化学
高校生

化学基礎の酸化と還元の単元の質問です。177の(4)(7)(8)の問題が分かりません。178で問いている様に構成される物質によって酸化数は変わるのに何故177(4)(7)(8)は他の物質から酸化数を導いているんですか?

17 酸化と還元 65 係。 された した) 次の文中の( )に適する語句や記号を入れよ。 銅を空気中で加熱すると,次のように反応して酸化銅(IⅡ)となる。DAY! 解答→ 別冊 p.34 基本問題 176 酸化 還元と電子 加した) 増加した) HAPLY 2Cu + (ア)- のとき、銅は( イ )されたという。生じた CuO は Cu°* と O~ の結合となっ 、スから,次のように,銅原子は( ウ )を失い,酸素原子は(ゥ)を受け取っ → 2CUO たことになる。 2Cu°* + 4( エ ) O2 + 4( エ) 20- 2Cu 一→ -のことから銅原子のように(ウ )を失ったとき,銅は( イ)されたという。 また。酸素原子のように(ウ )を受け取ったとき, 酸素は(オ )されたという。 -1 合計が0 177 酸化数 《 テスト必出 次の(1)~(15)の物質の下線部の原子の酸化数を求めよ。 (2) HeS Al2O3 (1) H2 (5) H-SO4 HNO。 は-1。 同じ。 MgCle (9) AI(OH)。 @) (12) S 回 (15) - PO (8) Fea(SO.)。 (7) Cu(NO3)2 (11) Ca* (10) KMNO4 (14) CraO;?- HS OnM の (13) NH4* のガイド 1. 化合物を構成する原子の酸化数の和は0, イオンではその価数。+ IXS 2. (4), (7), (8)などの塩はそれを構成する酸から陰イオンの価数がわかる。 OVH8 One 178 物質の変化と酸化 還元 《 テスト必出 SHOCF 次の(1)~10)の変化において, もとの物質が, 酸化されたものには O, 還元さ れたものには R,いずれでもないものにはN を記せ。 | (1) I2 → KI た)原 (2) HeS → S FeCls (4) FeCle 口(6) CrO.→ Cp 間開 , HCHO 合計 08F (3) MnO2 MnCle いか (5) SO。 SO.- (8) CHOH (7) CraO CrO- CaH4 の → CH3CHO (10) CaHsOH (9) CHCOOH hWガイド 1. 酸化数の増加した原子を含む 酸化された。 酸化数の減少した原子を含む 還元された。 2. 有機化合物の変化(8), (9), (10) は, H, O の増減に着目。 0au0 エ n。口 チェック
9080 検討 下線上の原子の酸化数xを求めると 「『テスト対策 (4) 1 >電子の増減と酸化 還元 イ(+1)+ (3) R (4) 0 (2) 0 (7) N (9) 2 BLU (6) R (8) 0 ウ、x+(- 電子を失った少酸化された 非金属元素 電子を受け取った 還元された エ:HSO いずれも水 (10) N 陰イオンだ (5) N -1→還元された オ、x+ 検討(1)I:0 2)5; -2 →0→酸化された 177 (9) R カ:x+ - 塩基性酸 答](1) 0 示す。 (4) +2 (2) -2 (3) +3 181 と強塩基の (5) +6 3 (8)+3 (6) +5 (7) +2 基性を示す。 (9) +3 (10) +7 検討 S (12) -2 (13) -3 (14) +6 検討(1)単体であるから0。 (2)(+1) ×2+x =0 (3) x ×2+(-2) ×33D0 (4) MgCle の酸は HCI より, CI の酸化数は-1.。 (15) +5 (8)Hが減少。→酸化された (9) 0が減少。→還元された 10 HeO が減少。 →いずれでもない 二物 愛性。 の安 .x = -2 .x = +3 物 6 基性。 x+(-1)×2=0 テスト対策 >酸化·還元の判別 ●無機物質→酸化数の増減 .x = +2 (5)(+1)×2+ x+(-2)×4=0 (6)(+1) + x+ (-2) ×330 (7) Cu (NO3) 2の酸は HNO3 より NO3の酸化 18日 .x= +6 .x= +5 増加→酸化された 数は-1。 酸化数が 減少→還元された はほぼ完 x+(-1)×2=0 (8) Fe2(SO4)3の酸は H2SO4 より SO4の酸化 .x= +2 ●有機化合物→o.Hの増減 a* 数は-2。 COO-と 179 x×2+(-2) ×3=0 .x= +3 |答」3 検討 酸化数の変化のある原子が存在する反応 が酸化還元反応である。単体が関係する① 度が小さ (9)x+(-2+1)×3=0 .x= +3 DO-の一 (10)(+ 1) + x+(-2) ×430 (1)価数より+2 (12価数より-2 (13) x+(+1)×4=+1 (14) x×2+(-2)×7=-2 (15) x+(-2) ×4=-3 .x= +7 (Cle), ②(Cla, I2), ④(Cu)は酸化還元反応。 3の反応は酸化数の変化がない。 のでは Hg と Sn の酸化数が変化している。 になる。 + OH くなる。 .x=-3 OHの .x= +6 たため, .x= +5 『テスト対策 P:eot >単体が関係(反応·生成)している反応 →酸化還元反応 グテスト対策 >酸化数の求め方 単体→0 単原子イオン→価数 化合物→ Na· K·Hを+1, Oを-2を基 準,合計を0とする。 多原子イオン→合計を価数とする。 応用問題 本冊P 180 冊 p65 」オ>ア>イ>ウ>カ>エ ア:x×2+(-2)×7=-2 .x= L

回答

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そもそも酸化数とは何か?
2原子間で電気陰性度(共有電子対をどれだけ強く引っ張るかを表す指標)の大小を考え、大きい方に電子対を割り当てたときの電荷です。
共有電子対とは配位結合を除いては原子が互いに不対電子を1個ずつ出し合って出来るものなので、共有電子対がどちらかに移動すると結局は自分の電子が1個減るか1個増えるかなんです。

例を挙げると、酸素O
価電子は6個なので、この状態が酸化数0です。
例えば水素と結合すると水素より酸素の方が電気陰性度が大きいので水素2原子から1つずつ電子をもらうことになって
トータル2つの電子が手に入ります。
だから酸化数は-2です。
一方水素は酸素から電子を1つ奪われたことになるので酸化数は+1です。

次に過酸化水素H₂O₂を考えます。
構造はH―O―O―Hです。
水素と酸素の結合は先程の通り共有電子対は酸素に割り当てられると考えるので水素は酸化数+1
酸素は現時点で水素1つから電子を1個得ています。
次に酸素と酸素の結合を考えると、2つは同じ原子なので電気陰性度の差はないです。なので、共有電子対の電子は半分にして1つずつ割り当てられる(つまり自分の出した電子が戻ってきた)ことになります。
なので±0です。よってトータル価電子は7個なので電子が1個増えた→電荷としては-1→これが酸化数になります!

このようにやはり結合相手によって酸化数は変わりますが
いちいちこのように考えないでも
一般にはイオンとなる時の電荷を考えるとすぐに解けます。
(4)であればMg(陽イオン)+2Cl(陰イオン)
電荷バランスを考えたらMgは2+、Clは1-
それがそのまま酸化数になってそれぞれ+2、-1となります。
イオンとなる時の価数が決まってるから(4)(7)(8)ではそれを利用して酸化数を求めています。
178でも水素→+1、酸素→-2として酸化数を求めているはずです。結局は同じことです。

かのん

めちゃくちゃ分かりやすいです😭💞やっと理解出来ました❗️本当にありがとうございます🎶

かのん

質問なんですが、イオンとなる時の価数が決まっていない原子(銅や鉄など?)があるから酸化還元反応が成り立つんですか?

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