Тотығу дәрежесі тақырыбында ғылыми жұмыс

Тотығу дәрежесі

            Қосылыстағы элементтің тотығу дәрежесі деп молекула құрамындағы атомдарды шартты түрде электртерістігіне сай оң және теріс ионға айналады деп есептегендегі атомның зарядын айтады.

            Элементтің қосылыстағы тотығу дәрежесін анықтау үшін мынадай жағдайларды есепке алу керек:

жай заттағы элементтің тотығу дәрежесі нөлге тең болады;

молекула құрамына кіретін барлық атомдардың тотығу дәрежелерінің алгебралық қосындысы нөлге тең;

қосылыстағы сілтілік металдардың тотығу дәрежелері (+1), негізгі топшадағы ІІ топтың металдары: мырыш пен кадмийдің тотығу дәрежелері (+2);

сутегінің бейметалдармен қосылыстарындағы тотығу дәрежесі (+1), металдармен қосылыстарында, яғни гидридтерінде (NаН, СаН₂ және т.б.) (-1)  тең;

оттегінің көпшілік қосылыстарындағы тотығу дәрежесі (-2), пероксидтерде (мысалы Nа₂О₂^-) (-1) және оттегі фторидіндегі ОҒ₂ тотығу дәрежесі (+2) тең.

Жоғарыда айтылғаннан, мысалы үшін мына қосылыстардағы: NН₃,  N₂Н₄,  NН₂ОН, N₂О, NО, НNО₂, NО₂ және НNО₃ азоттың тотығу дәрежесі, соған сәйкес –3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5 екенін анықтау оңай.

            Атомдардың немесе иондардың тотығу дәрежелері өзгеру арқылы жүретін реакцияларды тотығу-тотықсыздану реакциялары деп атайды.

      Электрондарды беріп жіберу нәтижесінде атомның немесе ионның тотығу дәрежесін арттыру процесі – тотығу, ал электрондар қосып алу нәтижесінде атомның немесе ионның тотығу дәрежесінің төмендеу процесі  - тотықсыдану деп аталады.

      Атомдары немесе  иондары электрондар беретін заттарды тотықсыздандырғыштар деп, ал атомдары немесе иондары электрондар қосып алатын заттарды тотықтырғыштар деп атайды. Мына реакцияда

                         2АІ + 3О₂ = 2АІ₂О₃

алюминий тотығу дәрежесін 0-ден +3-ке дейін жоғарылатып, тотықсыздандырғыш қызметін атқарады. Бұл реакциядағы оттегі тотығу дәрежесін 0-ден -2-ге дейін төмендетіп тотықтырғыш қызметін атқарады. Қарастрылған реакцияда екі зат әрекеттеседі; оның біреуі – тотықтырғыш (оттегі), ал екіншісі – тотықсыздандарғыш (алюминий) қызметін атқарады. Бұл реакция молекулааралық тотығу-тотықсыздану реакцияларына жатады.

                             4Н₃РО₃ = 3Н₃РО₄ + РН₃

реакциясы диспропорциялық тотығу-тотықсыздану реакциялары мысалына жатады. Бұнда тотығу дәрежелері бірдей бір элементтің атомдары әрі тотықсыздандырғыш, әрі тотықтырғыш рөлін атқарады. Соңғы реакциядағы фосфорлы қышқыл Н₃РО₃ (фосфордфң тотығу дәрежесі +3) тотықтырғыштың да рөлін, -3 тотығу дәрежесіне дейін тотықсызданып (РН₃), тотықсыздандырғыштың да рөлін атқарады. Сонымен қатар фосфор +5 (Н₃РО₄) тотығу дәрежесіне шейін тотығады. Диспропорциялық тотығу-тотықсыздану реакциялары бір элементтің тотығу дәрежесі әрі жоғарылау, әрі төмендеу арқылы жүреді.

                                (NН₄)₂Сr₂О₇ = N₂ + Сr₂О₃ + 4Н₂О

реакциясында хром тотығу дәрежесін +6-дан +3 шейін төмендетіп, тотықсызданады, ал азот тотығу дәрежесін –3-тен 0 шейін жоғарылатып тотығады.

Бұл екі элемент те бастапқы қосылыстың құрамына кіреді. Мұндай реакция типін молекулаішілік тотығу-тотықсыздану реакциялары деп атайды. Бұл реакцияларға көбінесе, бір қосылыстағы тотығу дәрежелері әр түрлі бір элементтің атомдарының арасында электрон беру-алу арқылы жүретін реакциялар жатады.