елемента. Він говорить нам, скільки електронів він отримав або втратив при взаємодії з іншими елементами.