2006年06月28日

酸化数の考え方、求め方!


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前提記事:酸化還元反応の定義
発展記事:酸化剤・還元剤



んさてさてー。



酸化還元反応の定義が、電子の授受にまで拡大された、っていう話でした。(前提記事参照)



もうね、ここまで来ると、Hの授受とか電子の授受とかで、酸素が関係なくなってるわけだから


酸化還元」という名前にすら疑問を持つわけですが(特に「酸化」の方)



まあ、潔く受け入れましょう。



んでー



続き。



まーたまたまたまた新しい定義の登場です。


水素に火をつけたときの反応を例にあげて考えて見ましょう。

「2H2+O2→2H2O」



これ、イオン結合じゃないので、電子を出してるっていうか受け取ってるっていうか、なんかその辺のことがハッキリしません。


両方出してるっていうか両方受け取ってるていうか?



なんせアレなんで。「共有結合」なので。



あー、アレだなー。マジあれだなー、これ電子の授受で定義できないとか萎えるしマジで。



・・・・あー、萎えるわー、あーやべーこれマジでこれこの反応も酸化還元反応に定義してぇマジで




・・・ということで。


もうさ、いっそこの際さ、こういう共有結合みたいな反応の中でもさ、イオン結合と同じように電子が完璧に移動しちゃってることにしちゃったらいいんじゃね?


 ほら、HってH+になるじゃん、OってO2-になんじゃん。

 てことは、H+2個とO2-1個がイオン結合した、って考えたら、すげー説明できたんじゃねこれ?すごくね??




ということで。イオン結合であるかのように無理矢理考えるという新たな手法が生み出されました。



さーてさてさて。


ようやく登場しますこの言葉、酸化数




「それぞれの原子が、どのくらい酸化されているか、を表した数値」です。それが酸化数なんです!

数字が大きければ大きいほど、酸化されまくってる、ってこと。

だからー、反応前と反応後で、ある原子の酸化数が増えてたら、それは酸化された、ってことになる

反応後に、その原子の酸化数が減ってたら、その原子は還元された、ってことネ。


これが、酸化還元反応の新しい定義です。


反応の前後で
酸化数が増えてたら酸化された
酸化数が減ってたら還元された、とする。



んではー、酸化数の決め方について、端的にズバッと説明させてもらいましょう★



酸化数の決め方を、ズバッと二つの規則に当てはめて説明します!




1.ある単体or化合物を構成する原子の酸化数の合計は、その化合物の価数に等しい!


2.基本的に、原子の酸化数は、その原子がイオンになったときの価数になることが多い!



これだけです。


まー、厳密にはアレなんで補足説明させていただきますね。


まず1番。酸化数の合計が価数に等しい、って奴。


例えば、単体。H2とかO2とかFeとかCとかCl2とか!


これらは全部、1種類の原子から出来ている

イオンではないので価数の合計は0


同じものを足して0になるってことは、足す前のそれぞれだって0に決まってます。0+0=0



なのでー、先に挙げた例、つまりH2とかO2とかFeとかCとかCl2とか

の中のHとかOとかFeとかCとかClの酸化数は、全部


単体中の原子の酸化数は0



次、単原子イオンの酸化数はー、そのイオンの価数そのまんま。


+のHの酸化数は+1だし、Fe2-のFeの酸化数は-2、Fe3-のFeの酸化数は-3。

まー、簡単ですね。ここで間違うことはないと思いますw




さてさて。


問題は、化合物。それから、多原子イオン



2O(水)とかCaO(酸化カルシウム)とかAlH3とかH2O2(過酸化水素)とかSO42-(硫酸イオン)とかCO32-(炭酸イオン)とかそういうのね。



ここでは、2番

「基本的に、原子の酸化数は、その原子がイオンになったときの価数になることが多い!」

が始めて役に立つんですがー



ここで、酸化数を決めるにおいて、重要なポイントがあります。



最初、酸化還元反応を定義するときー、酸素とか水素の授受で定義したの覚えてますか?


ここでも、再び酸素水素酸化還元反応の定義にしゃしゃりでてくるわけですよ。



化合物中のH原子の酸化数は+1O原子の酸化数は−2


但し例外、金属の水素化合物中でのHの酸化数は-1、過酸化物中でのOの酸化数も-1!!



これが、基準。


まずこれを当てはめて、そっから、その他の原子の酸化数を考えればいいわけですよ!


すると、なんとも不思議なことに、他の原子たちの酸化数も、うまいこと、その原子のイオンの価数にそろったりするんですねぇ。


いやー、化学ってすげぇ!マジすげぇ!(なんだこれ



上に挙げた例を一つ一つ検証してみましょうか?


2O

Hは+1、Oは-2。Hは二つあるから、2-2=0、というわけで、はいOK。


CaO

Oが-2なので、合計が0になるためにはCaは+2。 さて、カルシウムイオンの価数っていくつでした?
そうです、周期表の2属にあるので、+2。これは偶然の一致ではありません。そう、これは全て作られた必然だったのです。

・・・まあ、これはもともとイオン結合なので、「イオン結合であるかのように無理矢理考えている」というわけではないですが。



AlH3

アルミニウムは金属。ということは、金属の水素化合物なのでー・・・そう、Hの酸化数は-1ですね★
それが3つあるから、Alの酸化数は+3にすれば、合計が0になるなる。
さて、アルミニウムイオンの化学式を書いてみましょうか。
そう、13属なので(イオンの価数は、属の1の位で決まる)、Al3+。ほうらつじつまが合った。
・・・ただ、正直、こんな物質高校化学では全然出てきません。
高校化学の範囲内では、化合物中のHの酸化数はまず間違いなく+1です。




H2O2

「過酸化水素」という名の通り、過酸化物です。
なので、上の例と同様に例外にあてはまって、Oの酸化数は-1。
Oは金属ではないから、Hの酸化数は普通に+1。
よってー、(+1×2)+(-1×2)=0
・・・ただ、正直、「過酸化物」って、高校化学の範囲内では、過酸化水素ぐらいしか出てきません。
なので、ほとんどの場合、化合物中のOの酸化数は−2です。




SO42-

酸化数-2のO原子が4つあるので、O4の部分の酸化数の合計は-8。これと、Sの酸化数を足した和が-2になればいい、ってこと。
だから、Sの酸化数は+6。

さて、周期表を見てくださいよ。硫黄Sは16属! どうですかぁ。1の位が「6」でしょう。これは偶然の一致じゃないんですよ♪



CO32-

Cの酸化数をxとすると
x+(-2×3)=-2。これを解いて、x=+4。
もう想像がつくと思います。そう、Cは14属元素!





・・・どうですかぁ。

計算してみると、見事に一致するんですよ。

なんか楽しくないですか? こう、パズルのピースがバチッと合うような感覚っていうのか、なんかそういうの!

アハ体験みたいな奴!w




では以上で、酸化数の決め方についての説明は終わりです!


・・・まあ。

共有結合だろうとお構いなしに「イオン結合である」と仮定して決めたのが「酸化数」なので、イオンの価数と一致するのは当たり前だったりするんですがねw

あ、ちなみに、「陽イオンの価数は属数の1の位で決まる」って結構考える上で役立ったりします。
陰イオンの場合は、その「1の位」から8を引いたら求められますよ。酸素原子Oだったら16属だから、6-8で-2。だから2価の陰イオン。


〜今回のまとめ〜
酸化数は、その原子がどの程度酸化されているか、つまり、どの程度電子を奪われているか、を示すために、
共有結合もイオン結合であるかのように無理矢理考えて定義したもの。
物質を構成する原子の酸化数の合計は、その物質のイオンとしての価数に等しい。
原子の酸化数は、その原子がイオンになったときの価数に一致することが多い。


前提記事:酸化還元反応の定義
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posted by 真田正大 at 21:40 | Comment(38) | TrackBack(0) | 酸化還元反応
この記事へのコメント
明日テストなんだよ、
助かったぜ旦那!
愛しているぜ!

Posted by at 2008年12月01日 21:20
俺も愛してるぜ!!(笑
ありがとうございます、お役に立ててなによりです!テストは乗り切れたでしょうか?
Posted by 真田正大 at 2008年12月17日 13:59
本当に助かりました!!
ありがとうございました。


真田正大
こちらこそ、訪問ありがとうございます!
お役に立てたようで、こちらもとても嬉しいです!
Posted by ASA at 2009年04月20日 12:51
ありがとうございます!
とってもわかりやすいです>w<

愛してるぜ!!!(笑


真田正大
俺も愛してるぜ!!!(笑
・・・何なんでしょうこの記事のコメント欄はこういう感じでいくんですかね?(笑
まあいいとしてw
訪問ありがとうございます!わかりやすいって言ってもらえると本当に励みになります!是非またいらしてください!
Posted by at 2009年07月06日 22:23
過酸化水素水の化合物の所で引っ掛かってましたがスッキリしました。
わかりやすい説明ありがとうございました。

真田正大
こちらこそ、ご訪問ありがとうございました!
お役に立てて大変光栄でございます。是非またお越しください!
Posted by (^q^) at 2010年04月16日 06:52
私は中学生ですが、ここの部分は学校で習いました。しかし、よく理解できなかったので、ここで理解できてよかったデス!!

真田正大
中学でも酸化数を扱う所があるのですね。
理解していただけて良かったです。
Posted by 中学生 at 2010年11月02日 17:29
マジどうもっすw ここ全然わからんかったけどここのサイトみてわかったw ありがとうっすw

真田正大
こちらこそ、このサイトを参考にしていただけてありがたいです。
Posted by 高1 at 2010年11月23日 22:38
全く分かってなかったんですけど、このサイト見て
理解できました!

本当にありがとうございます!!


真田正大
理解していただけたようで、よかったです。ありがとうございます。
Posted by 通りすがりの高1 at 2010年12月04日 12:22
授業に全然ついていけずに困っていたのに、気づけば明日がテスト!!と言う時に酸化数がさっぱりで困ってました…!ですがすごく分かりやすく解説してもらったので本当に助かりました!ありがとうございました!
いやーほんとにアハ体験って素晴らしい!!

真田正大
理解してもらえたようで、大変良かったです。書いた意味がありました。今後もよろしくお願いします。
Posted by 一夜漬け化学の半太郎 at 2010年12月06日 20:20
教科書見ても、何見ても
ほんと意味不明だったけど
これ見ながら一つ一つ
解いていったら、ほんとにパズルのようで
もうできるようになりました☆

ほんとありがとうございました!

明後日のテストがんばれます!!


真田正大
書いてあることは教科書と同じなんですけどね、教科書はわかりやすい表現で書かれていないのです。
このサイトを利用していただいてありがとうございました。
Posted by ちーな at 2011年02月27日 13:31
わかりやすくて読みやすく、明日(正確には今日)テストの自分助かりました。

愛してるぜ!!


真田正大
テストはうまくいきましたか?うまくいったことを祈ってます。
愛してるぜ!
Posted by ふくろう at 2011年02月28日 05:38
分かりやすかったです「!!」

光の速さで
愛してるぜハートハート


真田正大
ありがとうございます。
愛してるぜ!
Posted by ポソポソ at 2011年03月09日 08:19
旦那ァまじでありがとうございますwww
テスト前5分で読んで、やったらすげえできた。
テストおわった後のみんなのざわつきがたまらんかったですw
崇めますwwwwww
愛してますぜ!!

真田正大
ありがとうございます。役に立てたようでよかったです。
こちらこそ愛してますぜ!
Posted by 高専生1年 at 2011年10月17日 10:42
やべー!興奮するくらいわかりやす!
感謝するぜ!(≧∇≦*)

真田正大
ありがとうございます!こちらこそ、見ていただいて感謝するぜ!
Posted by 通りすがりの高専生 at 2011年10月29日 22:30
来週中学で中間です
ありがとうございました


過酸化物のとことても役に立ちます


愛してるぜ!!!


真田正大
こちらこそ訪問ありがとうございます。
愛してるぜ!
・・・・この記事のコメント欄はどうしてこんな流れになったのだろう。
Posted by 通りすがりの中学生 at 2011年11月28日 22:09
明日高校のテストでこのサイトをみたらめちゃわかりやすかったです^^
マジ感謝p(^-^)q

真田正大
ありがとうございます。テストがうまくいくことを祈ってます。
Posted by 通りすがりの高校生 at 2011年11月29日 16:06
明日化学のテストなのに教科書をみてもさっぱりわからなかったのですが、このサイトをみたらめちゃめちゃ理解できました(^^)
ありがとうございます★

真田正大
こちらこそ、見てくれてありがとうございます。理解していただけてよかったです。
明日の試験がんばってくださいね!
Posted by あやぼーん at 2011年12月05日 16:38
とってもわかりやすいたとえ方なので、教科書よりもわかりやすくてびっくりしてしまいました!化学以外も書いてるんですね!
いろいろ参考にさせていただきながら明日の期末にむけてがんばります!
本当にありがとうございます♪

真田正大
ありがとうございます。化学以外も書いておりますのでよろしければご覧ください。
期末試験で良い点取れるといいですね!
Posted by りん at 2011年12月10日 14:15
明日授業でテストなのでノートを学校に忘れてきて大変困っていました;
なのですごく助かりました!
ありがとうございます♪^^
とってもわかりやすかったです!!!
Posted by せろりん at 2012年01月16日 23:30
明日てすとでホンマ困ってたんで・・・
マジ救世主です!!!
めっちゃ分かりやすかった〜
ほんまに感謝してます!
明日頑張りますwww
Posted by たににに at 2012年02月23日 19:28
教科書、ドリル、ノートさえ何に見ても全然理解できへんのにこれ見たら手に取るように頭に入って行きました!!
所々話し言葉で書かれてるのがええわぁ

感謝してます!

愛してるぞ!
Posted by cyÐ1a¾ at 2012年02月26日 22:46
テスト前に見てマジ助かりました!!
これみなかったらおそらく終わってました(●^o^●)ありがとで〜す(ー_ー)!!
Posted by めっちゃ困ってた人 at 2012年03月01日 18:56
これは、すごい!
解けなかった問題がすんなり理解できました。
他の分析資格でも非常に役にたちます。
ありがとうございました。
Posted by 作業環境測定士受験者 at 2012年07月17日 15:52
めっちゃわかりやすくてさいこーです

進級できるかあぶないばかな俺でもわかるぐらいのわかりやすさです

もっと更新して欲しいです
Posted by 困り果てたカス at 2013年01月03日 19:22
酸化数だけは問題集の答えを見ても、わかった上での解説ばっかりで全然わからなかったんで、助かりやした兄貴!!!惚れやした!!!  ヽ(*´∀`)ノ ありがとうございました
Posted by まずはセンターへの基礎取得中凡人 at 2013年01月13日 15:59
わかりやすかったです! ありがとうございました
Posted by モッズ at 2013年02月14日 18:31
なんでOを-2って決めてるのに
-1になったりするのか不思議でならなかったので本当に助かりました!
これでテスト頑張れそうです(●´∀`●)
Posted by まな at 2013年02月23日 17:52



よくわかりました!!
ありがとうございました!
Posted by あい at 2013年02月25日 21:39
テスト一週間前でここの部分で詰んでたんですがこれを見てよくわかりました!

愛してるぜ!!w
Posted by あゆあるあ at 2013年02月26日 20:51
テストなんでとてもたすかりましや!!
ありがとうございます!
Posted by スーも at 2013年02月27日 00:06
愛してるぅーー

愛してるぅーー
Posted by ななし at 2013年03月03日 22:17
ありがとうございました!
分かりやすかったです!!!
Posted by 名無し at 2013年03月04日 01:00
検索に引っかかったので見たらびっくり
楽に解けるようになりましたw
ただ、H2O2の酸化数は-1じゃなかったかなーと…(間違っていたらごめんなさい)

とにかく助かりました(´・ω・`)よかったぁ
Posted by 名無し at 2014年02月03日 22:59
ドヤ顔で難しいこと書いてる教科書なんかよりも
数千倍参考になりました。

結婚してください。
Posted by 科学の脳無し at 2014年02月25日 03:03
教師に質問してもわからなかったのに すんなりわかったわwww

お嫁にいきますね☆
Posted by ごま(♂) at 2014年04月19日 22:40
見づらい
Posted by at 2015年02月28日 16:14
センター前にここにこれてよかったです
Posted by 17 at 2015年12月30日 18:11
化学を独学中です。分からなすぎて泣きそうだった酸化数…記事読んでストレスなく理解できました……本当に凄い!ありがとうございます!
Posted by なかのかな at 2016年05月03日 05:07
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