Oxi hóa là gì? 4 quy tắc xác định số Oxi hóa đơn và bài tập ứng dụng

Xác định số oxi hóa có vai trò quan trọng trong việc nắm bắt kiến thức Hóa học lớp 10 chương 3. Vậy số oxi hóa là gì? Làm thế nào chúng ta có thể áp dụng các nguyên tắc để xác định nó trong một nguyên tố hóa học? Để hiểu rõ hơn về vấn đề này, cùng tham khảo bài chia sẻ dưới đây từ Bamboo School nhé!

Số Oxi hóa là gì?

Để dễ dàng nghiên cứu phản ứng oxi hóa khử, người ta thường sử dụng số oxi hóa. Số oxi hóa của một nguyên tố là một giá trị đại số được gán cho nguyên tử của nguyên tố đó theo các quy tắc cụ thể. Nó được biểu diễn bằng chữ số thường, đặt phía trước và đặt trên kí hiệu nguyên tố.

Số oxi hóa của các nguyên tố

Số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất phụ thuộc vào các quy tắc và nguyên tắc oxi hóa khử. Dưới đây là một số ví dụ về số oxi hóa phổ biến của các nguyên tố trong các hợp chất thông thường:

• Trong hợp chất không kim loại, như hợp chất muối, nguyên tử oxi hóa có số oxi hóa là -2. Ví dụ: trong hợp chất CaO (oxit canxi), oxi có số oxi hóa là -2.
• Trong hợp chất của kim loại kiềm, như hợp chất muối của natri (Na), số oxi hóa của natri là +1. Ví dụ: trong hợp chất NaCl (muối ăn), natri có số oxi hóa là +1.
• Trong hợp chất của kim loại kiềm thổ, như hợp chất muối của magie (Mg), số oxi hóa của magie là +2. Ví dụ: trong hợp chất MgO (oxit magie), magie có số oxi hóa là +2.
• Trong hợp chất của kim loại chuyển tiếp, số oxi hóa của các nguyên tố chuyển tiếp có thể thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố khác nhau. Ví dụ: trong hợp chất FeCl3 (clorua sắt), sắt có số oxi hóa là +3.
• Trong hợp chất của nguyên tố halogen, số oxi hóa của halogen là -1. Ví dụ: trong hợp chất HCl (axit clohidric), clo có số oxi hóa là -1.

Cần lưu ý rằng số oxi hóa có thể thay đổi trong các hợp chất phức tạp hoặc trong các trạng thái oxi hóa khác nhau của một nguyên tố. Điều này chỉ cung cấp một cái nhìn tổng quan về số oxi hóa của các nguyên tố trong các hợp chất thông thường.

Quy tắc xác định số Oxi hóa

Xác định số oxi hóa dựa trên các quy tắc hóa học là quá trình quan trọng để hiểu và phân tích các hợp chất hóa học. Dưới đây là một số quy tắc chính:

• Quy tắc 1: Trong các đơn chất, số oxi hóa của nguyên tố bằng 0. Ví dụ: Các nguyên tố Cu, Zn, H, N, O trong đơn chất như Cu, Zn, H2, N2, O2 đều bằng 0.
• Quy tắc 2: Trong một phân tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố nhân với số nguyên tử của từng nguyên tố bằng 0.
• Quy tắc 3: Trong ion nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tố bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố nhân với số nguyên tử của từng nguyên tố bằng điện tích của ion.
• Quy tắc 4: Trong hầu hết các hợp chất, của hiđro là +1 và của oxi là -2. Tuy nhiên, có một số trường hợp đặc biệt như OF2, peroxide (như H2O2).

Ví dụ:

• Ion: K+ (+1), Ca2+ (+2), Cl- (-1), S2- (-2).
• N trong NH3: X + 3 x (+1) = 0 => X = -3.
• N trong HNO2: (+1) + X + 2 x (-2) = 0 => X = +3.
• N trong NO3-: X + 3 x (-2) = -1 => X = +5.

Bảng số oxi hóa của các nguyên tố

Dưới đây là bảng oxi hóa phổ biến của một số nguyên tố:

• Hydrogen (Hiđrô): +1 (trong hợp chất không kim loại), -1 (trong hợp chất với kim loại như natri hidrit – NaH)
• Oxygen (Oxi): -2 (trong hầu hết các hợp chất, như oxit, hydroxit)
• Carbon (Cacbon): -4 (trong hợp chất với kim loại như cacbonit – C4-), +4 (trong hợp chất hữu cơ như CO2)
• Nitrogen (Nitơ): -3 (trong hợp chất như amoni – NH3), +3, +5 (trong hợp chất như nitrat – NO3-, nitơ pentoxit – N2O5)
• Sulfur (Lưu huỳnh): -2 (trong hợp chất như sulfua – S2-), +4, +6 (trong hợp chất như sulfat – SO42-, sunfuric acid – H2SO4)
• Sodium (Natri): +1
• Potassium (Kali): +1
• Calcium (Canxi): +2
• Iron (Sắt): +2, +3 (trong hợp chất như sắt(II) clorua – FeCl2, sắt(III) clorua – FeCl3)
• Copper (Đồng): +1, +2 (trong hợp chất như đồng(I) clorua – CuCl, đồng(II) clorua – CuCl2)
• Silver (Bạc): +1
• Zinc (Kẽm): +2

Bài tập ứng dụng

Dựa vào những kiến thức khái niệm và quy tắc trên, dưới đây là một số bài tập liên quan để các em học sinh có thể tự luyện tập hiệu quả nhé:

Câu 1: N trong NH4+, NO2- , và HNO3 lần lượt là:

• +5, -3, +3.
• -3, +3, +5
• +3, -3, +5
• +3, +5, -3.

Câu 2: Xác định oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất, đơn chất và ion sau:

• a) H2S, S, H2SO3, H2SO4.
• b) HCl, HClO, NaClO2, HClO3.
• c) Mn, MnCl2, MnO2, KMnO4.

Câu 3: Hóa trị và số oxi hóa của N trong phân tử NH4Cl lần lượt là

• 4 và -3 B. 3 và +5
• 5 và +5 D. 3 và -3

Câu 4: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phân tử và ion sau: CO2, H2O, SO3, NH3, NO2, Na+, Cu2+ , Fe2+ , Fe3+, Al3+

Câu 5: Xác định số oxi hóa của Mn, Cr, Cl, P trong phân tử: KMnO4 , Na2Cr2O7, KClO3, H3PO4

Câu 6: Xác định điện hóa trị của các nguyên tố trong các hợp chất sau: KCl, Na2S; Ca3N2.

Câu 7: Xác định số oxi hóa của cacbon trong mỗi phân tử sau:

• CH3 – CH3; CH2= CH2; CH≡ CH; CH2 =CH-C≡CH;
• CH3 – CH2OH; CH3 – CHO; CH3- COOH; CH3COOCH =CH2;
• C6H5 – NO2; C6H5 – NH2

Câu 8: Xác định số oxi hóa của N, S, C, Br trong ion: NO3-, SO42- ; CO32- , Br, NH4+

Câu 9: Xác định sự thay đổi:

• Cr+2 → Cr+3
• S-2 → S0
• N+5 → N+4

Câu 10: Số oxi hóa của N, O, S, Cl, Br, Cr, Mn trong các chất và ion: NH4+, CH3COOH, SO42–, Cl2, KBrO3, K2Cr2O7, K2MnO4 lần lượt là:

• +3, –2, +4, 0, +5, +6, +7.
• –3, 0, +6, 0, +3, +7, +7.
• –3, –2, +6, 0, +5, +6, +6.
• –3, –2, +4, 0, +7, +6, +6.

Những thông tin trên đây là tổng hợp về cách xác định số oxi hóa của các nguyên tố, mang lại kiến thức hữu ích cho bạn đọc. Nếu bạn thấy bài viết hữu ích, đừng ngần ngại chia sẻ. Đồng thời, hãy ghé thăm website Bamboo School mỗi ngày để cập nhật nhiều kiến thức bổ ích về các môn học và đời sống!