산화 상태를 결정하는 방법

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단계
1/2부: 화학 법칙에 따른 산화 상태 측정
2/2부: 화학 법칙을 사용하지 않고 산화 상태 결정하기
팁
뭐가 필요하세요

화학에서 "산화" 및 "환원"이라는 용어는 원자 또는 원자 그룹이 각각 전자를 잃거나 얻는 반응을 의미합니다. 산화 상태는 재분배된 전자의 수를 특성화하고 이러한 전자가 반응 동안 원자 사이에 어떻게 분포되는지를 나타내는 하나 이상의 원자에 할당된 숫자 값입니다. 이 값을 결정하는 것은 원자와 원자를 구성하는 분자에 따라 간단하면서도 매우 복잡한 절차가 될 수 있습니다. 더욱이, 일부 원소의 원자는 여러 산화 상태를 가질 수 있습니다. 다행히도, 화학 및 대수학의 기초를 아는 것만으로 자신 있게 사용하기 위해 산화 상태를 결정하기 위한 간단하고 명확한 규칙이 있습니다.

단계

1/2부: 화학 법칙에 따른 산화 상태 측정

1 해당 물질이 원소인지 확인하십시오. 화합물 외부의 원자의 산화 상태는 0입니다. 이 규칙은 별도의 자유 원자로 구성된 물질과 두 개 또는 한 요소의 다원자 분자로 구성된 물질 모두에 해당됩니다.
- 예를 들어, 알_(NS) 및 Cl₂ 둘 다 화학적으로 결합되지 않은 원소 상태에 있기 때문에 산화 상태가 0입니다.
- 유황 S의 동소체 형태₈, 또는 octacera는 비정형 구조에도 불구하고 제로 산화 상태가 특징입니다.
2 문제의 물질이 이온으로 구성되어 있는지 확인합니다. 이온의 산화 상태는 전하와 같습니다. 이것은 자유 이온과 화합물의 일부인 이온 모두에 해당됩니다.
- 예를 들어, Cl 이온의 산화 상태는 -1입니다.
- 화합물 NaCl에서 Cl 이온의 산화 상태도 -1입니다. Na 이온은 정의에 따라 +1의 전하를 가지므로 Cl 이온의 전하가 -1이고 따라서 산화 상태는 -1이라고 결론을 내립니다.
3 금속 이온은 여러 산화 상태를 가질 수 있습니다. 많은 금속 원소의 원자는 다른 양으로 이온화될 수 있습니다. 예를 들어, 철(Fe)과 같은 금속의 이온 전하는 +2 또는 +3입니다. 금속 이온의 전하(및 그들의 산화 상태)는 이 금속이 화합물의 일부인 다른 원소의 이온 전하에 의해 결정될 수 있습니다. 텍스트에서 이 전하는 로마 숫자로 표시됩니다. 예를 들어 철(III)은 산화 상태가 +3입니다.
- 예를 들어 알루미늄 이온을 포함하는 화합물을 고려하십시오. AlCl 화합물의 총 전하₃ 0입니다.우리는 Cl 이온이 -1의 전하를 가지고 있고 화합물이 3개의 그러한 이온을 포함한다는 것을 알고 있기 때문에 문제의 물질의 일반적인 중성을 위해 Al 이온은 +3의 전하를 가져야 합니다. 따라서 이 경우 알루미늄의 산화 상태는 +3입니다.
4 산소의 산화 상태는 -2입니다(일부 예외 있음). 거의 모든 경우에 산소 원자의 산화 상태는 -2입니다. 이 규칙에는 몇 가지 예외가 있습니다.
- 산소가 원소 상태(O₂), 다른 기본 물질의 경우와 마찬가지로 산화 상태는 0입니다.
- 산소가 일부인 경우 과산화물, 산화 상태는 -1입니다. 과산화물은 단순한 산소-산소 결합을 포함하는 화합물 그룹입니다(즉, 과산화물 음이온 O₂). 예를 들어, H의 조성에서₂영형₂ (과산화수소) 산소는 전하와 산화 상태가 -1입니다.
- 불소와 결합할 때 산소는 +2의 산화 상태를 갖습니다. 아래의 불소에 대한 규칙을 읽으십시오.
5 수소는 몇 가지 예외를 제외하고는 +1의 산화 상태를 갖습니다. 산소와 마찬가지로 예외도 있습니다. 일반적으로 수소의 산화 상태는 +1입니다(원소 상태 H가 아닌 경우₂). 그러나 수소화물이라는 화합물에서 수소의 산화 상태는 -1입니다.
- 예를 들어 H에서₂O 산소 원자가 -2의 전하를 띠기 때문에 수소의 산화 상태는 +1이며 전체 중성을 위해서는 두 개의 +1 전하가 필요합니다. 그럼에도 불구하고 수소화나트륨의 조성에서 수소의 산화 상태는 이미 -1인데, 이는 Na 이온이 +1의 전하를 띠고 일반적인 전기 중성성을 위해 수소 원자의 전하(따라서 산화 상태)가 다음과 같아야 하기 때문입니다. -1이 된다.
6 플루오르 언제나 -1의 산화 상태를 갖는다. 이미 언급했듯이 일부 요소(금속 이온, 과산화물의 산소 원자 등)의 산화 상태는 여러 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 그러나 불소의 산화 상태는 항상 -1입니다. 이것은 이 원소가 전기 음성도가 가장 크다는 사실 때문입니다. 즉, 불소 원자는 자신의 전자와 가장 잘 분리되지 않고 외부 전자를 가장 적극적으로 끌어들입니다. 따라서 청구 금액은 변경되지 않습니다.
7 화합물의 산화 상태의 합은 전하와 같습니다. 화합물을 구성하는 모든 원자의 산화 상태는 이 화합물의 전하에 합산되어야 합니다. 예를 들어, 화합물이 중성이면 모든 원자의 산화 상태의 합은 0이어야 합니다. 화합물이 전하가 -1인 다원자 이온이면 산화 상태의 합은 -1이 되는 식입니다.
- 이것은 좋은 테스트 방법입니다. 산화 상태의 합이 화합물의 총 전하와 같지 않으면 어딘가에 잘못된 것입니다.

2/2부: 화학 법칙을 사용하지 않고 산화 상태 결정하기

1 산화 상태에 대한 엄격한 규칙이 없는 원자를 찾으십시오. 일부 원소의 경우 산화 상태를 찾기 위한 확고한 규칙이 없습니다. 원자가 위에 나열된 규칙에 맞지 않고 전하를 모르는 경우(예: 원자가 복합체의 일부이고 전하가 지정되지 않은 경우) 그러한 원자의 산화 상태를 결정할 수 있습니다 제외로. 먼저, 화합물에 있는 다른 모든 원자의 전하를 결정한 다음, 알려진 화합물의 총 전하로부터 이 원자의 산화 상태를 계산합니다.
- 예를 들어, 화합물 Na에서₂그래서₄ 황 원자(S)의 전하는 알 수 없습니다. 황이 기본 상태가 아니기 때문에 그것이 0이 아니라는 것만 압니다. 이 화합물은 산화 상태를 결정하는 대수적 방법을 설명하는 좋은 예입니다.
2 화합물의 나머지 원소의 산화 상태를 찾으십시오. 위에서 설명한 규칙을 사용하여 화합물의 나머지 원자의 산화 상태를 결정하십시오. O, H 등에 대한 규칙의 예외를 잊지 마십시오.
- 나에게₂그래서₄, 우리의 규칙을 사용하여 Na 이온의 전하(따라서 산화 상태)가 +1이고 각 산소 원자에 대해 -2임을 알 수 있습니다.
3 원자의 수를 산화 상태로 곱하십시오. 이제 우리는 하나를 제외한 모든 원자의 산화 상태를 알았으므로 일부 원소의 원자가 여러 개 있을 수 있다는 점을 고려할 필요가 있습니다. 각 원소의 원자 수(화합물의 화학식에서 원소 기호 다음에 첨자로 표시됨)를 산화 상태로 곱합니다.
- 인 나₂그래서₄ 우리는 2개의 Na 원자와 4개의 O 원자를 가지고 있으므로 2 × +1을 곱하면 모든 Na 원자(2)의 산화 상태를 얻고 4 × -2를 곱하면 O(-8) 원자의 산화 상태가 됩니다.
4 이전 결과를 더하십시오. 곱셈 결과를 요약하면 화합물의 산화 상태를 얻습니다. 없이 원하는 원자의 기여도를 고려합니다.
- 이 예에서 Na의 경우₂그래서₄ 우리는 2와 -8을 더하고 -6을 얻습니다.
5 화합물의 전하로부터 알려지지 않은 산화 상태를 찾으십시오. 이제 원하는 산화 상태를 쉽게 계산할 수 있는 모든 데이터가 있습니다. 방정식을 작성하십시오. 왼쪽에는 이전 계산 단계에서 얻은 수와 알려지지 않은 산화 상태의 합이 있고 오른쪽에는 화합물의 총 전하가 있습니다. 다시 말해, (알려진 산화 상태의 합) + (원하는 산화 상태) = (화합물의 전하).
- 우리의 경우 나₂그래서₄ 솔루션은 다음과 같습니다.
  - (알려진 산화 상태의 합) + (원하는 산화 상태) = (화합물 전하)
  - -6 + S = 0
  - 에스 = 0 + 6
  - S = 6.V 나₂그래서₄ 유황은 산화 상태를 가지고 있습니다 6.

팁

화합물에서 모든 산화 상태의 합은 전하와 같아야 합니다. 예를 들어, 화합물이 이원자 이온인 경우 원자의 산화 상태의 합은 총 이온 전하와 같아야 합니다.
주기율표를 사용할 수 있고 금속 및 비금속 원소가 어디에 있는지 아는 것은 매우 유용합니다.
기본 형태의 원자의 산화 상태는 항상 0입니다. 단일 이온의 산화 상태는 전하와 같습니다. 원소 형태의 수소, 리튬, 나트륨과 같은 주기율표 1A족 원소는 +1의 산화 상태를 가지며; 마그네슘 및 칼슘과 같은 2A족 금속의 산화 상태는 원소 형태에서 +2입니다. 화학 결합의 유형에 따라 산소와 수소는 2가지 다른 산화 상태를 가질 수 있습니다.