ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Окислительно-восстановительные реакции из "Практикум по общей химии Издание 5" В отличие от ионно-обменных реакций, окислительно-восстановительные реакции характеризуются переходом электронов от одного компонента реакции к другому. Переход электронов вызывает изменение зарядности или валентности взаимодействующих вешеств. [c.136] С электронной точки зрения окислением называется процесс, при котором происходит потеря электронов, а восстановлением— процесс, связанный с присоединением электронов. Вешества, которые при окислительно-восстановительных реакциях теряют электроны, называются восстановителями, а вещества присоединяющие электроны,—окислителями. Следовательно, восстановитель при реакции всегда окисляется, а окислитель—восстанавливается. [c.136] В окислительно-восстановительной реакции могут участвовать нейтральные атомы (молекулы), элементарные ионы и сложные ионы. [c.136] Окислительно-восстановительные свойства нейтральных атомов и ионов можно легко объяснить с помощью периодической системы элементов Менделеева (см. табл. 11). [c.136] В 1869 г. великий русский ученый Д. И. Менделеев открыл один из важнейших законов природы—периодический закон химических элементов, по которому свойства элементов (а следовательно, и образованных ими простых и сложных веществ) находятся в периодической зависимости от их атомных весов . [c.136] В периодической системе элементы занимают места соответственно их порядковым номерам (от 1 до 103). Порядковым номером определяется величина положительного заряда ядра (число протонов) или число электронов на электронных слоях атома. [c.138] Формирование каждого периода начинается с элемента, в атоме которого на новом электронном слое находится один электрон оканчиваются периоды элементами, атомы которых имеют во внешнем слое 8 электронов (атомы инертных газов). Первый период заканчивается инертным газом гелием, нмеюш,им на внешнем слое 2 электрона. Всего в периодической системе 7 периодов, номер периода указывает на число электронных слоев в атоме. Исключение составляет элемент V периода палладий, в атоме которого 4 электронных слоя. [c.138] Химические свойства элемента связаны с распределением электронов в атоме. Ряд элементов, обладающих сходными химическими свойствами, обусловленными одинаковым числом валентных электронов, называется гомологическим рядом, или рядом аналогов. Элементы одного и того же гомологического ряда, или аналоги, соединены в таблице сплошной или пунктирной чертой. [c.139] Сплошной чертой соединены аналоги главных подгрупп, а пунктирной—аналоги побочных подгрупп, лантаниды и актиниды. [c.139] Аналогия в свойствах элементов главных подгрупп определяется одинаковым числом электронов на внешней оболочке атомов этих элементов. Аналогия в свойствах элементов побочных подгрупп зависит не только от внешних электронов, но и от электронов, дополняющих, сверх восьми, соседний электронный слой. Так, элемент рений (2=75) с распределением электронов в атоме )2)8) 18)32)8+5)2 является ана логом элемента марганца (2=25), имеющего распределение электронов )2)8)8+5)2. Актиниды в химическом отношении являются аналогами лантанидов. [c.139] Изучение строения атомов позволило понять причину периодичности. Периодическое изменение свойств элементов связано с периодическим повторением сходных электронных структур. [c.139] В табл. И (стр. 137) они располагаются слева от пунктирной точечной черты. К этой группе элементов относятся преимущественно металлы (исключение составляют И, Не и В). [c.139] В табл. 11 элементы этой группы расположены справа от пунктирной черты (кроме атомов инертных газов). Окислителями-восстановителями являются также водород и бор. [c.140] Для характеристики восстановительно-окислительных свойств нейтральных атомов пользуются величинами ионизационных потенциалов и сродства к электрону. [c.140] Ионизационный потенциал (единица электрон-вольт, еУ, эв) выражает работу отрыва электрона от нейтрального атома и может служить мерой восстановительной активности атома. [c.140] Сродство к электрону (выражают обычно в килокалориях)—энергия присоединения одного электрона к нейтральному атому. Сродство к электрону может служить мерой сравнительной окислительной активности нейтральных атомов. Окислительная активность изменяется обратно изменению восстановительной активности. По имеющимся числовым данным величин ионизационного потенциала и сродства к электрону можно охарактеризовать изменение окислительно-восстановительной активности по периодам и гомологическим рядам элементов в периодической системе. [c.140] Например, нейтральный атом серы S с порядковым номером 16 имеет распределение электронов по слоям )2)8)6. Он может присоединить еще 2 электрона, переходя в двухзарядный отрицательный ион S с электронной конфигурацией )2)8)8. [c.141] Во внешнем слое оболочки элементарных отрицательных ионов имеется 8 электронов следовательно, такие ионы могут только отдавать электроны и являются, таким образом, восстановителями. [c.141] Зарядность положительных элементарных ионов изменяется от 1 до 4 (свободные четырехзарядные ионы встречаются редкд). Ионы максимальной зарядности образуются в результате отдачи всех внешних (или валентных) электронов нейтральным атомом. Например, атом А1 с распределением электронов )2)8)3 или атом Sn с распределением электронов )2)8)18)18)4, теряя соответственно 3 и 4 внешних электрона, переходят в и Sn с электронной конфигурацией )2)8 и )2)8)18)18. Во внешнем слое ионов максимальной положительной зарядности содержится 8 или 18 электронов следовательно, такие ионы не могут больше терять электронов, а только приобретают ранее потерянные электроны, являясь окислителями. [c.141] Вернуться к основной статье