Jeg har undersøgt omkring, og nogle kilder hævder, at for at finde det minimale og maksimale oxidationsnummer du gør dette:
Maksimum: gruppen elementet
Minimum: gruppen af elementet – 8
Men jeg kan ikke få dette til at fungere for Fe? Jeg sætter pris på en afklaring. 🙂 Det ser ud til at fungere for svovl, og hvad jeg har læst om det oxidationer.
Maksimum: 6 Minimum: 6 – 8 = -2
Ikke altid metaller har et positivt oxidationsnummer? Betyder dette for Fe (jern), at det er 0 til +3?
(Jeg ved, dette er en duplikat, undskyld, men de andre blev ikke besvaret og spurgt for mange år siden
Kommentarer
- Denne metode er kun en tilnærmelse. Se denne wiki-side for en empirisk observeret liste over tilstande. Denne metode fungerer især dårligt for overgangsmetaller, da de er så komplicerede.
- Observerede oxidationsnumre for jern: $ -4, -2, -1, +1 , +2, +3, +4, +5, + 6 $.
- Hvis du teoretisk vil beregne ovennævnte liste over oxidationsnumre for jern, foreslår jeg, at du giver op.
- @ user34388 Hvad mener du med enhver oxidationstilstand? Jeg tror ikke, brint (II) er nået eller nogensinde vil blive nået. På samme tid tror jeg brint ($ \ mathrm {-III} $) er heller ikke muligt , men alligevel er der mange elementer, der viser begge disse oxidationstilstande.
- @ user34388 Mit hovedpunkt er, at de fleste (kendte) oxidationstilstande er inden for rammerne af en periode, dvs. jeg er ikke opmærksom på nogen oxidation angiver, at fjerner kernelektroner eller tilføjer elektroner til $ n + 1 $ -skallen.
Svar
Reglen du citerede gælder generelt for hovedgruppeelementer – men kun hvis du tæller grupperne i den ældre hovedgruppe / overgangsmetalformalitet. Den nyere IUPAC-terminologi tæller s-, p- og d-elementgrupperne efter hinanden, så svovl ville være i gruppe 16. For den nomenklatur skal du trække 10 fra gruppetallet for den maksimale oxidationstilstand.
Eksempel: Fosfor (gruppe 15 efter nuværende terminologi; gruppe V efter ældre terminologi). Maksimal oxidationstilstand: $ \ mathrm {+ V} $. Minimum oxidationstilstand $ \ mathrm {-III} $. [1]
Dette har en generel kvantekemisk forklaring. Disse oxidationstilstande tilføjer op til otte, hvilket er nøjagtigt antallet af elektroner, der typisk udgør den ydre (valens) skal – hvor kemi sker.
Hvis vi starter ved fosfor ($ \ mathrm {V} $ ) og ønsker at fjerne en anden elektron, bliver vi nødt til at fjerne denne elektron fra kerneorbitalerne. Disse er allerede ret stabile (dvs. lave i energi) i jordtilstanden, men for hver fjernet elektron bliver de stabiliseret yderligere. Således ender de i en meget stabil tilstand, og fjernelse bliver meget hårdere.
Ligeledes vil hver elektron, der føjes til en neutral forbindelse, destabilisere alle orbitaler i dette atom. Hvis tre allerede er føjet til fosfos, hvilket giver fosfor ($ \ mathrm {-III} $), skal den næste elektron føjes til en fjern bane, hvilket igen ikke er noget let. Dette er grunden til, at der typisk er et interval på otte for de kemisk tilgængelige oxidationstilstande for hovedgruppemetaller.
Jeg er dog ikke villig til at satse på noget, at s-elementerne i perioder 4 og højere (kalium under og calcium og derunder) holder sig til denne regel; af grunden se og fortolke nedenfor. Indtil videre er kun $ \ mathrm {+ I} $ og $ \ mathrm {-I} $ kendt for alkaliske metaller (gruppe 1) og kun $ \ mathrm {+ II} $ og $ \ mathrm {+ I} $ for jordalkalimetaller er kendt (spar elementær oxidationstilstand $ \ pm 0 $).
Overgangsmetaller er meget sværere. I teorien kunne du antage et interval på enten ti (kun d-elektroner), tolv (d og s-elektroner) eller atten (d, s og p-elektroner). Faktisk er der eksperimentelt etableret et interval på ti for krom, mangan og jern, mens et interval på tolv er blevet etableret for osmium og iridium. (Kilde: Wikipedia )
Indtil videre er den højeste oxidationstilstand fundet for iridium ($ \ mathrm {+ IX} $) . Platin ($ \ mathrm {X} $) er forudsagt. (Kilde: også Wikipedia ) Bemærk, at disse tilstande ligger godt inden for den s og d idé, jeg tidligere henviste til. Så vidt jeg ved, er der ingen beviser, der peger mod s, p og d idéen.
Der er et stort antal ukendte oxidationstilstande for overgangsmetaller, f.eks. mens chrom ($ \ mathrm {-IV} $) og ($ \ mathrm {-II} $) er kendt, er chrom ($ \ mathrm {-III} $) ikke.
Begrebet at metaller kunne kun have positive oxidationstilstande er forkert. Som eksempel er $ \ ce {[Fe (CO) 4] ^ 2 -} $ med en jernoxidationstilstand på $ \ mathrm {-II} $ kendt.
Alt dette komplicerer analysen stærkt. Indtil der er udført meget mere forskning, bør du sandsynligvis ikke forsøge at forudsige disse elementers maksimale og minimale oxidationstilstande.
Kommentarer
- Tak for denne lange, detaljerede forklaring! 🙂 Bare et spørgsmål, ville dog ' t oxidationsnummeret på Fe i Fe (CO) 4-2 være positivt?
- @javanewbie CO er en neutral ligand og betragtes ikke som ' t " ikke-uskyldig " AFAIK, så det gør det ikke ' t påvirker ox. stat. Det trækker elektroner ud, så reelle ladninger på Fe ikke er tæt på -2 og tildeler okse. stater til lignende komplekser er problematisk.