Nox в сложных структурах и средний Nox. Расчет среднего NOx

Nox (степень окисления) - это заряд, который элемент приобретает при образовании ионной связи, или частичный характер, который он приобретает при образовании ковалентной связи.

Тексты »Понятие окислительного числа (NOx)»И« Определение числа окисления (Nox) »показывают, как рассчитать NOx более простых веществ. Однако есть случаи более сложных структур, таких как органические соединения, в которых несколько атомов одного и того же элемента по-разному связаны друг с другом или с другими химическими элементами.

Органические соединения обычно состоят из углерода и водорода, но кислород и азот также очень распространены. Таким образом, поскольку они имеют несколько атомов углерода в своей структуре, каждый из них имеет разные NOx, в зависимости от элементов, с которыми они связаны.

Например, давайте посмотрим, как определить Nox для каждого из атомов углерода, присутствующих в структуре глюкозы ниже:

ОН ОН ОН Н ОН О 
│ │ │ │ │ ║
H─C─C─C─C─C─C
│ │ │ │ │ │
В Ч В Ч В Ч

Давайте сначала пронумеруем атомы углерода, чтобы различить их, начиная с углерода на конце, который образует двойную связь с кислородом, то есть с углерода в карбонильной группе:

ОН ОН ОН Н ОН О 
│ │ │ │ │ ║
H─C⁶ ─C⁵ ─C⁴ ─C³ ─C² ─C¹
│ │ │ │ │ │
В Ч В Ч В Ч

Обратите внимание, что углерод 1 связан с водородом, кислородом и другим углеродом, как показано ниже. Однако его связь с другим углеродом не мешает его Nox, поскольку оба имеют одинаковую электроотрицательность.

О → Nox = -2
║
Dz ─C¹→ Nox = x
│
ЧАС → Nox = +1

По вызову Ç а также ЧАС, углерод более электроотрицателен, чем H, получая от него электрон. В случае звонка Ç а также О, кислород является наиболее электроотрицательным, удаляя два электрона из углерода. Таким образом, Nox этого углерода будет определяться с учетом общих потерь и усиления электронов, то есть, если он получил один электрон и потерял два, то его Nox будет равен +1.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

Теперь посмотрим на углерод номер 2:

ой → Nox = -1
│
dz ─C² ─C¹
│
ЧАС → Nox = +1

Этот углерод получил электрон от H и потерял электрон гидроксилу (OH); с этим ваш результирующий Nox равен нуль.

Обратите внимание, что атомы углерода 3, 4 и 5 образуют точно такие же связи, что и углерод 2; так что их Nox тоже равны нулю. Осталось открыть для себя NOx углерода 6:

ой → Nox = -1
│
Ç⁵ ─C⁶ ─ H→ Nox = +1
│
ЧАС → Nox = +1

Поскольку он получает по одному электрону от каждого H, следовательно, это два полученных электрона; и он теряет электрон на ОН, его Nox равен -1.

Если мы хотим вычислить средний NOx углерода в глюкозе, просто добавьте все NOx и разделите на количество углерода, как показано ниже:

Шесть углеродных NOx → C⁶ ─C⁵ ─C⁴ ─C³ ─C² ─C¹
-1 0 0 0 0 +1 

Средний Nox → (-1) + (0) + (+1) = нуль
6

Но что, если мы не знаем структуру соединения, как мы собираемся определить Nox?

В этом случае невозможно определить NOx для каждого из элементов, но можно определить среднее значение NOx по молекулярной формуле. Посмотрите, как это делается с молекулярной формулой самой глюкозы (C₆ЧАС₁₂О₆):

Ç₆ ЧАС₁₂ О₆
6x + 12. (+1)+ 6. (-2) = 0
6х + 12-12 = 0
6x = 12–12
х = 0

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Хотели бы вы использовать этот текст в учебе или учебе? Посмотрите:

FOGAÇA, Дженнифер Роча Варгас. «NOx в сложных структурах и средние NOx»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nox-estruturas-complexas-nox-medio.htm. Доступ 28 июня 2021 г.