Visos cheminės medžiagos yra sudarytos iš molekuliųyra mažiausios dalelės. Jie yra elektra neutralūs ir susideda iš atomų, kuriuos jungia kovalentinės jungtys. Cheminių elementų atomų gebėjimas susidaryti molekulėse tam tikrą skaičių obligacijų vadinamas valentiškumu. Kalbant apie cheminių obligacijų teorijos atsiradimą ir plėtrą, ši koncepcija iš esmės pasikeitė ir šiuo metu neturi aiškaus mokslinio aiškinimo, dažniausiai naudojama metodologiniais tikslais ir dažnai identifikuojama su oksidacijos laipsniu. Jei molekulė yra mažiausia medžiagos dalelė, tuomet atomas yra mažiausia nedaloma cheminės medžiagos dalelė. Atomas taip pat yra elektriškai neutrali dalelė, jos centre yra branduolys, sudarytas iš teigiamai įkrautų protonų, o aplink jį yra elektronų debesis (neigiamai įkrautas). Todėl teigiamą branduolio krūvį subalansuoja neigiamas elektronų įkrovimas. Norėdami suprasti, kaip nustatyti oksidacijos laipsnį ir kas tai yra, reikia apsvarstyti konkrečių medžiagų molekulių struktūrą.
Tarp vandenilio chlorido (HCl) molekulėsvandenilis ir chloras, yra viena bendra elektronų pora. Vandenilio atomas turi 1 protoną ir 1 elektroną. Chloro atomas turi 17 protonų ir 17 elektronų, vienas iš 7 elektronų, esančių elektrono tankio išoriniame apvalkale, sujungtas su vandenilio atomo elektronu, tokiu būdu sudarant elektronų porą: H: Cl. H2S molekulėje sieros atomas sudarė 2 bendras elektronų poras su abiem vandenilio atomais: H: S: H. Kaip nustatyti elemento, pavyzdžiui, chloro ir vandenilio, oksidacijos laipsnį HCl molekulėje ir vandenilį bei sierą H2S molekulėje? Valencija pateikia idėją apie molekulėse susidariusių obligacijų ar elektronų porų skaičių, tačiau nenurodo jų poslinkio.
Manoma, kad molekulių atomų elektronaisujungtos į elektronų poras, kurios yra perkeliamos į daugiausiai elektronegatyvinį atomą. Vandenilis ir chloras HCl gali patekti į vieną ryšį, kuris yra perkeliamas į chloro atomą, nes jis yra labiausiai elektronegatyvus. Taigi, vandeniliu oksidacijos būsena yra lygi plius 1, o chloro - minus 1. Kiekvienas H2S molekulės vandenilio atomas patenka į vieną ryšį su sieros atomu, kuris savo ruožtu turi dvi jungtis. Šiuo atveju abi elektronų poros yra perkeltos į sieros atomą. Todėl vandeniliu oksidacijos būsena yra plius 1, o sieros atomas - minus 2. Kaip nustatyti medžiagos oksidacijos būseną, pavyzdžiui, HCl, H2S, O2, N2, Na, Ag, Si? Paprastos arba sudėtingos medžiagos oksidacijos laipsnis visada yra 0, nes medžiaga susideda iš molekulių arba atomų, ir jie yra elektriškai neutralūs. Tuo remiantis suraskite molekulės oksidacijos laipsnį.
На примере с хлорноватистой кислотой можно apsvarstyti, kaip nustatyti Cl atomo oksidacijos laipsnį. HClO molekulėje, kaip ir bet kurios kitos medžiagos molekulėje, vandenilis visada yra (išskyrus hidridus), kuriam būdinga oksidacijos būsena plius 1, o deguonis visada būdingas oksidacijos būsena - 2 (išskyrus bario peroksidą ir deguonies fluoridą). Kadangi pati molekulė neturi mokesčio, galime parašyti lygtį: (+1) + x + (- 2) = 0. Ši lygtis turi būti išspręsta: x = 0 - (+1) - (-2) = (+1) Taigi paaiškėja, kad Cl oksidacijos laipsnis hipochloro rūgšties molekulėje yra plius 1. Pateiktas pavyzdys parodo, kaip nustatyti tam tikro elemento oksidacijos laipsnį bet kurioje molekulėje. Pirmiausia surinkite žinomas tų elementų vertes, kurių valentinė ar oksidacinė būsena nesikeičia.
Taigi, vadinamas oksidacijos laipsnissąlyginė vertė (formalus atomo molekulėje įkrovimas), naudojama rašyti reakcijų, susijusių su įvairių medžiagų oksidacija ar redukcija, lygtis. Ši vertė yra lygi elektronų porų skaičiui, kurie yra visiškai nukreipti į molekulės elektronegatyvinius cheminius elementus. Oksidacijos būsena yra parašyta virš atomo simbolio. Toks įrašas rodo, kaip nustatyti tam tikro elemento oksidacijos laipsnį bet kurios medžiagos molekulėje. Pavyzdžiui, įrašą (Na + 1Cl-1) reikėtų suprasti, kad natrio chlorido molekulėje natrio oksidacijos laipsnis yra plius 1, o chloras - 1, taigi: (+1) + (-1) = 0. Kalio permanganato molekulėje (K + 1Mn + 7O-24) kalio ir 1, mangano plius 7, deguonies atėmus 2, tai yra: (+1) + (+7) + 2 • (-2) = 0. Azoto rūgšties molekulėje (H + 1N + 5O-23) vandeniliui plius 1, azotui plius 5, deguoniui atėmus 2, o visa molekulė yra elektra neutrali: (+1) + (+5) + 3 • (-2) = 0. Azoto molekulėje rūgštys (H + 1N + 3O-22), vandeniliui plius 1, azoto plius 3, deguonies atėmus 2, nes molekulės įkrova yra lygi nuliui, tada: (+1) + (+3) + 2 • (-2) = 0. Azoto pavyzdyje matyti, kad šis atomas gali turėti skirtingas oksidacijos būsenas skirtingose medžiagose nuo 5 iki minus 3 (su vieno vieneto intervalu).
