7-mavzu. Metallarning umumiy xossalari

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari.
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari deb, elementlarning oksidlanish darajalari o‘zgarishi bilan boradigan reaksiyalarga aytiladi.
¹Berilgan kimyoviy reaksiya oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi yoki yo‘qligini reaksiyada qatnashgan elementlarning oksidlanish darajalari o‘zgarishiga qarab aniqlaymiz. Masalan, rux metalining kuchli kislota bilan reaksiyasini olaylik (1-rasm).

1-rasm. Rux metalining xlorid kislota bilan ta’sirlashuvi.
Reaksiya tenglamasini quyidagicha yozishimiz mumkin:
Zn + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂ [1]
ya’ni:
[2]


Tenglamaning ostki tomonidagi raqamlar rux atomining oksidlanish darajasi 0 dan +2 ga, vodorod atomining oksidlanish darajasi esa +1 dan 0 ga o‘zgarganini ko‘rsatyapti. SHunday qilib, bu oksidlanish-qaytarilish reaksiyasidir. Elektronlar ruh atomidan vodorod ionlariga o‘tgan; rux oksidlangan va vodorod qaytarilgan.
2-tenglamadagi kabi reaksiyalarda elektronlarning bir atomdan ikkinchi atomga o‘tishi yaqqol ko‘rinadi. Ba’zi reaksiyalarda esa oksidlanish darajalari o‘zgaradi, ammo qaysi modda elektron qabul qilgandaigini va qaysi modda elektron yo‘qotganligini aytish qiyin. Masalan, vodorod gazining portlashida
[3]


Vodorod 0 dan +1 ga oksidlangan va kislorod 0 dan -2 ga qaytarilgan. Suv ion holatidagi modda emas, shuning uchun suv hosil bo‘lganidan keyin elektronlarning vodoroddvn kislorodga o‘tishi kuzatilmaydi¹.
Oksidlanish darajasi nima? Element (yoki ion) ning oksidlanish darajasi deb, shu elementni uz tarkibida saklagan molekula fakat ionlardan iborat deb faraz kilinsa va molekula umumiy zaryadining yigindisi nolga teng bulishi uchun xar bir element atomining (ioning) ayni paytdagi (effektiv) zaryadi kiymatiga aytiladi.
²Bu o‘rinda albatta elektromanfiylik haqida to‘xtalib o‘tish kerak, chunki reaksiyada qatnashayotgan elementlar o‘rtasida elektronlar almashinuvi ularning elektromanfiyliklari farqi hisobiga amalga oshadi. Elementlar davriy jadvalining yuqorigi o‘ng burchagida elektromanfiyligi katta bo‘lgan elementlar, pastki chap burchagida esa elektromanfiylik qiymati past bo‘lgan elementlar joylashgan. Quyida ba’zi metallmaslarning elektromanfiyliklarining o‘zgarish tartibi keltirilgan²:
F > O > N ̴ Cl
²SHuni unutmaslik kerakki, elementning oksidlanish darajasi uning valentligidan fark kiladi. Bu farkni kuyidagicha tushuntirish mumkin.
Valentlikning ishorasi (musbat yoki manfiy) bulmaydi. Ma’lumki valentlik biror elementning ikkinchi element bilan nechta boglanish xosil kilish kobiliyati. SHunga kura biz bu boglanish musbat, keyingisi manfiy deb ayta olmaymiz;
- valentlik nolga teng bulmaydi;
- oksidlanish darajasining ishorasi (musbat va manfiy) buladi;
- oksidlanish darajasi nolga, ba’zi xollarda kasr songa teng
bulishi mumkin;
- oddiy moddalarning oksidlanish darajasi doimo nolga teng;
H₂⁰; Cl₂⁰; Fe⁰; Na⁰; K⁰; O₂⁰;
Davriy sistema I gruppa asosiy gruppachasigida elementlarning birikmalarida oksidlanish darajasi doimo +1 ga teng, II gruppa asosiy gruppachasi elementlariniki +2 ga teng; vodorodning oksidlanish darajasi metall gidridlari (NaH, CaH₂, AlH₃) da - 1 ga, boshka xamma hollarda + 1 ga teng; kislorodning oksidlanish darajasi ftorli birikmalarda +2 ga, boshka birikmalarda -2 ga teng;
Umuman elementning oksidlanish darajasi ikki xolda uzgaradi Birinchisi: elektron kabul kilganda uning oksidlanish darajasi kamayadi. Bu jarayonni kaytarilish deyiladi va u kuyidagidek eziladi: E⁰ + ne^- E^-n
Elektron beruvchi atom (ion) kaytaruvchi, elektron kabul kiluvchi atom (ion) oksidlovchi deyiladi. Kaytaruvchilik rolini odatda barcha erkin xoldagi metallar: Na, K, Li, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Al vodorod gazi va xlor ioni -Cl, iod ioni -J, oltingugurtning S^-2 - ioni (sulfid ioni), ammiak molekulasi – NH₃, "is gazi"- SO, uglerod S kabilar bajaradi.
Ikkinchi xolda element elektron berganda uning oksidlanish darajasi oshadi. Atom yoki ionning elektron berish jarayoni oksidlanish deyiladi va buni shunday yozish mumkin: E⁰ + ne^- E⁺ⁿ
O ksidlovchilar elektron etishmaydigan molekula yoki ionlar, metallmaslarning atomlari bulish mumkin. Bularga: O₂, Cl₂, F₂, Fe³⁺, KMnO₄, H⁺, HNO₃, H₂SO₄, H₂O₂, O₃, Na₂CrO₄, K₂CrO₄, PbO₂ kabilar misol buladi.

1. 
   Atom, molekula yoki ionning elektronlar berish jarayoni oksidlanish deyiladi. Masalan:
   

Al^o – 3e^- = Al³⁺ Fe²⁺-- e^- = Fe³⁺
H₂⁰ – 2e^- = 2H⁺ 2Cl^- -- 2e^- = Cl₂
Oksidlanishda oksidlanish darajasi ortadi.

2. 
   Atom, molekula yoki ionning elektronlar biriktirib olish jarayoni qaytarilish deyiladi. Masalan:
   

S^o + 2e^- = S^2- Cl₂^o + 2e^- = 2Cl^- Fe³⁺ + e^- = Fe²⁺
Qaytarilishda oksidlanish darajasi kamayadi.
3. Elektronlarni beradigan atom, molekula yoki ionlar qaytaruvchilar deyiladi. Reaksiya vaqtida ular o k s i d l a n a d i.
4. Elektronlarni biriktirib oladigan atom, molekula yoki ionlar oksidlovchilar deyiladi. Reaksiya vaqtida ular q a y t a r i l a d i.
5. Oksidlanish doimo qaytarilish bilan birga sodir bo’ladi, aksincha qaytarilish doimo oksidlanish bilan bog’liqdir. Buni qo’yidagi tenglama bilan ifodalash mumkin.
Qaytaruvchi – e^- = Oksidlovchi
Oksidlovchi + e^- = Qaytaruvchi
6. Qaytaruvchi beradigan elektronlar soni oksidlovchi biriktirib olgan elektronlar soniga teng.
Oksidlovchilar- metalmaslar galogenlar, kislorod, ozon, oltingugurt, azot, fosfor, uglerod, vodorod, metalmaslarning eng yuqori musbat oksidlanish darajasidagi birikmalari – HClO₄, KClO₃, H₂SeO₄, HOCl, HNO₃, oksidlar, peroksidlar, konsentrlangan HCl + HNO₃ va HNO₃ + HF lar aralashmalari, metallarning yuqori oksidlanish darajalaridagi birikmalari – KMnO₄, K₂Cr₂O₇, K₂CrO₄, CrO₃, CuO, K₂FeO₄, metallar va metalmaslar- ning oraliq oksidlanish darajalaridagi birikma-lari: SO₂, NO₂, K₂MnO₄, MnO₂, PbO₂, elektroliz jarayonida anod.
Qaytaruvchilar-metallar, oraliq oksidlanish darajasidagi metallar birikmalari: Fe²⁺, Mn²⁺,Cr²⁺, Cr³⁺, Sn²⁺, metallmaslar gidridlari : HJ, HBr, HCl, H₂S, NH₃, CH₄, H₂, oraliq oksidlanish darajasidagi matallmaslar birikmalari: CO, H₂O₂, HNO₃, H₂SO₃, organik moddalar (uglevodorodlar, spirtlar, al’degidlar, ketonlar va boshqalar), elektroliz jarayonida katod.