Zbadałem i niektóre źródła twierdzą, że aby znaleźć minimalny i maksymalny stopień utlenienia robisz to:
Maksimum: grupa element
Minimum: grupa elementu – 8
Jednak nie mogę zmusić tego do pracy dla Fe? Byłbym wdzięczny za wyjaśnienie. 🙂 Wydaje się, że działa w przypadku Siarki i utleniania tego, co o niej czytałem.
Maksymalnie: 6 Minimalnie: 6 – 8 = -2
Nie używaj metali zawsze ma dodatni stopień utlenienia? Czy to oznacza, że dla Fe (żelaza) wynosi od 0 do +3?
(Wiem, że to duplikat, przepraszam, ale inni nie odpowiedzieli i zapytali lata temu ).
Komentarze
- Ta metoda jest jedynie przybliżeniem. Zobacz tę stronę wiki dla empirycznie obserwowanej listy stanów. Ta metoda działa szczególnie słabo w przypadku metali przejściowych, ponieważ są one tak skomplikowane.
- Obserwowane stopnie utlenienia żelaza: $ -4, -2, -1, +1 , +2, +3, +4, +5, + 6 $.
- Jeśli chcesz teoretycznie obliczyć powyższą listę stopni utlenienia żelaza, proponuję zrezygnować.
- @ user34388 Co masz na myśli przez „każdy stan utlenienia”? Nie sądzę, że wodór (II) został lub kiedykolwiek zostanie osiągnięty. Jednocześnie myślę, że wodór ($ \ mathrm {-III} $) jest również niewykonalne , ale wiadomo, że wiele pierwiastków wyświetla oba te stany utlenienia.
- @ user34388 Moim głównym celem jest to, że większość (znanych) stanów utlenienia mieści się w granicach okresu, tj. nie jestem świadomy żadnego utleniania stwierdza, że usuwa elektrony z jądra lub dodaje elektrony do powłoki $ n + 1 $.
Odpowiedź
Reguła zacytowana przez ciebie jest generalnie prawdziwa dla głównych elementów grup – ale tylko wtedy, gdy policzysz grupy zgodnie ze starszą formalnością grupy głównej / metali przejściowych. Nowsza terminologia IUPAC liczy grupy pierwiastków s, p i d jedna po drugiej, tak że siarka znalazłaby się w grupie 16. Dla tej nomenklatury należy odjąć 10 od numeru grupy dla maksymalnego stopnia utlenienia.
Przykład: Fosfor (grupa 15 według aktualnej terminologii; grupa V według starszej terminologii). Maksymalny stopień utlenienia: $ \ mathrm {+ V} $. Minimalny stopień utlenienia $ \ mathrm {-III} $. [1]
To ma ogólne wyjaśnienie chemii kwantowej. Te stany utlenienia sumują się do ośmiu, co jest dokładną liczbą elektronów, które zwykle tworzą zewnętrzną (walencyjną) powłokę – tam, gdzie zachodzi chemia.
Jeśli zaczniemy od fosforu ($ \ mathrm {V} $ ) i chcielibyśmy usunąć kolejny elektron, musielibyśmy usunąć ten elektron z orbitali rdzenia. Są już dość stabilne (tj. Niskoenergetyczne) w stanie podstawowym, ale dla każdego usuniętego elektronu stabilizują się dalej. W ten sposób kończą w bardzo stabilnym stanie, a usunięcie jest znacznie trudniejsze.
Podobnie każdy elektron dodany do neutralnego związku zdestabilizuje wszystkie orbitale tego atomu. Gdyby trzy zostały już dodane do fosforu, dając fosfor ($ \ mathrm {-III} $), następny elektron musiałby zostać dodany do odległej orbity, co znowu nie jest czymś łatwym. Z tego powodu zwykle występuje zakres ośmiu dla chemicznie dostępnych stopni utlenienia metali z grupy głównej.
Jednak nie jestem skłonny zakładać się o nic, że elementy s z okresów 4 i wyższych (potas i poniżej i wapń i poniżej) trzymać się tej zasady; powód patrz i interpretuj poniżej. Jak dotąd tylko $ \ mathrm {+ I} $ i $ \ mathrm {-I} $ są znane z metali alkalicznych (grupa 1) i tylko $ \ mathrm {+ II} $ i $ \ mathrm {+ I} $ dla metale ziem alkalicznych są znane (z wyjątkiem stopnia utlenienia pierwiastków $ \ pm 0 $).
Metale przejściowe są dużo trudniejsze. Teoretycznie można założyć zakres dziesięciu (tylko d-elektrony), dwunastu (d i s-elektronów) lub osiemnastu (d, si p-elektronów). W rzeczywistości, eksperymentalnie ustalono zakres dziesięciu dla chromu, manganu i żelaza, podczas gdy zakres dwunastu został ustalony dla osmu i irydu. (Źródło: Wikipedia )
Jak dotąd najwyższy stopień utlenienia stwierdzono dla irydu ($ \ mathrm {+ IX} $) . Przewidywano platynę ($ \ mathrm {X} $). (Źródło: także Wikipedia ) Zwróć uwagę, że te stany są zgodne z ideą „sid”, o której wspomniałem wcześniej. O ile mi wiadomo, nie ma dowodów wskazujących na ideę „s, p i d”.
Istnieje wiele nieznanych stanów utlenienia metali przejściowych, np. podczas gdy chrom ($ \ mathrm {-IV} $) i ($ \ mathrm {-II} $) są znane, chrom ($ \ mathrm {-III} $) nie jest.
Pojęcie, że metale mogą mieć tylko dodatnie stany utlenienia, jest nieprawidłowe. Na przykład znany jest przykład $ \ ce {[Fe (CO) 4] ^ 2 -} $ ze stopniem utlenienia żelaza $ \ mathrm {-II} $.
Wszystko to komplikuje analizę silnie. Dopóki nie zostanie przeprowadzonych znacznie więcej badań, prawdopodobnie nie należy próbować przewidywać maksymalnych i minimalnych stanów utlenienia tych pierwiastków.
Komentarze
- Dziękuję za to długie, rozbudowane wyjaśnienie! 🙂 Tylko pytanie, czy nie ' t liczba utleniania Fe w Fe (CO) 4-2 nie byłaby dodatnia?
- @javanewbie CO jest neutralne ligand i nie ' nie są uważane za " niewinne " AFAIK, więc tak nie jest ' nie wpływa na wołu. stan. Wyciąga elektrony tak rzeczywisty ładunek na Fe nigdzie w pobliżu -2 i przypisuje wołu. stany do podobnych kompleksów jest problematyczne.