Nox v zložitých štruktúrach a stredný Nox. Výpočet priemerného Noxu

Nox (oxidačné číslo) je náboj, ktorý prvok získa pri vytváraní iónovej väzby, alebo čiastočný charakter, ktorý získa pri vytváraní kovalentnej väzby.

Texty „Koncept oxidačného čísla (NOx)”A„ Stanovenie oxidačného čísla (Nox) ”ukazujú, ako vypočítať Nox jednoduchších látok. Existujú však prípady zložitejších štruktúr, napríklad organických zlúčenín, ktoré majú niekoľko atómov rovnakého prvku navzájom spojených rôznymi spôsobmi alebo s inými chemickými prvkami.

Organické zlúčeniny sú zvyčajne tvorené uhlíkom a vodíkom, ale veľmi časté sú aj kyslík a dusík. Pretože majú teda vo svojich štruktúrach niekoľko atómov uhlíka, každý z nich má iný Nox v závislosti od prvkov, s ktorými sú spojené.

Pozrime sa napríklad, ako určiť Nox pre každý z uhlíkov prítomných v štruktúre glukózy nižšie:

OH OH OH H OH O 
│ │ │ │ │ ║
H─C─C─C─C─C─C
│ │ │ │ │ │
H H H H H H

Najprv spočítajme uhlíky, aby sme ich odlíšili, počnúc uhlíkom na konci, ktorý vytvára dvojitú väzbu s kyslíkom, to znamená uhlíkom v karbonylovej skupine:

OH OH OH H OH O 
│ │ │ │ │ ║
H─C⁶ ─C⁵ ─C⁴ ─C³ ─C² ─C¹
│ │ │ │ │ │
H H H H H H

Upozorňujeme, že uhlík 1 je naviazaný na vodík, kyslík a iný uhlík, ako je uvedené nižšie. Jeho väzba s iným uhlíkom však neprekáža jeho Nox, pretože oba majú rovnakú elektronegativitu.

O → Nox = -2
║
Dz ─C¹→ Nox = x
│
H → Nox = +1

Na zavolanie Ç a H, uhlík je elektronegatívnejší ako H, prijíma z neho elektrón. V prípade hovoru Ç a O, kyslík je najviac elektronegatívny a odstraňuje dva elektróny z uhlíka. Nox tohto uhlíka teda bude daný zvážením celkových strát a prírastkov elektrónov, to znamená, že ak získal jeden elektrón a stratil dva, potom sa jeho Nox rovná +1.

Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)

Teraz sa pozrime na uhlík číslo 2:

oh → Nox = -1
│
dz ─C² ─C¹
│
H → Nox = +1

Tento uhlík prijal elektrón z H a stratil elektrón pre hydroxylovú skupinu (OH); s tým sa váš výsledný Nox rovná nula.

Upozorňujeme, že uhlíky 3, 4 a 5 tvoria úplne rovnaké väzby ako uhlík 2; takže ich Nox sa tiež rovná nule. Zostáva objaviť Nox uhlíka 6:

oh → Nox = -1
│
Ç⁵ ─C⁶ ─ H→ Nox = +1
│
H → Nox = +1

Pretože prijíma jeden elektrón z každého H, sú to teda dva prijaté elektróny; a stratí elektrón na OH, jeho Nox sa rovná -1.

Ak chceme vypočítať stredný nox uhlíka v glukóze, stačí pridať všetok Nox a vydeliť množstvom uhlíka, ako je uvedené nižšie:

Šesť uhlíkových NOx → C⁶ ─C⁵ ─C⁴ ─C³ ─C² ─C¹
-1 0 0 0 0 +1 

Stredný Nox → (-1) + (0) + (+1) = nula
6

Čo však v prípade, že nepoznáme štruktúru zlúčeniny, ako určíme Nox?

V takom prípade nie je možné určiť Nox pre každý z prvkov, ale je možné určiť priemerný Nox z molekulárneho vzorca. Zistite, ako sa to deje s molekulárnym vzorcom samotnej glukózy (C.₆H₁₂O₆):

Ç₆ H₁₂ O₆
6x + 12. (+1)+ 6. (-2) = 0
6x + 12 -12 = 0
6x = 12 - 12
x = 0

Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu

Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Nox v zložitých štruktúrach a stredný Nox"; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nox-estruturas-complexas-nox-medio.htm. Prístup k 28. júnu 2021.