无机与分析化学PPT课件

氧化还原作用： •氧化还原反应：使某些元素的氧化态发生改变的反应。 其本质是就是电子的得失，（氧化剂与还原剂之间的 反应） •氧化（oxidation）：氧化数升高的过程 •还原（reduction）：氧化数降低的过程 •氧化剂：氧化数降低的反应物 •还原剂：氧化数升高的反应物 这两种物质相互依存、这两个过程也相互依存，在同 一个反应中同时发生。
运用上述定义时，须遵循以下几条规则：
在离子型化合物中，元素原子的氧化数等于该原子的 离子电荷数； 在共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大的元 素原子后，在两原子中留下的表观电荷数即为它们的 氧化数。 分子或离子的总电荷数等于各元素的氧化数的代数和， 分子的总电荷数为零。
氧化数与电子转移
Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu H2 + 0.5 O2 H 2 O
配平原则：氧化剂和还原剂得失电子数相等
方法要点： 1）根据实验，确定产物、反应物在溶液体系中的存在 形式，写出相应的离子反应式（弱电解质、有机物、气 体以分子式表示） 2）将反应物分成两个半反应，即氧化剂的还原反应和 还原剂的氧化反应 3）按物料、电荷平衡原则配平两个半反应 4）根据得失电子数相等的原则确定各个半反应的系数 5）根据反应条件确定反应的酸碱介质，分别加入H+、 OH-、H2O，使方程配平
氧化态：同一元素高氧化态物质称为氧化态 还原态：同一元素低氧化态物质称为还原态
歧化反应：氧化剂与还原剂是同一种物质
同一种元素不同氧化数的两种物质构成的氧化 还原体系，称氧化还原电对。 表示形式：氧化态/还原态 如：Cu2+/Cu， Fe3+/Fe2+，MnO4－/Mn2+……
共轭关系：
氧化态 + ne = 还原态
无机与分析化学
基本概念
原子价和氧化数：
1. 原子价的概念：
元素原子能够化合或置换1价原子(H)或1价 基团(OH－)的数目。
2．氧化数的概念(Oxidation Number)：
1970年，IUPAC 对氧化值作了以下定义： 氧化数是某元素一个原子的荷电数，这种荷电数由假 设把每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得 (电子偏移情况的“形式电荷”数）。 由于化合物中组成元素的电负性不同，原子结合时， 电子对总是要移向电负性大的一方，从而使化合物中 组成元素原子带有正或负电荷，这些所带的形式电荷 就是该原子的氧化数。 氧化数就是化合物中每元素所带的形式电荷，只说明 现象，不一定符合本质。
O: -2 (H2O 等）； －1 （H2O2); -0.5 (KO2 超氧化钾） H: +1, 一般情况； －1， CaH2 、NaH
思考题： 确定氧化数
（1）Na2S2O3
Na2S4O6
+2
+2.5
（2）K2Cr2O7 CrO5
+6
+10
（3）KO2
KO3
-0.5 -1/3
注意：1） 同种元素可有不同的氧化数； 2） 氧化数可为正、负和分数等； 3） 氧化数不一定符合实际元素的电子转移情况。
2MnO4- + 5SO32- + 16H+ + 5H2O = 2Mn2+ + 8H2O + 5SO42- + 10H+ 即：2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O
S2O32-
O -O S O-
S的氧化数为＋2， S
+4, (+6) 0, (-2)
• 氧化数是按一定规则指定的形式电荷的数值，它可以是负 数、正数，也可以是分数或零；(原子价一般为整数)
• 在化合物中，某一元素的氧化数是该元素的平均氧化数；
• 需要指出的是氧化数的概念并非人为的形式规定，它是有 实验事实为依据的。例如：实验证实，使1 mol MnO4- 还 原为MnO2 时，需得到 3 mol 电子；而还原为 Mn2+ 时， 需5 mol 电子，它们相应的氧化数变化分别是：(+7) – (+4) = 3 及 (+7) – (+2) = 5。
2个 “e” 的转 移
共价键
“形式电荷” +1 -2 （电子偏移情况的反映）
称为“氧化数”
规则： 化合物中各元素氧化数的代数和为零。
来自百度文库
1）单质中，元素的氧化数等于零。（N2 、H2 、O2 等） 2）二元离子化合物中，与元素的电荷数相一致。 NaCl CaF2
+1,-1 +2,-1
3) 共价化合物中，成键电子对偏向电负性大的元素。
• 氧化数反映了元素在化合物中的氧化态，因此氧化数又往 往被称为“氧化态”。
• 引入氧化数是为了利于讨论氧化还原反应。
原子价与氧化数： • 理论基础：原子价——离子键与共价键（共享电
子对的概念、表征形成单键的能力）； 氧化数——电负性和现代价键理论;
• 两者之间的联系： 原子价一般不变；而氧化数为形式电荷，可变
且可为分数、零，它只要求化合物的形式电荷为 零即可。
• 原子价只是用于较简单的分子，对于复杂分子，
不知道结构就无法知晓其原子价。而氧化数只是
一种形式电荷，不必知道分子结构。
氧化还原的特征
化学反应分类： 非氧化还原反应：在反应过程中，元素的氧化 数不变，如：酸碱反应、沉淀反应、配合反 应、复分解反应。 氧化还原反应：在反应过程中，反应物与生成 物中有的元素的氧化数发生变化。
可见：氧化态与还原态是建立在得失电子的关系上得 电子的物质：氧化数降低、是氧化剂、本身被还原失 电子的物质： 氧化数升高、是还原剂、本身被氧化 氧化还原反应是两个或两个以上氧化还原电对共同作 用的结果，所有的氧化还原反应都可以找到相应的氧 化还原电对。
氧化还原方程式的配平
氧化还原反应方程式的配平 （1）氧化数法（中学学过） （2）离子电子法－－本法适用于溶液中的反应
例1：配平酸性介质下KMnO4溶液与Na2SO3的反应 [解] 先写出相应的离子反应式：
MnO4- + SO32- + H+ Mn2+ + SO42写出半反应： SO32- SO42- + 2e (反应物缺氧)
MnO4- + 5e Mn2+ (生成物缺氧) 配平半反应：
SO32- + H2O SO42- + 2H+ + 2e (1) MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O (2) 得失电子数相等：(1) 5 + (2) 2得