酸化数は、反応中の電子とそれらが一般的にどのように割り当てられるかを追跡する方法であることを理解しています(結合内の電子はより電気陰性度の高い原子に割り当てられます)。
なぜこの方法を使用するのですか。作業?電気陰性度に基づいてこれらの任意の数を割り当てることが、反応の予測とバランス調整に役立つのはなぜですか?
酸化数は、反応中の電子とそれらが一般的にどのように割り当てられるかを追跡する方法であることを理解しています(結合内の電子はより電気陰性度の高い原子に割り当てられます)。
なぜこの方法を使用するのですか。作業?電気陰性度に基づいてこれらの任意の数を割り当てることが、反応の予測とバランス調整に役立つのはなぜですか?
まず第一に、それらは実際には恣意的ではありません。
しかし、方程式のバランスに関する重要な点は、次のとおりです。種ごとの電子の総数を追跡できます。これは明確に定義された値です。 。たとえば、1つの過マンガン酸塩($ \ ce {MnO4-} $)の場合、25 + 4 * 8 + 1の電子があり、1つの$ \ ce {Mn(II)} $の場合、23の電子があり、1つの水に対して10の電子があります。 、1つの$ \ ce {H +} $に対して0個の電子があります。したがって、この半方程式では、左側に5つの電子が必要です。
$$ \ ce {8H + + MnO4- + 5e- -> Mn(II)+ 4H2O} $$
または、ここでは、すべてのH原子が+、すべての酸素が-2であり、一貫性を保つために、$ \ ce {MnO4-} $のMnは+7であると仮定できます。すべてが同じであり、すべての変化は+7から+2になり、差が5電子であるMnによるものであるため、HとOを却下できます。
これも次のように行うことができます:Oはどこでも-4なので、$ \ ce {H2O} $のHは+2で、左側は+1でした。彼らは8つの電子を寄付しました。 $ \ ce {MnO4-} $のMnは+15で、右側は+2です。これは、13個の電子を受け入れたことを意味します。また、違いは5電子です。
結論:一貫性がすべてです。すべての種のすべての元素がこの種の電荷に合計される場合、それらの形式電荷が何であれ、それは機能します-これは総電子数を追跡するための単なる別の方法だからです。したがって、ほとんどの場合、Oは-2、Hは+1のように、それらのほとんどを一定に扱う方がよいでしょう。
物事を追跡する方法はいくつかあります。酸化数は1つ、形式電荷はもう1つです。
酸化数を使用すると、分子またはイオン内の電子は、結合内のより電気陰性度の高い原子に割り当てられます。したがって、$ \ ce {H2O} $では、酸素が最も電気陰性度が高いため、水素の酸化数は$ + 1 $(電子を「失った」)であり、酸素は$ -2 $(2つの電子を「獲得」した)です。このスキームを一貫した方法で使用すると、方程式のバランスを非常にうまくとることができます。
一方、形式的な電荷がより重要な場合があります。このスキームでは、常に電子を任意の結合で分割します。したがって、水中ではすべての原子の形式電荷はゼロです。
これらの2つのスキームは、次のように考えることができます。酸化数は、すべての結合が事実上完全にイオン性であり、電子がより多くの電気陰性原子。正式な電荷は、すべての結合が共有であり、結合内の電子が等しく共有されているふりをします。
もちろん、どちらも完全に正しいわけではありませんが、どちらも「電子会計」スキームとして使用できます。