Yükseltgenme basamağı konu anlatımı 11. sınıf kimya

Question

Bu konuyu anlamakta biraz zorlanıyorum. Özellikle bileşiklerdeki atomların yükseltgenme basamağını hesaplarken hangi kuralları sırayla uygulayacağımı karıştırıyorum. Bazı iyonik bileşiklerde yükü bulmak kolay ama kovalent bileşiklerde nasıl yapacağımı tam oturtamadım.

Answer 1

Yükseltgenme Basamağı (Yükseltgenme Sayısı)

Yükseltgenme basamağı (veya yükseltgenme sayısı), bir elementin bileşiklerinde veya iyonlarında sahip olduğu varsayılan yük değeridir. Bu kavram, redoks (indirgenme-yükseltgenme) tepkimelerini anlamak, bileşiklerin formüllerini yazmak ve adlandırmak için son derece önemlidir.

Yükseltgenme Basamağının Tanımı

Bir atomun, bileşik içindeki elektronları kendisinden daha elektronegatif bir atomla paylaşırken kısmen kaybetmiş gibi kabul edildiği değerdir. Elektron alışverişinin tamamen iyonik olduğu varsayılır. Bu nedenle yükseltgenme basamağı bir atomun gerçek yükü değil, varsayımsal bir yüküdür.

Yükseltgenme Basamağı Belirleme Kuralları

• 1. Kural: Element halindeki atomların yükseltgenme basamağı 0'dır.
  • Örnek: O₂, N₂
  , Fe (katı), P₄ içindeki tüm atomların y.b. = 0
• 2. Kural: Tek atomlu iyonların yükseltgenme basamağı, iyon yüküne eşittir.
  • Örnek: Na⁺ iyonu için y.b. = +1
  • Örnek: Cl^- iyonu için y.b. = -1
  • Örnek: Mg²⁺ iyonu için y.b. = +2
• 3. Kural: Flor (F) elementinin bütün bileşiklerinde yükseltgenme basamağı -1'dir.
• 4. Kural: Hidrojen (H) elementinin yükseltgenme basamağı genellikle +1'dir. Sadece hidrürlerinde (aktif metallerle oluşturduğu bileşiklerde) -1 değerini alır.
  • Örnek: H₂O'da H'nin y.b. = +1
  • Örnek: NaH (sodyum hidrür)'de H'nin y.b. = -1
• 5. Kural: Oksijen (O) elementinin yükseltgenme basamağı genellikle -2'dir. İstisnalar:
  • Peroksitlerde (O₂^2- iyonu içeren bileşiklerde) y.b. = -1 (Örnek: H₂O₂)
  • Flor ile yaptığı bileşiklerde (OF₂) y.b. = +2
• 6. Kural: Nötr bir bileşikte tüm atomların yükseltgenme basamakları toplamı 0'a eşittir.
• 7. Kural: Çok atomlu bir iyonda tüm atomların yükseltgenme basamakları toplamı, iyonun yüküne eşittir.

Örneklerle Yükseltgenme Basamağı Hesaplama

Örnek 1: H₂SO₄ (Sülfürik Asit)

• Hidrojen (H) y.b. = +1 (Kural 4)
• Oksijen (O) y.b. = -2 (Kural 5)
• Bileşik nötr olduğu için toplam y.b. = 0 (Kural 6)
• Formül: 2(H) + 1(S) + 4(O) = 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) y.b. = -2 (Kural 5)
• İyon yükü = -1 olduğu için toplam y.b. = -1 (Kural 7)
• Formül: 1(N) + 3(O) = -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) y.b. = +1 (Kural 2, K⁺ iyonu gibi düşünülür)
• Oksijen (O) y.b. = -2 (Kural 5)
• Bileşik nötr olduğu için toplam y.b. = 0 (Kural 6)
• Formül: 1(K) + 1(Mn) + 4(O) = 0
• Hesaplama: (+1) + Mn + 4(-2) = 0 → 1 + Mn - 8 = 0 → Mn - 7 = 0 → Mn = +7
• Sonuç: Mangan (Mn) atomunun yükseltgenme basamağı +7'dir.

Yükseltgenme Basamağının Önemi

• Redoks Tepkimelerini Anlama: Bir tepkimede yükseltgenme basamağı artan element yükseltgenir, azalan element indirgenir.
• Bileşik Formülü Yazma: Yüklerin toplamının sıfır olması prensibiyle formüller yazılır.
• Bileşik Adlandırma: Özellikle geçiş metallerinin bileşikleri adlandırılırken metalin yükseltgenme basamağı Roma rakamıyla belirtilir (Örn: FeCl₂: Demir(II) klorür, FeCl₃: Demir(III) klorür).

Answer 2

Yükseltgenme Basamağı Çözümlü Test Soruları

Soru 1: Bir kimya laboratuvarında öğrenciler, \( K_2Cr_2O_7 \) bileşiğindeki krom elementinin yükseltgenme basamağını hesaplamak istiyorlar. Bileşikteki potasyum (K) atomlarının yükseltgenme basamağı +1 ve oksijen (O) atomlarınınki ise -2'dir. Buna göre, krom (Cr) atomunun yükseltgenme basamağı kaçtır?
a) +2
b) +3
c) +4
d) +5
e) +6
Cevap: e) +6
Çözüm: Bileşiğin formülü \( K_2Cr_2O_7 \)'dir. Toplam yük sıfır olmalıdır. 2*(+1) + 2*(x) + 7*(-2) = 0 → 2 + 2x - 14 = 0 → 2x - 12 = 0 → 2x = 12 → x = +6.

Soru 2: Bir endüstriyel proses sırasında oluşan \( S_4O_6^{2-} \) iyonundaki kükürt (S) atomlarının ortalama yükseltgenme basamağı hesaplanmak isteniyor. Bu iyonun toplam yükü -2'dir ve oksijen atomlarının yükseltgenme basamağı -2 kabul edilmektedir. Buna göre, kükürt atomlarının ortalama yükseltgenme basamağı aşağıdakilerden hangisidir?
a) +1
b) +2
c) +2.5
d) +3
e) +4
Cevap: c) +2.5
Çözüm: İyonun formülü \( S_4O_6^{2-} \)'dir. Toplam yük -2'dir. 4*(x) + 6*(-2) = -2 → 4x - 12 = -2 → 4x = 10 → x = 2.5. Bu, kükürt atomlarının ortalama yükseltgenme basamağıdır.

Soru 3: Bir araştırmacı, bileşiklerdeki elementlerin yükseltgenme basamaklarını incelemektedir. Aşağıdaki bileşiklerden hangisinde azot (N) atomunun yükseltgenme basamağı diğerlerinden farklıdır? (H: +1, O: -2)
a) \( N_2O \)
b) \( NO_2 \)
c) \( HNO_3 \)
d) \( N_2H_4 \)
e) \( NH_3 \)
Cevap: c) \( HNO_3 \)
Çözüm: Her bir seçenekteki N'un yükseltgenme basamağını hesaplayalım. a) \( N_2O \): 2x + (-2)=0 → x=+1. b) \( NO_2 \): x + 2*(-2)=0 → x=+4. c) \( HNO_3 \): +1 + x + 3*(-2)=0 → x=+5. d) \( N_2H_4 \): 2x + 4*(+1)=0 → x=-2. e) \( NH_3 \): x + 3*(+1)=0 → x=-3. \( HNO_3 \)'teki N'un yükseltgenme basamağı +5'tir ve diğerlerinden farklıdır.