דרגת חמצון


שיעור זה זמין גם ב: العربية (ערבית)

דרגת חמצון

דרגת חמצון

כדי לקבוע בתהליכי חמצון-חיזור מי מסר אלקטרונים ומי קיבל אלקטרונים, ובכלל אם תהליך מסוים הוא תהליך חמצון-חיזור, יש לדעת מהי דרגת החמצון של כל אטום בכל הרכב כימי.

מהי דרגת חמצון (ד"ח)?

דרגת חמצון היא ערך מספרי המבטא את המטען היחסי שיש לאטום מסוים בהרכב כלשהו.
המטען היחסי נקבע לפי מספר האלקטרונים שהאטום שיתף/מסר/קיבל.

ישנם כללים שבעזרתם נוכל לקבוע מהי דרגת החמצון של כל אטום בכל הרכב כימי.

כללים לקביעת דרגת חמצון:

  1. לכל יסוד דרגת חמצון אפס (0).
  2. בכל תרכובת ניטרלית (שאינה יון/לא טעונה) סכום דרגות החמצון הוא אפס (0).
  3. דרגת החמצון של אטום הפלואור בכל התרכובות שלו היא 1-.
  4. דרגת החמצון של מימן היא:
    • 1- כשהוא קשור למתכות (קשר יוני).
    • 1+ כשהוא קשור לאל-מתכות.
    • 0 כיסוד (לפי כלל מספר 1) וכשהוא קשור לזרחן כי לשניהם ערך אלקטרושליליות זהה.
  5. לחמצן, ברוב המקרים, דרגת חמצון 2-.
    לעתים, דרגת החמצון של החמצן היא 1- למשל, בתרכובות כמו מי חמצן, הקרויה גם מימן על-חמצני, H2O2, כלומר בחומרים שבהם קשר יחיד בין שני אטומי החמצן.
    כשחמצן נקשר לאטום פלואור דרגת החמצון שלו היא 1+ או 2+.
  6. ביון חד-אטומי (יון לא מורכב הבנוי רק מסוג אחד של אטומים) מטען היון שווה לדרגת החמצון שלו.
  7. ביון חד-אטומי מתכתי מהטור הראשון דרגת החמצון היא 1+, מהטור השני דרגת החמצון היא 2+, ומהטור השלישי דרגת החמצון היא 3+.
  8. ביון חד-אטומי אל-מתכתי מהטור השביעי דרגת החמצון היא 1-, מהטור השישי דרגת החמצון היא 2-, מהטור החמישי דרגת החמצון היא 3-.
  9. ביון מורכב מטען היון שווה לסכום כל דרגות החמצון (סכום כל המטענים היחסיים) של כל מרכיבי היון.
  10. בחומר מולקולרי יש לחשב את דרגת החמצון על-פי ערכי האלקטרושליליות ומספר האלקטרונים המשותפים. היסוד היותר אלקטרושלילי יקבל את הערך השלילי וגודל הערך השלילי יהיה שווה למספר האלקטרונים ששותפו. רצוי להתחיל את החישוב מהיסודות שיוצרים מספר קשרים קטן יותר, ועל-פיהם לחשב את היסוד המרכזי, כלומר את זה שיוצר יותר קשרים.

נסביר חלק מהקביעות ונעבור לדוגמאות:

ראשית, דרגת החמצון של הפלואור בתרכובות היא תמיד 1- כי הוא היסוד הכי אלקטרושלילי והוא משתף/מקבל רק אלקטרון אחד. מאותה הסיבה, החמצן ברוב הקשרים שלו יהיה 2- שכן הוא היסוד השני ברשימת היסודות הכי אלקטרושליליים, והוא נוטה, ברוב הקשרים שלו, לקבל/לשתף 2 אלקטרונים.

המימן נוטה לשתף אלקטרון אחד עם שאר האל-מתכות (למדנו בפרק מבנה וקישור). כיוון שערך האלקטרושליליות שלו קטן, יחסית לכלל האל-מתכות, הוא יהיה טעון במטען יחסי חיובי. לכן דרגת החמצון שלו כשהוא קשור לאל-מתכות היא, בדרך כלל, 1+. כשהמימן, שערך האלקטרושליליות שלו גבוה מכלל המתכות, קשור למתכות הוא יוצר עמן קשר יוני ולכן מקבל אלקטרון והופך ליון שמטענו 1-. כיוון שהמימן בחומרים יוניים אלה הוא יון חד-אטומי, מטענו כשהוא קשור למתכות יהיה זהה לדרגת החמצון שלו 1-.

את כללים 9 ו-10 נסביר תוך מתן דוגמאות בהמשך.

כעת נראה איך הכללים באים לידי ביטוי בדוגמאות שונות.

ציינו את ערך דרגת החמצון לכל אחד מהאטומים בחומר H2O.

נתחיל מהמימן. הוא קודם לחמצן בכללים. כיוון שהוא מחובר לאל-מתכת (חמצן) דרגת החמצון שלו היא 1+. במקרה זה, ניתן גם להתחיל מהחמצן אולם עדיף לעבוד לפי סדר הכללים ולסגל שיטת עבודה קבועה.

דרגת חמצון 1+
O 2 H
הערך הכולל (סך כל דרגות החמצון) 0

המשך התוכן בעמוד זה למנויים בלבד

אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

לרכישת מנוי לחץ כאן