酸化数の割り当て方|化学

酸化数 化合物がイオンで構成されている場合、原子が持つ電荷を示す原子の正または負の数です。つまり、酸化数は、化合物中の原子の酸化 (電子の損失) または還元 (電子の獲得) の程度を示します。酸化数は、失われた、または獲得された電子の数を追跡するため、化学式で電荷のバランスをとるための一種の略記です.

これは、元素、化合物、およびイオンの番号を示す例とともに、酸化数を割り当てるための規則のリストです。

酸化数の割り当て規則

さまざまなテキストにはさまざまな数のルールが含まれており、順序が変わる場合があります。酸化数規則のリストは次のとおりです:

<オール>

化学式の最初に陽イオンを書き、その後に陰イオンを書きます。陽イオンは電気的に陽性の原子またはイオンであり、陰イオンは電気陰性の原子またはイオンです。一部の原子は、化合物内の他の元素に応じて、陽イオンまたは陰イオンのいずれかになります。たとえば、HCl では H は H ですが、NaH では H は H です。

電荷の符号とその値を続けて酸化数を書きなさい。たとえば、1+ と 3- ではなく、+1 と -3 と書きます。後者の形式は、酸化状態を示すために使用されます。

遊離元素または中性分子の酸化数は 0 です。たとえば、C、Ne、O₃ の酸化数は , N₂ 、Cl₂ は 0 です。

中性化合物の原子のすべての酸化数の合計は 0 です。たとえば、NaCl では、Na の酸化数は +1 ですが、Cl の酸化数は -1 です。合計すると、+1 + (-1) =0.

単原子イオンの酸化数は、イオンの電荷です。たとえば、Na の酸化数は +1、Cl の酸化数は -1、N の酸化数は -3 です。

多原子イオンの酸化数の合計は、イオンの電荷です。たとえば、SO₄ の酸化数の合計 -2 です。

化合物中の 1 族 (アルカリ金属) 元素の酸化数は +1 です。

化合物中の第 2 族 (アルカリ土類) 元素の酸化数は +2 です。

化合物中の 7 族 (ハロゲン) 元素の酸化数は -1 です。例外は、ハロゲンが電気陰性度の高い元素と結合する場合です (例:Cl の酸化数は HOCl では +1 です)。

化合物中の水素の酸化数は通常 +1 です。例外は、水素化物アニオンを形成する金属と水素結合する場合です (例:LiH、CaH )、水素に -1 の酸化数を与えます。

化合物中の酸素の酸化数は通常-2です。例外には OF₂ が含まれますおよび BaO₂ .

酸化数の割り当て例

例 1:Fe₂ の鉄の酸化数を求める O₃ .

この化合物は電荷を持たないため、鉄と酸素の酸化数は互いに釣り合います。規則から、酸素の酸化数は通常 -2 であることがわかります。したがって、酸素の電荷と釣り合う鉄の電荷を見つけます。各原子の総電荷は、添字に酸化数を掛けたものです。

O は -2

化合物には 3 個の O 原子があるため、総電荷は 3 x -2 =-6 です。

正味電荷はゼロ (中立) であるため、次のようになります。

2 Fe + 3(-2) =0
2 鉄 =6
Fe =3

例 2:NaClO3 中の Cl の酸化数を求めます。

通常、Cl のようなハロゲンの酸化数は -1 です。しかし、Na (アルカリ金属) の酸化数が +1 で、O の酸化数が -2 であると仮定すると、電荷が釣り合って中性の化合物が得られません。フッ素を除くすべてのハロゲンは、複数の酸化数を持っていることがわかります。

Na =+1
O =-2
1 + Cl + 3(-2) =0
1 + Cl -6 =0
Cl -5 =0
Cl =-5

参考文献

IUPAC (1997)「酸化数」。化学用語集 (「ゴールドブック」) (第 2 版)。ブラックウェル科学出版物。 doi:10.1351/goldbook
カレン、P.;マカードル、P。 Takats, J. (2016)。「酸化状態の包括的な定義 (IUPAC 勧告 2016)」。 Pure Appl.化学 . 88 (8):831–839. doi:10.1515/pac-2015-1204
ホワイテン、K. W.;ガレー、KD。 Davis、R. E. (1992)。 一般化学 （第4版）。サンダース。