Ik heb onderzoek gedaan en sommige bronnen beweren dat om het minimum en maximum oxidatiegetal te vinden je doet dit:
Maximum: de groep het element
Minimum: de groep van het element – 8
Maar ik kan dit niet laten werken voor Fe? Ik zou een verduidelijking op prijs stellen. 🙂 Het lijkt te werken voor zwavel en wat ik heb gelezen over zijn oxidaties.
Maximum: 6 Minimum: 6 – 8 = -2
Don t metalen altijd een positief oxidatiegetal hebben? Betekent dit voor Fe (ijzer) dat het 0 tot +3 is?
(Ik weet dat dit een duplicaat is, sorry, maar de anderen werden jaren geleden niet beantwoord en gevraagd ).
Reacties
- Die methode is slechts een benadering. Zie deze wikipagina voor een empirisch geobserveerde lijst van toestanden. Die methode werkt vooral slecht voor overgangsmetalen, omdat ze zo gecompliceerd zijn.
- Waargenomen oxidatiegetallen voor ijzer: $ -4, -2, -1, +1 , +2, +3, +4, +5, + 6 $.
- Als je de bovengenoemde lijst met oxidatiegetallen voor ijzer theoretisch wilt berekenen, raad ik je aan om op te geven.
- @ user34388 Wat bedoel je met elke oxidatietoestand? Ik denk niet dat waterstof (II) is bereikt of ooit zal worden bereikt. Tegelijkertijd denk ik dat waterstof ($ \ mathrm {-III} $) is ook niet haalbaar , maar van talrijke elementen is bekend dat ze beide oxidatietoestanden vertonen.
- @ user34388 Mijn belangrijkste punt is dat de meeste (bekende) oxidatietoestanden binnen de grenzen van een periode vallen, dwz ik ben niet op de hoogte van enige oxidatie staten die kernelektronen verwijderen of elektronen toevoegen aan de $ n + 1 $ schil.
Antwoord
De regel die u citeerde, geldt over het algemeen voor de elementen van de hoofdgroep – maar alleen als u de groepen meetelt in de oudere formaliteit hoofdgroep / overgangsmetalen. De nieuwere IUPAC-terminologie telt de elementgroepen s, p en d achter elkaar, zodat zwavel in groep 16 zou zitten. Voor die nomenclatuur moet je 10 aftrekken van het groepsnummer voor de maximale oxidatietoestand.
Voorbeeld: fosfor (groep 15 volgens huidige terminologie; groep V volgens oudere terminologie). Maximale oxidatietoestand: $ \ mathrm {+ V} $. Minimale oxidatietoestand $ \ mathrm {-III} $. [1]
Dit heeft een algemene kwantumchemische verklaring. Deze oxidatietoestanden zijn opgeteld acht, wat precies het aantal elektronen is dat typisch de buitenste (valentie) schil vormt – waar chemie plaatsvindt.
Als we beginnen met fosfor ($ \ mathrm {V} $ ) en een ander elektron willen verwijderen, zouden we dit elektron uit de kern-orbitalen moeten verwijderen. Deze zijn al redelijk stabiel (d.w.z. laag in energie) in de grondtoestand, maar voor elk verwijderd elektron worden ze verder gestabiliseerd. Ze komen dus in een zeer stabiele toestand terecht en het verwijderen wordt des te moeilijker.
Evenzo zal elk elektron dat aan een neutrale verbinding wordt toegevoegd alle orbitalen van dat atoom destabiliseren. Als er al drie zijn toegevoegd aan fosfor, waardoor fosfor ($ \ mathrm {-III} $) ontstaat, zou het volgende elektron moeten worden toegevoegd aan een verre orbitaal, wat ook weer niet gemakkelijk is. Dit is de reden waarom er doorgaans een bereik van acht is voor de chemisch toegankelijke oxidatietoestanden van metalen uit de hoofdgroep.
Ik ben echter niet bereid om iets te wedden dat de s-elementen van periode 4 en hoger (kalium en onder en calcium en onder) zich aan die regel houden; zie en interpreteer daarom hieronder. Tot dusver zijn alleen $ \ mathrm {+ I} $ en $ \ mathrm {-I} $ bekend voor alkalimetalen (groep 1) en alleen $ \ mathrm {+ II} $ en $ \ mathrm {+ I} $ voor aardalkalimetalen zijn bekend (behalve de elementaire oxidatietoestand $ \ pm 0 $).
Overgangsmetalen zijn een stuk moeilijker. In theorie zou je een bereik kunnen aannemen van ofwel tien (alleen d-elektronen), twaalf (d- en s-elektronen) of achttien (d-, s- en p-elektronen). Experimenteel is zelfs een reeks van tien vastgesteld voor chroom, mangaan en ijzer, terwijl een reeks van twaalf is vastgesteld voor osmium en iridium. (Bron: Wikipedia )
Tot nu toe is de hoogste oxidatietoestand gevonden voor iridium ($ \ mathrm {+ IX} $) . Platina ($ \ mathrm {X} $) is voorspeld. (Bron: ook Wikipedia ) Merk op dat deze toestanden ruimschoots binnen het ‘s en d’ idee vallen waar ik eerder naar verwees. Voor zover ik weet, zijn er geen bewijzen die wijzen op het ‘s, p en d’ idee.
Er is een groot aantal onbekende oxidatietoestanden voor overgangsmetalen, bijv. terwijl chroom ($ \ mathrm {-IV} $) en ($ \ mathrm {-II} $) bekend zijn, is chroom ($ \ mathrm {-III} $) dat niet.
Het idee dat metalen kunnen alleen positieve oxidatietoestanden hebben, is onjuist. Als voorbeeld is $ \ ce {[Fe (CO) 4] ^ 2 -} $ met een ijzeroxidatietoestand van $ \ mathrm {-II} $ bekend.
Dit alles bemoeilijkt de analyse sterk. Totdat er veel meer onderzoek is gedaan, moet u waarschijnlijk niet proberen de maximale en minimale oxidatietoestanden van deze elementen te voorspellen.
Reacties
- Bedankt voor deze lange, uitgebreide uitleg! 🙂 Gewoon een vraag, zou ' t het oxidatiegetal van Fe in Fe (CO) 4-2 positief zijn?
- @javanewbie CO is neutraal ligand en isn ' t beschouwd als " niet-onschuldig " AFAIK, dus het doet niet ' heeft geen invloed op ox. staat. Het onttrekt elektronen dus de werkelijke lading op Fe komt niet in de buurt van -2, en wijst ox toe. toestanden met vergelijkbare complexen is problematisch.