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Introduction to Oxidation States : Oxidation and reduction. Oxidation states.
相關課程
- 假設有氯化鈉分子(NaCl)
- 這個情況的話... 看看元素周期表
- 鈉(Na) 是鹼金屬元素
- 它有1個價電子
- 在第一主族
- 那麽只有1個的時候
- 它就想要失去電子
- 而氯(Cl) 是鹵族元素
- 只缺1個電子
- 它只要1個電子
- 就可以使最外層達到
- 8電子的飽和狀態
- 所以它要吸收1個電子
- 這個故事我們已經講過很多次了
- 尤其是在化學係列的前幾集
- 所以我們知道會怎樣
- 鈉 因爲它要失去1個電子
- 它會失去1個電子
- 它把電子給氯
- 而氯就會得到1個電子
- 所以就會有這種情況
- 鈉有帶+1電荷
- 因爲它失去1個電子
- 氯會有帶-1電荷
- 因爲它得到了1個電子
- 然後它們會相互吸引
- 因爲現在這個是帶正電的
- 這個是帶負電的
- 庫侖力就會
- 讓它們想要相互靠近
- 然後我們就把它叫做 電價鍵
- 我還沒有講到你不知道的東西呢
- 在電價鍵中
- 實際上是一種物質失去電子
- 給另一種物質
- 現在
- 這是個非常干脆的情況
- 但是也有其他的情況
- 沒有這麽干脆
- 比如 H2O
- 其中有氧(O)
- 你已經見過好幾次了
- 如果你按順序看影片了的話
- 它和2個氫成鍵
- 但是我們知道氧非常…
- 實際上 氮(N) 氧(O)和氟(F)
- 是電負度最強的原子
- 也就是說
- 它們喜歡勾引電子
- 所以當氧
- 和大多數原子成鍵時候
- 特別是這種情況 氫…
- 氧會把大多數的電子
- 拉向自己
- 所以即使這些是共價鍵
- 這個氫仍然和氧
- 共用電子成鍵
- 在整個分子中 電子大多數時候
- 都在氧原子這一側
- 所以在分子中氧的一側
- 帶有部分負電荷
- 氫原子有部分正電荷
- 我們講過這個了
- 而且這個會産生氫鍵
- 之類的
- 這裡我們要講的是…
- 這幾乎是個研究工具
- 我們知道這不是電價鍵
- 我們知道其實這是個共價鍵
- 這個電子是共用的
- 而大多數時候
- 它都在電負度強的原子一側
- 所以才有部分負電荷
- 那麽我們把這個約定俗成的狀態
- 叫做氧化態
- 我寫下來
- 一會兒我會解釋這個詞的意思
- 氧化態.... 實際上是在表示…
- 如果是離子化合物
- 你自然就可以指出電荷
- 因爲每個原子確實帶電荷
- 但假設我們想要的世界裏
- 我們不喜歡部分電荷
- 部分負電荷
- 我們想說 看
- 假設如果這個是
- 電價鍵 會怎麽樣？
- 誰得到電子
- 而誰失去電子？
- 所以在水這個例子中
- 如果你必須要說 好吧
- 誰得到這個電子了？
- 你會說氧從氫那裏
- 得到了2個電子
- 每個氫都失去了1個電子
- 給了氧
- 所以氫就會有一個+1電荷
- 每個都有
- 氧就會帶-2電荷
- 現在 我需要講清楚
- 真實的情況並非如此
- 這只是我們的小研究遊戲而已
- 它叫做氧化態
- 這個等下會對於理解一些
- 反應發生的原因非常有用
- 但我想講非常清楚
- 這是個假想的電荷
- 如果這些是電價鍵的話
- 你就會說
- 無論誰電負度更強
- 要記住 電負度
- 是從左下到右上遞增的
- 而這些是電負度最強的原子
- 也就是說它們趨於吸收電子
- 這些是最弱的
- 或者你也可以說它們
- 是電正性最強的
- 也就是說它們最傾向
- 失去電子
- 所以你可以說 好啦
- 電負度強的
- 我們假設
- 它們得到電子
- 電正性強的原子
- 失去電子
- 即使我們知道 這個其實是中間態
- 它其實是部分電荷
- 現在是具體數字
- 這些是氫原子的
- 假想離子化
- 這就叫他們的氧化數
- H2O中氫的氧化數是+1
- 所以我們可以
- 給每一個氫寫上+1
- 然後氧的氧化數
- 是-2
- 然後我們就可以這樣講
- 這裡的氫原子
- 被氧化了
- 這個有點像你已經…
- 在這個例子中 它們被氧氧化了
- 而這點其實是很容易搞混的
- 至少剛開始對我來說是這樣
- 因爲我剛學氧化反應的時候
- 我就以爲 這是氧對其他物質的作用
- 因爲那個詞中有氧這個字
- 或者說有氧這部分
- 所以以前我覺得 氧化肯定是
- 氧和其他原子作用
- 也就是它奪取了其他原子的電子
- 通常它奪取2個電子
- 它可能每個原子奪取一個
- 那麽如果你被氧化了
- 也就是說你失去了電子
- 然後就帶了正電荷
- 那種解釋只對了一部分
- 其實並非只有氧
- 才能氧化其他物質
- 所以例如 就說氟化氫吧
- 氟化氫(HF)
- 我已經改掉了把氟寫成Fl的習慣了
- 我現在記住了
- 它的元素符號就是個F
- 氟化氫
- 如果它是水溶液
- 它就是氫氟酸
- 這個氫和氟成鍵
- 氟是電負度最強的原子之一
- 所以會發生什麽？
- 同理
- 事實上氫分享了…
- 這是和氟形成的共價鍵
- 但是電子大部分時間都在這裡
- 在氟原子這裡
- 所以這裡就會帶
- 部分負電荷
- 而這是部分正電荷
- 但我們不喜歡部分電荷
- 半吊子
- 我們想說 呐
- 假設這個是電價鍵
- 如果這兩個中一個
- 要得失電子
- 會怎麽樣？
- 在那種情況下
- 這個原子比氫原子
- 更容易吸收電子
- 所以氟會得到1個電子
- 氧化數是-1
- 而氫失去了1個電子
- 它的氧化數是+1
- 這時 氫被氧化了
- 注意啦 這裡沒有氧
- 所以我這樣想
- 氟對氫的做了
- 本該是氧做的事情
- 比如
- 比如說你被“伯納德麥道夫”了\N【譯者注：伯納德麥道夫是美國金融巨騙】
- 伯納德麥道夫可能不是那個
- 把你的錢騙走
- 然後放到龐氏騙局裏的
- 但是這個詞的意思就是
- 有人對你做了
- 伯納德麥道夫會對你做的事情
- 所以同樣的
- 雖然沒有氧的參與
- 氟也“氧化”了氫
- 現在我介紹另一個詞
- 也就是還原
- 還原是氧化的反義詞
- 我用藍色的寫
- 意思就是電荷的減少
- 那麽在這氫氟酸分子中
- 或者叫氟化氫分子
- 氫被氧化了
- 它被氧化了因爲
- 它失去了電子
- 那是氧會做的事情
- 所以 現在 它帶一個正電荷
- 氧化數是+1
- 因爲在假想電價鍵中
- 它恰好要失去一個電子
- 接下來 氟被還原了
- 它的氧化數減少了1
- 如果周圍沒有氫
- 它就是中性的
- 但是現在它帶-1個電荷
- 因爲在我們的假想世界中
- 沒有部分電荷
- 它電負度更強
- 所以它從氫那裏奪取了電子
- 所以它帶-1電荷
- 電荷減小了
- 它的氧化態被還原了
- 氧化態就是
- 那個假想的電荷
- 這就是我的分析
- 還原就是減少了
- 假想電荷
- 氧化就是
- 氧會做什麽？
- 它會奪取你的電子
- 也就是說你會帶上正電荷
- 如果你查閱教材
- 或者問老師
- 他們會給你個口令
- “獅子裏奧說 呃！”\N【英文記憶辦法，請參考下文】
- 我小點寫says這個詞
- 因爲它其實和助記無關
- 這就是一個記憶的口令
- Leo的意思是
- 失(L)電子(E)等於氧化(O)
- 得(G)電子(E)等於還原(R)
- 現在 如果是我會說 等下
- 我得到電子 而我卻被還原
- 被還原的是什麽？
- 還原的是電荷
- 因爲電子是帶負電的
- 得到了帶有負電荷的粒子
- 這就是還原的意思
- 氧化這個詞來源於
- 氧通常可以使物質失去電子
- 它通常會奪取電子
- 雖然可能氧和反應
- 沒半毛錢關係
- 現在我們查一下周期表
- 我們可以猜一下 大多數分子中
- 某個原子的氧化態是什麽
- 這些都是鹼金屬元素
- 這就是複習
- 就當做是溫故知新
- 然而我們知道這些家夥
- 它們都喜歡失電子
- 因爲那樣它們會更穩定
- 因爲它們的最外層
- 有1個電子
- 所以它們趨向於
- 氧化數是+1
- 也就是說它們易於
- 失去1個電子
- 例如 如果我寫氯化鈉
- 這是
- 氧化態
- 真實地反應了它們的電荷數
- 它的電荷數等於它的氧化態
- 它送走1個電子
- 別的鹼金屬同理
- 記住 這裡不包括氫
- 因爲氫是一個
- 有點特殊的情況
- 可以把它扔到
- 元素周期表的這裡
- 因爲它的最外層有一個電子
- 但只有一個電子層
- 而且它也可以有兩個電子
- 它就有類似氦的結構
- 所以你幾乎可以把它看做
- 是非常接近於最外層滿電子
- 所以它有時有鹼金屬的性質
- 而有時有鹵素的性質
- 也就是得到一個電子
- 所以氫――
- 比如說氫
- 和這些元素之一成鍵 對嘛？
- 比方說氫化锂(LiH)
- 這個例子 锂(Li) 這裡
- 它易於失去電子
- 所以它會失去電子
- 所以它的氧化數爲+1
- 它會把電子給氫
- 因爲氫的電負度比锂強
- 因爲氫
- 你給它1個電子
- 它的電子排布就變得像氦
- 所以氫就是-1
- 因此 氫大多與元素周期表中
- 左側的元素成鍵
- 所以锂
- 複習一下術語
- 锂被氫氧化
- 氫被锂還原
- 它的電荷減小
- 它們的氧化數是？
- 锂是+1 氫是-1
- 一個中性原子的
- 氧化態之和是多少？
- 在這個例子中 把電荷數加起來就得到...
- 哦 等於0
- 全都抵消了
- 接著 通常 如果是中性分子
- 我寫下來吧
- 就叫中和合物吧
- 氧化數之和等於0
- 如果不是中和合物
- 如果得到電荷爲+1
- 化合物中所有分子的氧化態
- 加起來會增加電荷數
- 我舉另外一個例子
- 那麽這個例子中
- 氫和這些元素成鍵
- 那個例子中
- 氫奪取電子
- 假設有OH-
- 那麽 在這個例子中
- 氫不是和
- 左側這些元素成鍵
- 而是和超強電負度原子成鍵
- 氫的氧化態是+1
- 對嘛？ 現在 氧的典型氧化態
- 它和其他任何原子成鍵的時候
- 而我一會兒會講一個特殊例子
- 是-2
- 因爲它通常都從別的原子
- 奪取2個電子
- 我們看出水就是這樣的
- 氧的氧化態
- 在大多數情況下 都是-2
- 所以即使它
- 沒有得到兩個電子
- 我們也可以把它的氧化數
- 寫作-2
- 然後加起來
- 這兩種氧化態
- 嗯 我收回那句話
- 氧已經得到了額外的一個電子
- 因爲這已經是離子了
- 所以在這個例子中 這個OH-
- 氧從別的粒子那裏
- 偷來了個電子
- 我畫出來
- 通常氧只有1、2、3、4…
- 所以氧填滿了最外層
- 所以實際上
- 它從別處奪取了一個電子
- 所以這個例子中
- 它確實有-2的電荷
- 氧有-2的電荷
- 氫有+1的電荷
- 因爲氧把這個電子
- 從它那裏奪過來了
- 所以這個粒子的總電荷量
- 是-2+1
- 也就是-1
- 這就是爲什麽OH-帶-1的電荷
- 所以把氧化數都加起來
- 你就會得到
- 粒子的電荷
- 現在 我們已經知道這些元素中大多數
- 氧化態都是+1
- 這些家夥 鹼土金屬
- 它們的氧化態是+2
- 因爲它們趨向於失去兩個電子
- 我們已經知道氫了
- 如果它們和這些元素成鍵
- 它們奪取電子
- 所以它們被還原
- 所以它的氧化態是-1
- 但是如果氫和這些
- 右邊的元素結合
- 它失去電子
- 所以它的氧化態是+1
- 我們在氟化氫中見過
- 在氯化氫和氯化溴中
- 同理可得
- 也在水中也見過
- 所有的這些例子 氫都是
- 失去電子的
- 它被氧化
- 而這些元素被還原
- 或者說它們是氧化劑
- 那這些元素呢？
- 鹵素呢？
- 它們都趨於奪取電子
- 所以它們典型的氧化態是-1
- 氧的典型氧化態是什麽？
- 我們已經說過了 是-2
- 我會舉出幾個例子
- 就是爲數不多的
- 氧的氧化態不是-2的情況
- 許多其他的元素
- 中間的這些 它們可以有
- 很多不同的氧化態
- 我們會許多例子中見到
- 如果你知道氫是+1或者-1
- 如果氫和這些元素成鍵
- 就是+1
- 它失去電子
- 如果和這些元素成鍵 就是-1
- 它奪取電子
- 如果你知道氧趨向於奪取兩個電子
- 那麽它的氧化態是-2
- 而鹵素奪取1個電子
- 如果你知道這些
- 你通常就可以算出
- 化合物中所有其他元素的氧化態
- 那麽我現在要做的是
- 到此爲止
- 我發現我超時了
- 下集
- 我們會遇到
- 一些可能更難的例子
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