عدد التأكسد Oxidation Number

عدد التأكسد
یعتمد تعریف عدد التأكسد على نوع المركب، فیما إذاكان مركبا ً أیونیا ً أم مركبا ً جزیئیا ً ، حیث یتم تعریف عدد التأكسد في المركبات الأیونیة على أنه الشحنة الفعلیة لأیون الذرة. أما في المركبات الجزیئیة فهو الشحنة التي ستكتسبها الذرة فیما لو أعطیت إلكترونات الرابطة كلیا ً للذرة الأعلى كهروسالبية.
و لحساب عدد التاكسد يجب الإلتزام بالقواعد التالية:

1- عدد التأكسد لأي عنصر منفرد يساوي صفرا ما لم يكن أيونا : فمثلا عدد التأكسد للصوديوم Na و للنحاس Cu و المغنيسيوم Mg يساوي صفرا.

2 – عدد التأكسد لذرات الجزیئات ثنائیة الذرات أو عدیدة الذرات المتشابھة ومتعادلة الشحنة یساوي صفرا. فمثلا عدد التاكسد لجزيء الهيدروجين H₂ و لجزيء الكلور Cl₂ و لجزيء الاكسجين O₂ يساوي صفرا .

3 – عدد تأكسد الأیون البسیط ، أي الأیون المكون من ذرة واحدة، یساوي شحنة الأیون . فمثلا عدد التأكسد لأيون الصوديوم +Na يساوي +1 ، و عدد التأكسد لأيون الكلور ⁻Cl يساوي -1 و عدد التأكسد لأيون الألومنيوم Al⁺³ يساوي +3 و عدد الـتأكسد لايون الأكسجين O⁻² يساوي -2 .

و عليه فإن عدد تأكسد أیونات العناصر القلویة (عناصر المجموعة الأولى في الجدول الدوري) یساوي +١ داخل مركباتها ، مثل K ،Na ،Li ، و عدد تأكسد أیونات القلویات الترابیة (المجموعة الثانیة في الجدول الدوري يساوي+٢ داخل مركباتها مثل : Ca ،Mg ،Ba ،Be .

4 – عدد تأكسد الهيدروجين یساوي +١ في جمیع مركباته باستثناء هيدريدات الفلزات، حیث یكون عدد تأكسده یساوي (-١) .
فمثلا عدد الـتأكسد للهيدروجين في كل من H₂O ، NH₃ ، CH₄ ، H₂SO₄ ، HNO₃ یساوي +١ ، أما عدد التأكسد للهيدروجين في كل من NaH ، LiH ، KH یساوي -١ .

5 – عدد تأكسد الأكسجین في مركباته یساوي -٢ عدا مركبات فوق الأكسید یساوي -١ كما یكون عدد موجبا ً مع عنصر الفلور F . فمثلا : عدد تأكسد الأكسجین في كل من H₂O ،MgO ،HNO₃ ،CH₃OH یساوي – ٢ . أما عدد تأكسد الأكسجین في كل من H₂O₂ ،Na₂O₂ ،K₂O₂ ،Li₂O₂ ،MgO₂ یساوي -١. وعدد تأكسد الأكسجین في F₂O یساوي +٢ .

٦ – عدد تأكسد الهالوجينات (عناصر المجموعة السابعة من الجدول الدوري) یساوي -١ في المركبات الثنائیة مع الفلزات، أما عنصر الفلور فإن عدد تأكسده یساوي – ١ في جمیع مركباته.
فمثلا : عدد تأكسد Cl في NaCl يساوي −1 ، و عدد تأكسد I في MgI₂ يساوي − ١، و عدد تأكسد Br في AlBr₃ يساوي -1 .

7 – مجموع أعداد التأكسد لجمیع الذرات في المركب المتعادل ( أي المركب كمجمل) یساوي صفر.فمثلا : مجموع أعداد التأكسد في كل من المركبات التالیة یساوي صفرا : Al₂O₃ ،CaSO₄ ،H₂SO₄ ،H₃PO₄ ،CH₄ . NH₃ ،H₂O

8 – مجموع أعداد التأكسد لجمیع الذرات في الأیون متعدد الذرات یساوي شحنة الأیون. فمثلا مجموع أعداد التأكسد في ⁻² CrO₄ يساوي -2 . و مجموع أعداد التأكسد في ⁻ HSO₃ يساوي -1.

٩- عدد تأكسد المجموعة الأیونیة یساوي شحنة الأیون مقدارا ً وإشارة، والمجموعة الأیونیة هي أیون مكون من أكثر من عنصر واحد، والجدول التالي یبین أهم المجموعات الأیونیة وصیغة وعدد تأكسد كل منها .

 

عدد التأكسد للمجموعة	المجموعة الأيونيو	الصيغة الكيميائية
-1	الهيدروكسيد	OH−
-1	النترات	NO3−
-2	الكربونات	CO3 −2
-2	الكبریتات	SO4 −2
-3	الفوسفات	PO4 −3
+1	الأمونیوم	NH4 +
-2	الدایكرومات	Cr2O7 −2
-1	البيرمنجنات	MnO4−
-1	السيانو	CN−

علاقة التأكسد والاختزال بعدد التأكسد

من خلال دراستنا لعدد التأكسد، فإنه یمكن بسهولة تحدید الذرة التي تأكسدت والذرة التي اختزلت في التفاعل الكیمیائي، حیث یمكن التوصل إلى مفهوم بسیط یساعد في تحدید عملیتي التأكسد والاختزال ، حيث يمكن تعريف التأكسد بأنه الزیادة في عدد التأكسد ، و الاختزال النقصان في عدد التأكسد .
فمثلا في التفاعل التالي :

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

لمعرفة الذرات التي حدث لها أكسدة و اختزال ، نقوم بحساب أعداد التأكسد للذرات في كل من المواد المتفاعلة و المواد الناتجة.

                                                                                                                -2 +1     0       -1 +2    -1 +1    -2 +4

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

من خلال دراستنا للمعادلة السابقة نلاحظ أن :
– الذرات التي لم یتغیر عدد تأكسدها، أي ذرات لم یحدث لها عملیة تأكسد أو اختزال هي الأكسجين O و الهيدروجين H.
– الذرات التي زاد عدد تأكسدها هي ذرات حدث لها عملیة تأكسد، و هي الكلور Cl .
– الذرات التي نقص عدد تأكسدها هي ذرات حدث لها عملیة اختزال و هي المنغنيز Mn .

العوامل المؤكسدة والعوامل المختزلة

في تفاعلات التأكسد والاختزال، فإن هناك مادة تتأكسد وأخرى تُختزل، وتسمى المادة التي تأكسدت باسم العامل المختزِل لأنها سببت اختزالا ً للمادة الأخرى، وكذلك تسمى المادة التي تُختزل باسم العامل المؤكسِد لأنها سببت تأكسدا ً للمادة الأخرى، وبالتالي فإنه یمكن تعریف كل من العامل المؤكسِد والعامل المختزِل كما یلي:
– العامل المؤكسِد: المادة التي تكتسب الالكترونات في تفاعل التأكسد والاختزال (المادة التي یحدث لها اختزال.
– العامل المختزِل: المادة التي تفقد الالكترونات في تفاعل التأكسد والاختزال (المادة التي یحدث لها تأكسد).

و یجب الإنتباه هنا إلى أن التأكسد والاختزال یحدث لذرة واحدة في المركب أو الأیون متعدد الذرات، إلا أن كامل المركب أو الایون یعد العامل المؤكسِد أو العامل المختزِل ولیس الذرة فقط. فهناك بعض المواد التي تسلك كعوامل مؤكسِدة في تفاعلات وكعوامل مختزِلة في تفاعلات أخرى، ومن أشهر تلك المواد الهيدروجين H2 . كما أن هناك بعض المواد التي تسلك كعوامل مؤكسِدة أو كعوامل مختزِلة في معظم تفاعلاتها، وتعرف هذه المواد بأنها عوامل مؤكسِدة أو عوامل مختزِلة، ویبین الجدول التالي أشهر العوامل المؤكسِدة والمختزِلة القویة.

عوامل مختزلة	عوامل مؤكسدة
الفلزات النشطة، مثل: Li ،Na ،Mg ،Al ،Zn	جزیئات العناصر ذات الكهروسالبية العالية  O3 ،F2 ،O2 ،Cl2
بعض هيدريدات الفلزات وأشباه الفلزات، مثل: LiAlH4 ،NaBH4	المركبات والایونات متعددة الذرات والمحتویة على ذرات ذات أعداد تأكسد عالیة، مثل: HClO4 , HNO3 ,Cr2O7 −2 , CrO4 −2 , MnO4 −

 

 

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

 

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

 

2 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir

 

3 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :