Bir kimya öğrencisi laboratuvarda farklı bileşiklerdeki hidrojenin yükseltgenme basamaklarını inceliyor. NH₃, H₂O, NaH ve CH₄ bileşiklerini analiz ediyor.
Bu bileşiklerdeki hidrojenin yükseltgenme basamakları sırasıyla nasıldır?
A) -3, +1, -1, +4
B) +1, +1, -1, +1
C) +1, +1, +1, +1
D) -1, -2, +1, -4
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, farklı bileşiklerdeki hidrojenin yükseltgenme basamaklarını bulmamız isteniyor. Yükseltgenme basamaklarını bulurken bazı temel kuralları hatırlamamız gerekiyor:
- Bir bileşikteki tüm atomların yükseltgenme basamakları toplamı sıfırdır.
- Alkali metaller (1A grubu elementleri, örneğin Na) bileşiklerinde daima $ +1 $ yükseltgenme basamağına sahiptir.
- Oksijen (O) çoğu bileşiğinde $ -2 $ yükseltgenme basamağına sahiptir (peroksitler gibi istisnalar hariç).
- Hidrojen (H) ametallerle yaptığı bileşiklerde genellikle $ +1 $ yükseltgenme basamağına sahiptir.
- Hidrojen (H) metallerle yaptığı bileşiklerde (metal hidrürler) $ -1 $ yükseltgenme basamağına sahiptir.
Şimdi bu kuralları kullanarak her bir bileşikteki hidrojenin yükseltgenme basamağını adım adım bulalım:
- NH₃ (Amonyak) için:
- Azot (N) ve hidrojen (H) ametallerdir. Hidrojen, ametallerle yaptığı bileşiklerde genellikle $ +1 $ yükseltgenme basamağına sahiptir.
- Bileşiğin toplam yükseltgenme basamağı sıfır olmalıdır: $ N + 3 \times H = 0 $
- Hidrojenin yükseltgenme basamağını $ +1 $ olarak alırsak: $ N + 3 \times (+1) = 0 \implies N + 3 = 0 \implies N = -3 $.
- Bu durumda, NH₃ bileşiğinde hidrojenin yükseltgenme basamağı $ \mathbf{+1} $ 'dir.
- H₂O (Su) için:
- Oksijen (O) hidrojenden daha elektronegatiftir ve çoğu bileşiğinde $ -2 $ yükseltgenme basamağına sahiptir.
- Bileşiğin toplam yükseltgenme basamağı sıfır olmalıdır: $ 2 \times H + O = 0 $
- Oksijenin yükseltgenme basamağını $ -2 $ olarak alırsak: $ 2 \times H + (-2) = 0 \implies 2 \times H = 2 \implies H = +1 $.
- Bu durumda, H₂O bileşiğinde hidrojenin yükseltgenme basamağı $ \mathbf{+1} $ 'dir.
- NaH (Sodyum Hidrür) için:
- Sodyum (Na) bir alkali metaldir (1A grubu) ve bileşiklerinde daima $ +1 $ yükseltgenme basamağına sahiptir.
- Bu bir metal hidrürdür. Hidrojen, metallerle yaptığı bileşiklerde $ -1 $ yükseltgenme basamağına sahiptir.
- Bileşiğin toplam yükseltgenme basamağı sıfır olmalıdır: $ Na + H = 0 $
- Sodyumun yükseltgenme basamağını $ +1 $ olarak alırsak: $ (+1) + H = 0 \implies H = -1 $.
- Bu durumda, NaH bileşiğinde hidrojenin yükseltgenme basamağı $ \mathbf{-1} $ 'dir.
- CH₄ (Metan) için:
- Karbon (C) ve hidrojen (H) ametallerdir. Hidrojen, ametallerle yaptığı bileşiklerde genellikle $ +1 $ yükseltgenme basamağına sahiptir. (Karbon hidrojenden biraz daha elektronegatiftir, bu yüzden hidrojen $ +1 $ alır.)
- Bileşiğin toplam yükseltgenme basamağı sıfır olmalıdır: $ C + 4 \times H = 0 $
- Hidrojenin yükseltgenme basamağını $ +1 $ olarak alırsak: $ C + 4 \times (+1) = 0 \implies C + 4 = 0 \implies C = -4 $.
- Bu durumda, CH₄ bileşiğinde hidrojenin yükseltgenme basamağı $ \mathbf{+1} $ 'dir.
Bulduğumuz hidrojen yükseltgenme basamaklarını sırasıyla listeleyelim:
- NH₃: $ +1 $
- H₂O: $ +1 $
- NaH: $ -1 $
- CH₄: $ +1 $
Bu sıralama, seçenek B'deki $ +1, +1, -1, +1 $ ile eşleşmektedir.
Cevap B seçeneğidir.
