فيديو السؤال: استنتاج حالة التأكسد للكلور في أيون الهيبوكلوريت الكيمياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

حدد حالة التأكسد للكلور في ClO⁻.

يطلب منا السؤال تحديد حالة التأكسد للكلور في أنيون الهيبوكلوريت، وصيغته الكيميائية ClO⁻. دعونا أولًا نتذكر المقصود من مصطلح حالة التأكسد، ثم نشرح حالة تأكسد العناصر في مركب أيوني ثم في مركب تساهمي له شحنة، ونحدد إجابة هذا السؤال.

نستخدم مصطلح حالة التأكسد لوصف عدد الإلكترونات التي تفقدها أو تكتسبها ذرة عنصر ما. فالذرة في صورتها العنصرية — أي الذرة غير المرتبطة بعنصر آخر— تعطى حالة تأكسد تساوي صفرًا.

في المركب الأيوني، تعطى حالة تأكسد موجبة للذرات التي فقدت إلكترونات؛ ومن ثم كونت أيونات موجبة الشحنة لمركب أيوني، وهو ما نسميه «الكاتيونات». العناصر الكيميائية في مركب ما تعطي حالة تأكسد سالبة عندما تكتسب إلكترونات لتكوين أيونات سالبة الشحنة تسمى «الأنيونات».

لننظر إلى أيونات كلوريد الصوديوم باعتبارها مثالًا على كيفية تعيين حالات التأكسد لمركب أيوني. نعلم أن الذرات في حالتها العنصرية لها حالة تأكسد تساوي صفرًا. يكون كل من المتفاعلين الصوديوم والكلور في صورتهما العنصرية. نعلم أن الناتج كلوريد الصوديوم أيوني. ويتكون من أيون كلوريد سالب الشحنة واحد لكل أيون صوديوم موجب الشحنة. أيونات الصوديوم لها حالة تأكسد تساوي موجب واحد؛ إذ تفقد ذرات الصوديوم إلكترونًا واحدًا عند تكوين كاتيون الصوديوم. وبالمثل يمكننا ملاحظة أن أيونات الكلوريد لها حالة تأكسد تساوي سالب واحد؛ إذ تكتسب ذرات الكلور إلكترونًا واحدًا عند تكوين أنيونات الكلوريد.

في المثال الثاني هذا، نرى أن المركب الأيوني ‪Na2O‬‏، وهو أكسيد الصوديوم، يتكون من عنصري الصوديوم والأكسجين. يكون المتفاعلان في صورتهما العنصرية؛ وعليه يكونان في حالة تأكسد تساوي صفرًا. يتكون الناتج من أيونات الصوديوم التي لها شحنة مقدارها واحد موجب. نعطي أيونات الصوديوم حالة تأكسد تساوي موجب واحد؛ إذ تفقد ذرات الصوديوم إلكترونًا واحدًا عند تكوين الكاتيون ‪Na+‬‏. أيونات الأكسجين لها شحنة مقدارها اثنان سالب، وعليه نحدد حالة تأكسد تساوي سالب اثنين؛ لأن كل ذرة أكسجين تكتسب إلكترونين عندما تتحول إلى أنيون O2−.

تناولنا حتى الآن كيفية تحديد حالة التأكسد للمركبات الأيونية. لاحظ أن الهيبوكلوريت المعطى في السؤال، عبارة عن أيون. ومع ذلك، داخل هذا الأنيون، ترتبط ذرة الكلور بذرة الأكسجين برابطة تساهمية. المركبات المترابطة تساهميًّا، أو الأيونات التي تحتوي على رابطة تساهمية، مثل أيون الهيبوكلوريت، مختلفة قليلًا؛ لأن الذرات المكونة لهذه المركبات لا تكتسب أو تفقد إلكترونات. بدلًا من ذلك يجرى تشارك إلكترونات الترابط، ولكن لا توزع بالتساوي عبر الرابطة التساهمية.

نعين حالة تأكسد موجبة للذرة ذات القيمة الأقل في السالبية الكهربية في الرابطة التساهمية. ونعين حالة تأكسد سالبة للذرة ذات القيمة الأعلى في السالبية الكهربية في الرابطة التساهمية. إذن دعونا نتناول الأيون المعطى في السؤال، وهو أيون الهيبوكلوريت، الذي ترتبط ذرتاه برابطة تساهمية.

قيمة السالبية الكهربية للكلور بحسب مقياس باولنج هي 3.16، وقيمة الأكسجين هي 3.44. للأكسجين قيمة سالبية كهربية أعلى. لذلك نعين له حالة تأكسد سالبة. إذن يمكننا كتابة إشارة سالبة أعلى ذرة الأكسجين.

وبما أن إلكترونات الترابط لها توزيع غير متساو، وبما أن للأكسجين قيمة سالبية كهربية أعلى، فإننا نستطيع التعامل مع ذرة الأكسجين كما لو كانت أيونية. إذن يمكننا ملاحظة أن العدد المرتبط بالإشارة السالبة يجب أن يكون اثنين. نكتب العدد بعد الإشارة فيما يخص أعداد التأكسد. للكلور قيمة سالبية كهربية أقل. لذلك نعين له حالة تأكسد موجبة. ونكتب الإشارة الموجبة أعلى ذرة الكلور.

بما أن الشحنة الكلية لأيون الهيبوكلوريت هي واحد سالب، إذن يمكننا استنتاج أن حالة تأكسد الكلور في هذا الأيون يجب أن تساوي موجب واحد. حالة تأكسد ذرة الأكسجين تساوي سالب اثنين؛ ومن ثم فإن حالة تأكسد ذرة الكلور يجب أن تساوي موجب واحد.

وأخيرًا بالنسبة إلى السؤال: حدد حالة التأكسد للكلور في ClO−. الإجابة هي موجب واحد.