《无机及分析化学》第五章氧化还原

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1、5第七章、氣化还原反应7.1，匕还原反应的特征化学反应可以分为两大类：一类是参加反应的各种物质在反应前后没有电子的得失。例如：酸碱反应、沉淀溶解反应等°另一类是参加反应的各种物质在反应前后有电子的得失。失去电子的过程称为氧化；得到电子的过程称为还原©例如下列反应：Zn+Cu2+=Zn2++CuZn失去电子被氣化，C『+得到电子被还原。在这_类反应中，氧化过程和还原过程旦更举生叫做氧化还原反应©7.1.1、氧化数氢和氟之间反应的化学方程式可写成:l/2H2(g)+l/2F2(g)—HF(g)钠与氟的反应：Na(s)+l/2F2

2、(g)fNaF(s)这两个反应本身有许多共同之处©在这两个反应中都含有原子之间的电子交换。而主要的区别在于电子转移的程度不同©前一个产物是HF分子，后一个是一对离子，Na+,F-氢的价电子和氟共享而不是转移给氟。这种差别只是程度上的而不是本质上的o在H-F共价键中的电子强烈地向氟偏移。就电子的归属而论，把这些电子分酉己给氟原子看来也是合理的。，匕数是某元素一个尿子的荷电数,这种荷电数由假设把毎个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。如：H20,氧的氧化数为一2,氢的氣化数为+1e在非极性共价键中，成价电子在两原子间平均分酉

3、己。V・F氟的氧化数二0应强调说明，在共价结合的化合物中，原子的氧化数是_种丄些的概念不同于离子的电荷,元素的氧化数是不矣岂用实7.1.2、确定氧化数的规则1、元素在单质中的氧化数等于零。例如：CI2,H2,O2,N2^"o2、在单原子离子中元素的氣化数等于该离子的电荷。例如：离子型化合物NaCl中，Na+:+1,Cl"1:一13、某些元素在所有或几乎所有化合物中都具有相同的氣化数。①1A族金属在化合物中，总是以+1价离子存在,此它们的氣化数为+1。②2A族金属在化合物中，总是以+2价离子存在,+2。氟在所有元素中电负性最高

4、,它在所有的化合物中氧化数都是-1。④氧在其化合物中的氧化数一般规定为-2,但过氧根离子的化合物除外，为-1。⑤氢在化合物中的氣化数一般为+1o而金属氢化物，如NaH和CaH?等例夕卜，其中氢以离子存在,此氢的氧化数为一lo4、在中性分子中所有原子氣化数的总和等于零；在离子中它等于离子的电荷数。例如：A12O3:2x(+3)+3x(-2)二0Mn04":Mn的氧化数+4x(-2)Mn=+77.1.3、元素的氣化数1.在金属和非金属形成的化合物中，金属总是表现出正的氧化数©当金属和非金属起反应时，金属倾向于失去电子。只有少数元

5、素具有负的氧化数，这些元素主要是具有强电负性的非金属它们的最低氧化数等于其单原子阴离子(N=02F")的电荷。如:Mg3N2等。2、1A.2A族元素只有一种氧化数。(1A,=+1;2A,=+2)。与此相反，过渡金属一般有多种氧化数©过渡金属某一个族由上而下高氣化数变得更加稳定如：Ni,+2,Pd,Pt,可形成氧化数为+4的稳定化合物。3、由元素在周期表中的族数可以得知元素的最高氧化数有几族元素通过形成单原子离子而达到最高氣化数（1A,2A,3A）O多数元素只有在它们同氧或其他高电负性^元素形成共价化合物时，才表现出最高氧化

6、数。如：S03,H2SO4,SO广，SFe中硫的氧化数为+6。CIO4一中C1的氧化数为+7o在这个离子中，成键电子全部人为地分酉己给7.1.4.氧化还原的工作定义根据氧化数的概念：氧化数升高的定义为被氧化.氧化数降低的定义为被还原。在化学反应过程中,元素的原子或离子在反应前后氧化数发生了变化的一类反应称为氧化还原反应。如果氧化数的升高和降低发生在同一个化合物中，这种氧化还原反应叫做自氧化还原反应©7.1.5.氧化剂和还原剂在氧化还原反应中，若一种反应物的组成原子或离子的氧化数升高（被氧化），则必有另_种反应物的组成原子或离

7、子的氧化数降低（被还原）。氧化数升高的物质叫做还原剂，氧化数隆低的物质叫做氧化剂。还原剂使另一种物质还原，本身被氧化，它的反应产物叫做氧化产物；氣化剂使另一种物质氧化，本身被还原，它的反应产物叫做还原产物°氧降得还，还升失氧NaClO+2FeS04+H2S04二NaCl+Fe2(S04)3+H20氧化剂还原剂还原产物氧化产物某一单质或化合物，它既是氧化剂又是还原剂,这类氧化还原反应叫做歧化反应。是自氧化还原反应的一种特殊类型。同一种元素oCl2+H20二HC1O+HC14KC103(加热)=3KC104+KC17.1.6、氣

8、化还原电对Cu2++Zn=Zn2++Cu在氧化还原反应中,氧化剂在反应过程中氣化数降低，其产物具有较低的氧化数，具有弱还原性，是一个弱还原剂。还原剂在反应过程中氧化数升高，其严物具有较高的氧化数，具*霸氧化性,是一个弱氧化剂。就构成了下面两个共铤的氧化还原电对。Zn2+/Zn（氧化剂/还原