Химическая связь, окисление и восстановление

Окислительно-восстановительные процессы вообще характерны тем, что атомы реагирующих веществ устанавливают новые или изменяют старые химические связи. Окисление и восстановление оценивают по числу отданных или принятых электронов. Этим мы пользуемся при расчете коэффициентов окислительно-восстановительных реакций при помощи электронного баланса, но в то же время отчетливо представляем себе, что в большинстве случаев происходит не переход электронов, а только деформация атомных орбиталей при образовании полярных ковалентных связей. [c.255]

Значительные осложнения при изучении окислительно-восстано-вительных свойств твердых редокситов связаны с большим временем достижения равновесия в системе редоксит - раствор медиатора. Время, необходимое для получения только одной точки на кривой титрования, может колебаться от нескольких часов [140] до нескольких суток [141] и даже недель [142, 143]. Однако и по истечении этого срока сложно сделать однозначное заключение о том, наступило равновесие для окислительно-восстановительной реакции между редокситом и медиатором или же установившийся потенциал является стационарным и определяется кинетическими факторами. Скорость установления равновесия в гетерогенной системе редоксит - раствор медиатора определяется скоростью химической реакции окисления-восстановления и диффузии медиатора к функциональным группам редоксита. Реакция окисления-восстановления редко является лимитирующей стадией. Как правило, стадия, определяющая скорость превращения в гетерогенной системе редоксит - раствор медиатора, -это диффузия [131]. Ускорить диффузионные процессы в редокс-полимерах можно созданием определенной структуры полимеров, [c.154]

Я старался излагать материал таким образом, чтобы он был доступен студентам после двух лет обучения в высшей школе. Единственная формальная подготовка, которую я считаю обязательной, — это знание-основ химии, т. е. я исхожу из того, что читатель знаком хотя бы поверхностно с такими понятиями, как атомы и молекулы, сильные и слабые химические связи, химическое равновесие, окисление — восстановление, а также знаком с химией растворов. Я не рассчитываю на то, что читатель уже изучал биологию, и в частности генетику, в средней школе, хотя знание этих предметов, равно как и знание органической химии, несомненно, облегчило бы понимание книги. К сожалению, попытка сделать рассказ о молекулярной генетике доступным столь широкой аудитории неизбежно ведет к тому, что часть излагаемого материала уже знакома читателю, изучавшему биологию в колледже. При написании книги я имел в виду читателя, который будет прорабатывать ее последовательно, от начала и до конца, однако те, кто прошел курс современной общей биологии, могут начать чтение с гл. П1, а читатели, знакомые с основами биохимии и ее терминологией, — прямо с гл. V. [c.12]

Токсичные элементы не могут быть токсичными сами по себе. Нередко различие между двумя различными элементами в одной форме гораздо менее очевидно, чем между двумя соединениями одного и того же элемента. Так, среди различных химических форм ртути наиболее токсичны органические, а именно, алкильные производные, в то же время для мышьяка характерна обратная ситуация неорганические соединения имеют больший токсический эффект, чем органические, причем As(III) более токсичен, чем As(V) [1]. Кроме того, в природе постоянно происходят процессы, связанные с взаимными превращениями вещества, сопровождающиеся переходом одной формы в другую. В качестве иллюстрации на рис. 2.1 представлен биогеохимический цикл мышьяка в природе, включающий различные типы химических реакций окисление-восстановление и метилирование-деметилирование, которое происходит под воздействием живых организмов (биоты) [108]. Изучение процессов трансформации элементов не представляется возможным без количественных данных о вещественном составе на промежуточных стадиях процессов. Кроме того, определение суммарного содержания элемента в воде без учета возможных химических форм может привести к ошибочному результату из-за зависимости величины аналитического сигнала от характера химической связи в соединении определяемого элемента (электрохи-мические методы анализа, ЭТА ААС). Следовательно, можно заключить, что определение содержаний химических форм элементов несомненно - более важная проблема, чем определение их валового содержания. [c.23]

Составление уравнений реакций. При записи окислительно-восстановительных реакций обычно показывают, сколько электронов отдано окислителем и сколько приобретено восстановителем. Условно принято окисление отождествлять с отдачей электронов, а восстановление — с приобретением электронов, т. е. не принимается во внимание строение частиц, природа химической связи в них и механизм протекающего процесса. Ради [c.203]

В решетке элементного бора связи между атомами неполярные, ковалентные, что обусловливает такие его свойства, как большая твердость и химическая устойчивость к процессам окисления — восстановления, растворения и образования комплексов. В образовании сильных ковалентных связей участвуют делокализованные электроны, о чем свидетельствуют цвет и наличие небольшой электропроводности. [c.571]

Другими весьма эффективными химическими методами глубокой очистки веществ являются методы избирательного окисления или восстановления по отношению к очищаемому веществу или примесям. В качестве окислителя используется кислород, галогены, в особенности хлор (метод избирательного хлорирования). При использовании кислорода обычно стремятся с его помощью химически связать и удалить примеси, находящиеся в очищаемом веществе. Но иногда лучшая очистка достигается переводом в оксид основного элемента с последующим его восстановлением. [c.12]

При записи окислительно-восстановительных реакций обычно показывают, сколько электронов отдано окислителем и сколько приобретено восстановителем. Условно принято окисление отождествлять с отдачей электронов, а восстановление — с приобретением электронов, т. е. не принимаются во внимание строение частиц, природа химической связи в них и механизм протекающего процесса. Ради упрощения записи обычно указывают степени окисления лишь тех атомов, у которых она меняется. Условным является и приписывание окислительно- [c.92]

Первоначально термин окисление был введен в химию, как присоединение к элементам кислорода. Понять взаимосвязь приведенного в начале параграфа определения с исторически первым определением нетрудно, если вспомнить, что кислород — наиболее электроотрицательный элемент после фтора, и, следовательно, во всех соединениях кислорода, кроме РзО, электронная пара, образующая химическую связь кислорода с каким-либо другим атомом, оттянута в сторону кислорода. Таким образом, связанный с кислородом атом частично лишен своего электрона (в случае кратной связи — двух электронов) и поэтому может считаться окисленным. Число электронов, отданное атомом полностью (в случае образования иона) или частично (в случае образования связи с более электроотрицательным элементом), называют степенью окисления элемента. Чаще всего этим понятием пользуются применительно к соединениям кислорода и галогенов, хотя в принципе можно его распространить и на другие элементы и считать, например, водород в метане окисленным, а углерод — восстановленным, поскольку электроотрицательность углерода несколько выше, чем у водорода (соответственно 2,5 и 2,1). [c.252]

В подавляющем большинстве случаев элементарные реакции включают разрыв одних и образование других химических связей. Исключение составляют лишь реакции, связанные с переносом электронов от одной частицы к другой, т. е. реакции окисления — восстановления. Наиболее типичны такие реакции для ионов переходных металлов и их комплексов, например [c.360]

Отрицательное окислительное число элемента указывает на то, что он в данном соединении восстановлен, положительное — окислен. Сера в SOj, где она окислена, имеет окислительное число+4, а в ZnS, где она восстановлена, —2. О различии между окислительным числом и валентностью говорят следующие примеры азот в Nj трехвалентен, поскольку здесь его атомы выделили для образования химических связей три электрона, но его окислительное число здесь [c.68]

Известно, что восстановление соединений хрома (VI) до производных хрома (III) происходит легче в кислотной среде, а окисление соединений хрома(III) до производных хро-Ma(VI)—в щелочной среде. Какие справочные данные подтверждают это Приведите возможное объяснение влиянию кислотности среды на окислительно-восстановительную активность соединений хрома, используя учения о химическом равновесии и термодинамике, химической связи и строении молекул. [c.137]

Что же касается общетеоретических вопросов, то при описании многих тем школьного курса химии учение о периодичности позволяет глубже раскрыть их содержание. Так, при изучении водных растворов следует обратить внимание на свойства растворителя (вода) и свойства растворяемых веществ (типы связи, строение молекулы, степени окисления), которые определяют такое свойство веществ, как их растворимость, поведение в воде (электролитическая диссоциация, гидролиз, окисление—восстановление). При описании состава химических соединений следует обратить внимание на взаимосвязь классификации соединений по составу с положением элементов в системе (совокупность свободных атомов, номер группы и периода). Это дает возможность устанавливать связи между разными классами соединений (оксиды, фториды, хлориды, гидриды, интерметаллиды) и видеть особенности каждого из них по составу (насыщенные или ненасыщенные молекулы), по агрегатному состоянию и строению (водородные соединения неметаллов, как правило, газообразны при обычных условиях, гидриды типичных металлов — ионные кристаллы) и т. п. [c.71]

При рассмотрении типов химической связи было показано, что формированию ионной связи предшествует перенос электронов от одних атомов к другим, вследствие чего образуются заряженные частицы (катионы и анионы). Отдача электронов атомом (ионом, молекулой) называется окислением, а присоединение электронов — восстановлением. [c.135]

Органические вещества могут участвовать в протолитических, окислительно-восстановительных реакциях, а также реакциях осаждения и комплексообразования, что обусловлено химическими свойствами их функциональных групп. В связи с этим для количественного титриметрического анализа органических соединений используют в основном те же методы, что и для анализа неорганических соединений. Кроме того, для целей анализа используют реакции конденсации, замещения водорода, введения нитро- или нитрозо-групп, присоединения, свойственные органическим веществам. В некоторых случаях в процессе титрования сочетаются несколько типов взаимодействий, например окисление— восстановление, замещение водорода и присоединение, кислотно-основное взаимодействие и присоединение и т. п. [c.213]

При химических реакциях электроны, отдаваемые восстановителями, или полностью переходят к атомам окислителей с образованием отрицательных ионов (Р", СГ), или оттягиваются атомами окислителя на себя с образованием ковалентной полярной связи. Таким образом, реакции окисления одних веществ непрерывно связаны с восстановлением других и носят название окислительно-восстановительных процессов. [c.254]

При изменении степени окисления изменяется и характер химических связей, причем в высших степенях окисления (4—5) преобладают ковалентные полярные связи, в низших (2—3) — ионно-ковалентные (характерны только для V). Изменение характера связей и химических свойств полученных соединений рассмотрим в связи с соответствующими реакциями окисления и восстановления. [c.349]

В топливных элементах ток вырабатывается при непрерывной подаче восстанавливающих (топливо) и окисляющих веществ и при непрерывном отводе продуктов реакции, так что состав элемента в процессе генерирования тока практически не меняется. В принципе работа ТЭ может быть основана на любом процессе окисления — восстановления. Поэтому теоретически возможно проводить окисление обычных горячих веществ таким образом, чтобы освобождающаяся химическая энергия полностью превращалась в электрическую, а не в тепловую как при обычном сжигании. Тем не менее, применение топливных элементов пока ограничено. Это связано с их весьма значительной стоимостью, ограниченным сроком службы. Кроме того, к. п. д. разработанных ТЭ еще недостаточно высок. [c.284]

Таким образом, в зависимости от типа частицы, ее энергии, химического состава образца, времени облучения в смазочном материале происходят различные микроскопические изменения, начиная от ионизации атомов и молекул и кончая полным превращением одних атомов в другие. При этом разрываются химические связи и образуются свободные радикалы, ионы и радикал-ионы, которые обладают свободными валентностями и избыточной энергией. В результате в облучаемой среде возникают различные химические реакции синтез и разложение, полимеризация и деструкция, окисление и восстановление, изомеризация или любая комбинация из этих процессов. Совокупность микроскопических процессов, происходящих под действием радиоактивного излучения, вызывает возникновение макроскопических эффектов в смазочных материалах. Изменения, которые при этом претерпевают смазочные материалы, могут быть весьма значительными и зачастую приводят к полной потере их эксплуатационных свойств. [c.240]

Как упоминалось выще, диэлектрическую проницаемость и дипольные моменты часто используют для количественного описания полярности растворителей. Следует отметить, однако, что охарактеризовать растворитель по его полярности пока что невозможно, потому что до сегодняшнего дня отсутствует четкое определение термина полярность . Под полярностью можно понимать, во-первых, постоянный дипольный момент соединения, во-вторых, его диэлектрическую проницаемость и, в-третьих, сумму всех свойств молекул, ответственных за любые взаимодействия между молекулами растворителя и растворенного вещества (в том числе кулоновское, ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействия, образование водородных связей и взаимодействия типа ДЭП/АЭП) [33]. С так называемой полярностью растворителя связан другой важный параметр — его общая сольватирующая способность. Последняя в свою очередь зависит от всех специфических и неспецифических взаимодействий между растворителем и растворенным веществом. Поэтому в настоящей книге термин полярность растворителя будет отвечать третьему из указанных выше определений. Следует подчеркнуть, что это определение исключает все взаимодействия, приводящие к химическому изменению растворенного вещества (в том числе протонированию, окислению, восстановлению и комплексообразованию). [c.100]

По механизму протекания реакции деструкции лигнина можно подразделить на две группы гетеролитическое расщепление связей между мономерными звеньями (ионные реакции) гомолитическое расщепление связей между мономерными звеньями (свободнорадикальные реакции). Кроме того, химические реакции лигнина можно разделить на реакции окисления, восстановления и реакции, не сопровождающиеся окислительно-восстановительными превращениями. Окислительновосстановительные реакции могут протекать по ионному и свободнорадикальному механизмам. [c.426]

При осаждении металлических пленок химическим путем из раствора ионы металла восстанавливаются и осаждаются на подложке, которой приданы каталитические свойства. Химическое осаждение связано с восстановлением (приобретением электронов) иона металла с одновременным окислением (потерей электронов) восстанавливающего химического агента. Так, в щелочном растворе хлорида никеля при наличии надлежащего восстановителя (например, ионов гипофосфита) будут происходить следующие реакции [c.87]

Уровень 3. Понятие о химической реакции претерпевает качественное изменение в теме Химическая связь. Строение вещества . Химическая реакция начинает трактоваться как разрушение одних связей и образование новых. Рассматривается это на примере окислительно-восстановительных реакций. Механизм реакции окисления и восстановления объясняют с точки зрения перехода электронов, поднимаясь на более высокий теоретический уровень. [c.277]

Кинетика и механизм процессов растворения и выщелачивания определяются структурой и составом растворяемого минерала, характером химических связей в его кристалле, а также целым комплексом физико-химических свойств растворителя. Растворение минералов состоит из стадий подвода частиц растворителя к поверхности минерала, собственно взаимодействия растворителя и минерала и отвода продуктов реакции от поверхности раздела фаз. По характеру взаимодействия минерала и растворителя процессы растворения и выщелачивания грубо классифицируют 1) процессы так называемого простого или физического растворения и 2) процессы химического растворения, обусловленные химическим взаимодействием между растворяемым веществом и растворителем при протекании реакций а) обмена, б) окисления — восстановления, в) нейтрализации, г) комплексообразова-ния. Эта классификация довольно условна, так как процессы растворения и выщелачивания представляют собой сложные явления. [c.26]

При растворении, связанном с окислением катиона или аниона в кристаллической решетке, нарушаются химические связи в решетке за счет изменения электронного состояния атомов, размеров ионов и, следовательно, сил и характера взаимодействия между ними, в результате чего образуется новое соединение. В одних случаях растворение минералов с использованием реакций окисления-восстановления может обеспечить перевод катиона металла в высшую степень окисления. Например, при кислотном выщелачивании урановой смолки или уранинита из руд, которое проводят в присутствии окислителей (пиролюзита или хлората натрия) [c.71]

В течение длительного времени считали, что АТФ и другие высокоэнергетические соединения, находящиеся в равновесии с ним, представляют собой единственную форму энергии, которая может использоваться живыми клетками во всех энергозависимых процессах. Вопрос о характере связи между транспортом электронов, с одной стороны, и превращением фосфорных соединений, с другой, долгое время оставался неясным. Было установлено, что использование энергетических ресурсов (органических или неорганических соединений при дыхании, света при фотосинтезе) связано с переносом электронов по цепи, состоящей из белковых и небелковых компонентов, способных к обратимому окислению — восстановлению. В результате этого переноса освобождающаяся на отдельных участках дыхательной или фотосинтетической цепи энергия трансформируется в химическую энергию фосфатных связей АТФ. Молекулярный механизм фосфорилирования, сопряженный с электронным транспортом, был неизвестен. [c.100]

Порядок связи в катион-радикале (СН ) становигтся равным +Х- Такая связь неустойчива и разрывается с удалением Н, который с СГ образует НС1. Далее происходит цепная свободнорадикальная реакция метил-радикала Hj с молекулой СЬ, как серия химических актов окисления—восстановления, расщепления ( lj) на СГ й СГ, ассоциация ионов Н и СГ и т. д. [c.69]

Рис. УН.22. а — параллельные белковые цепи, удерживаемые дисульфидными связями б — химическая реакция (восстановление), разрушающая дисульфидные связи теперь цепи могут свободно передвигаться относителыю друг друга в - волос завивается или распрямляется г — химическая реакция (окисление) образования новых связей между

Классификация реакций. В неорганической химии широко используется классификация химических реакций по характеру взаимодействия реагирующих веществ, а точнее по процессам переноса электрона, электронных пар, протона и других атомномолекулярных частиц. По этим признакам они подразделяются на обменные реакции, окисления — восстановления и комплексообразования (реакции переноса электронных пар с образованием до-норно-акцепторных связей). [c.27]

Интересно отметить, что содержание серосодержащих соединений в добываемой нефти изменяется неодинаково. Так, по некоторым скважинам при росте содержания общей серы содержание сульфокислот имеет низкие значения (меньшие, чем для скважин, не реагирующих на закачку серной кислоты). Очевидно, сульфокислоты, изначально получаемые при сульфировании компонентов нефти, способны претерпевать различные химические превращения. Например, возможно биогенное восстановление до сероводорода кроме того, известны процессы окисления сероорганики (меркаптанов) растворенным в воде кислородом и УОБ. Биохимические реакции окисления-восстановления приводят к частичной перегруппировке атомов и появлению новых соединений. В процессах биогенного окисления углеводороды разрушаются последовательно до непредельных соединений, спиртов, альдегидов, кето-нов, карбоновых кислот. Взаимодействие сероводорода со спиртами, альдегидами, кетонами катализируется кислотами, например, серной кислотой. В этой связи серная кислота, закачанная в пласты с целью повышения нефтеотдачи, одновременно явилась как источником сульфат-иона, так и катализатором процесса осернения нефти. [c.125]

При установлении того, какие типичные химические процессы охватываются такой систематизацией, были получены вполне удовлетворительные результаты. В первую группу (превращение без изменения углеродного скелета) попадают реакции гидрирования, хлорирования, нитрования, окисления, восстановления и др., которые обычно методически принято объединять. Ко второй группе (увеличение углеродного скелета) относятся реакции конденсации (например, образование конденсированных систем по Кемпфу), и полимеризации (с образованием новых С—G-связей). Третья [c.19]

Чрезвычайно высока скорость практически всех кислотно-основных реакций реакций между ионами и 0Н , взаимодействия ионов и ОН с кислотно-основными индикаторами и т. д. В отличие от реакций кислотно-основного взаимодействия скорость окислительно-восстановитель-ных реакций и реакций комплексообразования меняется в широких хфеделах (табл. 4.1). Различия в скоростях реакций комплексообразования и окисления—восстановления объясняются многообразием механизмов этих реакций, часто отличающихся многостадийностъю, образованием большого числа промежуточных продуктов, требующих перестройки координационной сферы ионов, разрыва и образования кшогих химических связей. [c.90]

НОСТЬ сольватировать реагенты или активированные комплек сы, а также молекулы в основном и возбужденном состояниях [1, 3]. В свою очередь сольватирующая способность растворителя зависит от всех специфических и неспецифических взаимодействий между молекулами растворителя и растворенного вещества, в том числе электростатических взаимодействий между ионами, ориентационных взаимодействий между биполярными молекулами, индукционными и дисперсионными взаимодействиями, образованием водородных связей, переносом заряда, а также сольвофобными взаимодействиями (см. гл. 2). При этом не учитываются только такие взаимодействия, которые приводят к определенным химическим изменениям молекул растворенного вещества, например к протонированию, окислению, восстановлению, комплексообразованию. Очевидно, что определяе мую таким образом полярность растворителя нельзя описать каким-либо одним физическим параметром, например диэлектрической проницаемостью. Действительно, очень часто не удается обнаружить какой-либо корреляции между диэлектрической проницаемостью [или той или иной ее функцией, например 1/бг, (вг—1)/(2ег+1)] и логарифмом скорости или константой равновесия зависящей от природы растворителя химической реакции. Вероятно, вообще не существует такого макроскопического физического параметра, с помощью которого можно было бы учесть все многочисленные взаимодействия между растворителем и растворенным веществом, осуществляющиеся на молекулярном уровне. До настоящего времени сложность взаимодействий между растворителем и растворенным веществом не позволяет найти достаточно общие математические выражения, с помощью которых можно было бы вычислить скорости или константы равновесия реакций в растворителях различной полярности. [c.487]

Для получения многих органических соединений используют процессы электрохимического окисления, восстановления и димери-зации. Химические источники тока и электрохимические аккумуляторы широко применяют в радиотехнике, средствах связи, автоматизации, в различного вида транспортных устройствах. [c.8]