Сущность окислительно-восстановительных реакций

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: Сущность окислительно-восстановительных реакций

    СУЩНОСТЬ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ

    Окислительно-восстановительные процессы принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций и имеют огромное значение в теории и практике.

    Окисление-восстановление—один из важнейших процессов природы.

    Дыхание, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода, обмен веществ и ряд других химических процессов в основе своей являются окислительно-восстановительными

    реакциями. Сжигание топлива в топках паровых котлов и двигателях внутреннего сгорания, электролитическое осаждение металлов, процессы, происходящие в гальванических элементах и

    аккумуляторах, включают реакции окисления-восстановления.

    Получение элементарных веществ (железа, хрома, марганца, золота, серебра, серы, хлора, йода и т.д.) и ценных химических продуктов (аммиака, щёлочей, азотной, серной и других

    кислот) основана на окислительно-восстановительных реакциях.

    На окислении-восстановлении в аналитической химии основаны методы объёмного анализа: перманганатометрия, йодометрия, броматометрия, и другие, играющие важную роль при

    контролировании производственных процессов и выполнении научных исследований. В органической химии для проведения ряда химических превращений самое широкое распространение нашли

    процессы окисления-восстановления.

    Инертные газы лишь в исключительных случаях способны вступать в окислительно-восстановительные реакции.

    ЭНЕРГИЯ ИОНИЗАЦИИ И СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ.

    ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ

    Химическая природа элемента оценивается способностью его атома терять и приобретать электроны. Последняя может быть количественно оценена энергией ионизации

    и его сродством к электрону.

    Мерой энергии ионизации атома служит его ионизеционный потенциал, представляющий собой

    наименьшее напряжение в вольтах,

    Которое необходимо приложить для того, чтобы оторвать электрон от невозбужденного атома и удалить его на бесконечно

    далекое расстояние.

    В периодах, как правило, энергия ионизации увеличивается слева направо. При этом восстановительные свойства элементов уменьшаются, а окислительные—возрастают.

    Энергия сродства к электрону (СЭ) характеризует количество энергии, которая выделяется (или поглощается) в результате присоединения электрона к нейтральному атому с превращением

    его в отрицательный ион. Величины энергии сродства к электрону в периодах возрастают слева направо, в подгруппах, как правило, уменьшаются сверху вниз.

    Энергию ионизации (

    ) и энергию сродства к электрону ( Е ) можно отнести как к единичному атому, так и к 6,02* 10

    атомов.

    Для атомов свободных элементов окислительная и восстановительная активность выражается величинами энергии ионизации и сродства атома к электрону.

    Для того, чтобы решить вопрос, атом данного элемента легче теряет или присоединяет электрон, была введена характеристика, названная электроотрицательностью. Мерой

    электроотрицательности

    может служить арифметическая сумма значений ионизации

    и сродства к электрону Е:

    ЭО = 1+Е.

    Электроотрицательность элемента имеет размерность слагаемых, из которых она образовалась, и может быть, следовательно, выражена в тех же единицах.

    Для более удобного пользования значениями электроотрицательности элементов принята система их относительных величин, в которой электроотрицательность лития условно принята за

    единицу.

    В табл.1 приведены значения относительной электроотрицательности (ОЭО) различных элементов по Полингу. Как и следовало ожидать, наибольшее значение электроотрицательности имеет

    фтор, наименьшее-цезий. Водород занимает промежуточное положение, т. е. При взаимодействии с одними элементами (например, с

    ) он отдаёт электрон, а с другими (например, с

    ) –

    приобретает. Чем больше различие в электроотрицательности двух элементов, тем больше химическая связь между их атомами по своему характеру отличается от ковалентной

    связи и приближается к ионной. Так, разница в величинах относительной электроотрицательности у элементов натрия и фтора равна: ОЭО = 4 – 0,9 = 3,1 , поэтому в

    связь ионная; в молекуле

    в молекулах

    ОЭО = 1,9 ) и

    ( ^ ОЭО =

    0,6 ) связи полярны, причем у молекулы

    диполь больше, чем у молекулы

    . Таблица 1

    Электроотрицательность (ОЭО) атомов некоторых элементов периодической системы.

    Период

    гр

    ЭО

    гр

    ЭО

    III гр

    ЭО

    гр

    ЭО

    гр

    ЭО

    гр

    ЭО

    гр

    ЭО

    0,95

    0,90

    0,80

    0,75

    Пользуясь

    электроотрицательностью как величиной, характеризующей способность атома к притяжению валентных электронов, необходимо помнить, что элементу нельзя приписать постоянную

    электроотрицательность. Она зависит от того, в составе какого конкретного соединения рассматривается атом, в окружении атомов каких элементов он находится. Так, свободный атом хлора в

    молекулах

    NaCl

    обладает неодинаковыми свойствами. Следовательно, надо иметь в виду не электроотрицательность вообще, а электроотрицательность элемента, образующего конкретные химические связи в

    конкретном окружении, в конкретном валентном состоянии. Однако, несмотря на это, понятие электроотрицательности

    является полезным для объяснения многих свойств химических связей.

    Чем больше величина электроотрицательности элемента, тем сильнее его окислительные (неметаллические ) свойства, и наоборот, элемент, имеющий наименьшее значение

    электроотрицательности, наиболее активно проявляет восстановительные свойства.

    СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ

    Под степенью окисления атома

    в молекуле понимается условный электрический заряд данного атома, вызванный смещением валентных электронов к более электроотрицательному атому.

    При этом условии предполагается, что электроны каждой связи в моле-

    куле ( или ионе ) принадлежат более электроотрицательному атому.

    Степень окисления атома обозначается числом со знаком ( + ) или ( - ) . Значение положительной степени окисления элемента соответствует числу оттянутых от атома электронов + , а

    величина отрицательной степени окисления – числу притянутых атомом электронов - .

    Для определения степени окисления атомов в свободном состоянии и в химических соединениях следует руководствоваться данными ОЭО ( табл. 1 ) и следующим :

    Атомы кислорода в соединениях могут проявлять как целые, так и дробные степени окисления. Например, степень окисления кислорода в основном равна

    (-2), в

    ( -1 ), в

    и КО

    – соответственно (-1/2 и –1/3 ) , а во фторокислороде О

    - (+2 ). Для водорода характерна степень окисления +1, но встречается и –1 ( в гидридах металлов 2. Степень окисления атомов в простых ионных соединениях по знаку м величине равна

    электрическому заряду иона. Например, в хлориде калия степень окисления калия равна +1, а хлора – (-1).

    3.Если молекула образована за счёт ковалентной или ионно-ковалентной связи (например,

    ) степень окисления более

    электроотрицательного атома обозначается со знаком -, а менее

    электроотрицательного атома – со знаком +.

    Для понимания определения степени окисления элементов ряда соединений целесообразно писать их графические формулы. Так, в соединениях азота

    степени окисления азота соответственно равны:-3, -2, -1, +3, +5. Это наглядно видно из их гр...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


    Добавить комментарий
    Старайтесь излагать свои мысли грамотно и лаконично

    Введите код:
    Включите эту картинку для отображения кода безопасности
    обновить, если не виден код



ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены