Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử

Fe nhường electron tạo thành cation Fe²⁺

Quá trình oxi hóa: Fe → Fe²⁺ + 2e

Oxi của không khí nhận electron:

Quá trình khử: 2H₂O + O₂ + 4e → 4OH^-

Fe²⁺ tan vào dung dịch có hóa tan khí O₂. Tại đây, Fe²⁺  tiếp tục bị oxi hóa, dưới tác dụng của ion OH^- tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe₂O₃.nH₂O (oxit sắt(III) ngậm n phân tử nước).

Al₂O₃; CaF₂ là các hợp chất ion.

$A{l}_2^{3+}{O}_3^{2-}$: Số oxi hóa của Al là +3, của O là -2.

$C{a}_{}^{2+}{F}_2^{-}$: Số oxi hóa của Ca là +2, của F là -1.

NO: Giả định là hợp chất ion, hai cặp electron sẽ lệch hoàn toàn về phía nguyên tử O (có độ âm điện cao hơn), trong liên kết đôi có hai electron của N bị chuyển sang O nên hợp chất ion giả định là N²⁺=O^2-

Vậy số oxi hóa của N là +2, O là -2

CH₄ gồm 1 nguyên tử C liên kết đơn với 4 nguyên tử H

- Nguyên tử O có 6 electron lớp vỏ ngoài cùng, theo quy tắc octet nguyên tử O có xu hướng nhận thêm 2 electron để đạt được cấu hình bền vững giống như khí hiếm và trở thành ion mang điện tích -2.

Số oxi hóa của một nguyên tử một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó với giả định đây là hợp chất ion.

⇒ Số oxi hóa của O trong hợp chất là -2.

Tương tự như vậy đối với kim loại nhóm IA, IIA và Al.

- Nguyên tử kim loại nhóm IA có 1 electron lớp vỏ ngoài cùng, theo quy tắc octet nguyên tử kim loại nhóm IA có xu hướng nhường đi 1 electron này để đạt được cấu hình bền vững giống như khí hiếm và trở thành ion mang điện tích +1.

⇒ Số oxi hóa của kim loại nhóm IA là +1.

- Nguyên tử kim loại nhóm IIA có 1 electron lớp vỏ ngoài cùng, theo quy tắc octet nguyên tử kim loại nhóm IIA có xu hướng nhường đi 2 electron này để đạt được cấu hình bền vững giống như khí hiếm và trở thành ion mang điện tích +2.

⇒ Số oxi hóa của kim loại nhóm IIA là +2.

- Nguyên tử Al có 3 electron lớp vỏ ngoài cùng, theo quy tắc octet nguyên tử Al có xu hướng nhường đi 3 electron này để đạt được cấu hình bền vững giống như khí hiếm và trở thành ion mang điện tích +3.

⇒ Số oxi hóa của Al là +3.

Fe₂O₃

Theo quy tắc 1: Số oxi hóa của O là -2

Theo quy tắc 2: Gọi số oxi hóa của Fe là x ta có:

2.x + 3.(-2) = 0 → x = +3

Vậy trong hợp chất Fe₂O₃ số oxi hóa của Fe là +3, O là -2.

Na₂CO₃

Theo quy tắc 1: Số oxi hóa của O là -2, Na là +1

Theo quy tắc 2: Gọi số oxi hóa của C là x ta có:

2.(+1) + 1.x + 3.(-2) = 0 → x = +4

Vậy trong hợp chất Na₂CO₃ số oxi hóa của Na là +1, C là +4, O là +2.

KAl(SO₄)₂

Theo quy tắc 1: Số oxi hóa của K là +1, Al là +3, O là -2

Theo quy tắc 2: Gọi số oxi hóa của S là x ta có:

1.(+1) + 1.(+3) + 2.x + 4.2.(-2) = 0 → x = +6

Vậy trong hợp chất KAl(SO₄)₂ số oxi hóa của K là +1, Al là +3, S là +6, O là -2.

NO₃^-

Theo quy tắc 1: Số oxi hóa của O là -2

Theo quy tắc 2: Gọi số oxi hóa của N là x ta có:

1.x + 3.(-2) = -1 → x = +5

Vậy trong ion NO₃^- số oxi hóa của N là +5, O là -2.

NH₄⁺

Theo quy tắc 1: Số oxi hóa của H là +1.

Theo quy tắc 2: Gọi số oxi hóa của N là x ta có:

1.x + 4.(+1) = +1 → x = -3

Vậy trong ion NH₄⁺ số oxi hóa của N là -3, H là +1.

MnO₄^-

Theo quy tắc 1: Số oxi hóa của O là -2

Theo quy tắc 2: Gọi số oxi hóa của Mn là x ta có:

1.x + 4.(-2) = -1 → x = +7

Vậy trong ion MnO₄^-  số oxi hóa của Mn là +7, O là -2

Cách 2: Xác định số oxi hóa dựa theo công thức cấu tạo.

NH₃ có công thức cấu tạo là:

Độ âm điện của O là 3,4 và của F là 4,0

OF₂ có công thức cấu tạo F – O – F, với giả định là hợp chất ion, hai cặp electron chung sẽ lệch hoàn toàn về phía nguyên tử F (có độ âm điện cao hơn), mỗi liên kết đơn có 1 electron của O chuyển sang nên hợp chất ion giả định là F^-O₂⁺F^-