Bileşiklerde yükseltgenme basamağı bulma

Question

Bileşiklerde elementlerin yükseltgenme basamaklarını bulurken hangi kuralları uygulayacağımı karıştırıyorum. Özellikle anyon ve katyon içeren bileşiklerde elementlerin değerlerini nasıl dengeleyeceğimi tam olarak anlayamadım. Bazı elementlerin değişken değerlik göstermesi de kafamı karıştırıyor.

Answer 1

Bileşiklerde Yükseltgenme Basamağı Nedir?

Yükseltgenme basamağı (veya yükseltgenme sayısı), bir atomun bileşik içindeki elektron sayısındaki değişimi ifade eden bir değerdir. Bu değer, bir atomun bağ yaparken kazandığı, kaybettiği veya ortaklaşa kullandığı elektronları teorik olarak hesaplamamızı sağlar. Gerçek yükü göstermese de, redoks (indirgenme-yükseltgenme) tepkimelerini denkleştirmede ve bileşiklerin formüllerini yazmada oldukça kullanışlıdır.

Yükseltgenme Basamağı Bulma Kuralları

Yükseltgenme basamağını hesaplarken bazı temel kuralları bilmek gerekir:

• Kural 1: Serbest haldeki elementlerin (Ör: Na, O₂, Fe) yükseltgenme basamağı 0'dır.
• Kural 2: Tek atomlu iyonların yükseltgenme basamağı, iyon yüküne eşittir. (Ör: Na⁺ iyonu için +1, Cl^- iyonu için -1)
• Kural 3: Flor (F) tüm bileşiklerinde -1 yükseltgenme basamağına sahiptir.
• Kural 4: Hidrojen (H) genellikle +1 değerliklidir. Sadece hidrür bileşiklerinde (NaH, CaH₂) -1 değerlik alır.
• Kural 5: Oksijen (O) genellikle -2 değerliklidir. İstisnalar:
  • Peroksitlerde (H₂O₂) -1
  • OF₂ bileşiğinde +2
• Kural 6: Alkali metaller (1A Grubu: Li, Na, K...) tüm bileşiklerinde +1 değerliklidir.
• Kural 7: Toprak alkali metaller (2A Grubu: Mg, Ca, Ba...) tüm bileşiklerinde +2 değerliklidir.
• Kural 8: Bir bileşikteki tüm atomların yükseltgenme basamakları toplamı 0'a eşittir.
• Kural 9: Bir iyondaki tüm atomların yükseltgenme basamakları toplamı, iyonun yüküne eşittir.

Örneklerle Yükseltgenme Basamağı Hesaplama

Örnek 1: H₂SO₄ (Sülfürik Asit)

• Hidrojen (H): +1 (Kural 4)
• Oksijen (O): -2 (Kural 5)
• Bileşiğin toplam yükü: 0 (Kural 8)

Formül: 2*(H'nin yb) + (S'nin yb) + 4*(O'nun yb) = 0

Hesaplama: 2*(+1) + (S) + 4*(-2) = 0

2 + S - 8 = 0 → S - 6 = 0 → S = +6

Sonuç: Sülfür (S) atomunun yükseltgenme basamağı +6'dır.

Örnek 2: NO₃^- (Nitrat İyonu)

• Oksijen (O): -2 (Kural 5)
• İyonun toplam yükü: -1 (Kural 9)

Formül: (N'nin yb) + 3*(O'nun yb) = -1

Hesaplama: (N) + 3*(-2) = -1

N - 6 = -1 → N = +5

Sonuç: Azot (N) atomunun yükseltgenme basamağı +5'tir.

Örnek 3: KMnO₄ (Potasyum Permanganat)

• Potasyum (K): +1 (Kural 6)
• Oksijen (O): -2 (Kural 5)
• Bileşiğin toplam yükü: 0

Formül: (K'nın yb) + (Mn'nin yb) + 4*(O'nun yb) = 0

Hesaplama: (+1) + (Mn) + 4*(-2) = 0

1 + Mn - 8 = 0 → Mn - 7 = 0 → Mn = +7

Sonuç: Mangan (Mn) atomunun yükseltgenme basamağı +7'dir.

Özet

Yükseltgenme basamağını bulmak için önce bilinen elementlerin değerlerini (H, O, metaller vb.) yerine koy, bilinmeyen için bir değişken (genellikle x) kullan ve bileşiğin veya iyonun toplam yüküne eşitleyerek denklemi çöz. Bu yöntem, kimyanın birçok alanında size büyük kolaylık sağlayacaktır.