Số oxi hóa là gì? Những quy tắc xác định số oxi hóa của 1 nguyên tố

Xác định số oxi hóa là một trong những nội dung học tập quan trọng trong chương 3 Liên kết hóa học – SGK Hóa học 10. Vậy số oxi hóa là gì? Nêu quy tắc xác định ngtố đó trong 1 nguyên tố hóa học? Hãy cùng tìm hiểu thông tin chi tiết qua phần tổng hợp kiến thức dưới đây của manta.edu.vn.

Số oxi hóa là gì?

Để thuận tiện cho việc nghiên cứu phản ứng oxi hóa khử, người ta sử dụng số oxi hóa. Số oxi hóa của một nguyên tố là một số đại số được gán cho nguyên tử của nguyên tố đó theo những quy tắc nhất định.

Số oxi hóa được viết bằng chữ in thường, đứng trước dấu phẩy và đặt phía trên ký hiệu nguyên tố.

Cách xác định số oxi hóa và 4 quy tắc quan trọng bạn nên nhớ

Ta có thể xác định số oxi hóa dựa vào quy luật hóa học hoặc áp dụng mẹo nhỏ để tính toán trong trường hợp nguyên tử không có quy luật riêng về số oxi hóa.

Xác định số oxi hóa dựa vào quy luật hóa học

Số oxi hóa của một nguyên tố được gán cho nguyên tử của nguyên tố đó theo quy tắc sau:

• Quy tắc 1: Trong các nguyên tố, số oxi hóa của nguyên tố bằng 0. Ví dụ: Số oxi hóa của các nguyên tố Cu, Zn, H, N, O trong nguyên tố Cu, Zn, H2, N2, O2… đều công bằng. 0.

• Quy tắc 2: Trong một phân tử, tổng oxi hóa của các nguyên tố nhân với số hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tố bằng 0.

• Quy tắc 3: Trong ion nguyên tử, số ion 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 mỗi nguyên tố bằng điện tích của ion.

• Quy tắc 4: Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hóa của hiđro là +1, trừ một số trường hợp hiđro kim loại (naH, CaH2…). Số oxi hóa của oxi là -2, ngoại trừ trường hợp OF2, peroxit (ví dụ H2O2).

Ví dụ 1: Số oxi hóa của các nguyên tố trong ion K+; Ca 2+; Cl-; S 2- lần lượt bằng +1, +2, -1, -2.

Ví dụ 2: Tính số oxi hóa(X) của nitơ trong amoniac NH3, axit nitro HNO2 và anion nitrat NO3-.

• Trong NH3: X + 3 x (+1) = 0 => X = -3.

• Trong HNO2: (+1) + X + 2 x (-2) = 0 => X = +3.

• Trong NO3-: X + 3 x (-2) = -1 => X = +5.

Tìm số oxi hóa cho nguyên tử không có quy luật riêng về số oxi hóa

Trường hợp các nguyên tử không tuân theo quy luật nào đó về số oxi hóa, tức là ta không áp dụng được 4 quy tắc trên và không biết điện tích của nguyên tử đó thì ta sẽ dùng phương pháp. loại trừ để tìm số oxi hóa.

Cụ thể, chúng ta sẽ xác định số oxi hóa của tất cả các nguyên tử khác trong hợp chất , sau đó giải bài toán tìm ẩn số dựa vào tổng điện tích của hợp chất.

• Bước 1: Tìm số oxi hóa của nguyên tử nguyên tố khác trong hợp chất Bằng cách áp dụng quy tắc gán số oxi hóa ở trên ta tìm được số oxi hóa của nguyên tử nguyên tố kia trong hợp chất. Với các nguyên tố O, H… sẽ có ngoại lệ.

• Bước 2: Nhân số hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tố với số oxi tương ứng. Sau khi xác định được số oxi hóa của các nguyên tử trừ đi số chưa biết, ta cần xét xem trong hợp chất có bao nhiêu nguyên tử của cùng một nguyên tố. Tiếp tục nhân số viết ở dưới cùng của căn sau khí hóa học với số oxi hóa.

• Bước 3: Cộng tổng các tích tìm được. Bây giờ ta sẽ có kết quả là tổng các tích không phụ thuộc vào số oxi hóa của nguyên tử cần tìm.

• Bước 4: Tính số oxi hóa cần tìm dựa vào diện tích của hợp chất. Thông qua các giá trị vừa tính được, tiếp tục thực hiện các phép tính cộng trừ đơn giản để tìm số oxi hóa còn thiếu. Công thức là: Tổng oxi hóa đã biết + số oxi hóa cần tìm = tổng điện tích của hợp chất .

Ví dụ: Cần xác định số oxi hóa của lưu huỳnh trong hợp chất Na2SO4, ta sẽ thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Ta xác định số oxi hóa của natri và oxi lần lượt là +1 và -2.

• Bước 2: oxi hóa của Na = 2 x (+1) = 2; O = 4 x (-2) = -8.

• Bước 3: Tổng oxi hóa của Na và O là 2 + (-8) = -6.

• Bước 4: Gọi X là số oxi hóa của S, ta có: -6 + X = 0 => X = +6

Bài tập ví dụ về dãy số oxi hóa SGK Hóa học lớp 10 có lời giải chi tiết

Để hiểu rõ hơn cách tính oxi hóa các em hãy vận dụng các kiến thức lý thuyết mà manta.edu.vn đã tổng hợp ở trên để làm các bài tập trong SGK. Sau đây là tổng hợp một số bài tập có lời giải chi tiết mời các bạn tham khảo:

Bài tập 1 (SGK Hóa học 10, trang 74)

Số oxi hóa của nitơ trong NH4+, NO2- và HNO3 là:

A. +5, – 3, +3.

B. -3, +3, +5.

C. +3, -3, +5.

D. +3, +5, -3.

Câu trả lời gợi ý:

Đáp án đúng là B. Giải thích:

Gọi số oxi hóa của N trong các hợp chất là X. Ta có:

• NH4+: X + 4 = 1 ⇒ X = -3 ⇒ Số oxi hóa của N trong NH4+ là -3.
• NO2- : X + 2 x(-2) = -1 ⇒ X = 3 ⇒ số oxi hóa của N trong NO2- là +3.
• HNO3: 1 + X + 3x(-2) = 0 ⇒ X = 5 ⇒ số oxi hóa của N trong HNO3 là +5.

Bài tập 2 (SGK Hóa học 10, trang 74)

Số oxi hóa của Mn, Fe trong Fe3+, SO3 mạnh, P trong PO43- là:

A. 0, +3, +6, +5.

B. 0, +3, +5, +6.

C. +3, +5, 0, +6

D. +5, +6, +3, 0.

Câu trả lời gợi ý:

Câu trả lời đúng là A. Giải thích:

Mn là nguyên tố thuần túy nên nó có số oxi hóa 0.

Fe3+ có số oxi hóa +3.

SO3 : X + 3 x(-2) = 0 ⇒ X = 6 ⇒ Số oxi hóa của S là +6.

PO4(3)-: X + 4 x (-2) = -3 ⇒ X = 5 ⇒ Số oxi hóa của P là +5.

Bài tập 3 (Hóa 10 trang 74)

Xác định số thứ tự oxi hóa của các nguyên tố trong các phân tử và ion sau: CO2, H2O, SO3, NH3, NO, NO2, Na+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Al3+.

Câu trả lời gợi ý:

O có số oxi hóa là -2; H có số oxi hóa là +1 => Số oxi hóa của nguyên tố trong phân tử và ion là:

• CO2: X + 2 x(-2) = 0 ⇒ X = 4 ⇒ C có số oxi hóa +4 trong CO2

• H2O: H có số oxi hóa +1, O có số oxi hóa -2.

• SO3: X + 3 x(-2) = 0 X = 6 ⇒ S có số oxi hóa +6 trong SO3

• NH3: X + 3 x 1 = 0 X = -3 N có số oxi hóa -3 trong NH3

• NO: X + 1 x(-2) = 0 X = 2 ⇒ N có số oxi hóa +2 trong NO

• NO2: X + 2 x(-2) = 0 ⇒ X = 4 ⇒ N có số oxi hóa +4 trong NO2

• Cu2+ có số oxi hóa là +2.

• Na+ có số oxi hóa là +1.

• Fe2+ có số oxi hóa là +2.

• Fe3+ có số oxi hóa +3.

• Al3+ có số oxi hóa +3.

Bài tập về cách xác định số oxi hóa dành cho học sinh tự luyện

Dựa vào các kiến thức về khái niệm trên và các quy tắc xác định số oxi hóa, dưới đây là một số bài tập liên quan để các em tự luyện tập có hiệu quả:

Câu 1: Số oxi hóa của nitơ trong NH ₄ ⁺ , NO ₂ ^– , HNO ₃ là:

A. +5, -3, +3.

B. -3, +3, +5

C. +3, -3, +5

D. +3, +5, -3.

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

a) H ₂ S, S, H ₂ SO ₃ , H ₂ SO ₄ .

b) HCl, HClO, NaClO ₂ , HClO ₃ .

c) Mn, MnCl ₂ , MnO ₂ , KMnO ₄ .

Câu 3: Hóa trị và số oxi hóa của N trong phân tử NH ₄ Cl lần lượt là

A. 4 và -3 B. 3 và +5

C. 5 và +5 D. 3 và -3

Câu 4: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phân tử và ion sau: CO ₂ , H ₂ O , SO ₃ , NH ₃ , NO ₂ , Na ⁺ , Cu ²⁺ , Fe ²⁺ , Fe ³⁺ , Al ^{3 +}

Câu 5: Xác định số oxi hóa của Mn, Cr, Cl, P trong phân tử: KMnO ₄ , Na ₂ Cr ₂ O ₇ , KClO ₃ , H ₃ PO ₄

Câu 6: Xác định điện hóa trị của các nguyên tố trong các hợp chất sau: KCl, Na ₂ S; Ca ₃ N ₂ .

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

CH ₃ – CH ₃ ; CH ₂ = CH ₂ ; CHỈ CH; CH ₂ =CH-CHUCK;

CH ₃ –CH ₂ OH; CH ₃ –CHO; CH ₃ – COOH; CH ₃ COOCH = CH ₂ ;

C ₆ H ₅ –NO ₂ ; C ₆ H ₅ – NH ₂

Câu 8: Xác định số oxi hóa của N, S, C, Br trong ion: NO ₃ ^– , SO ₄ ^2- ; CO ₃ ^2- , Br, NH ₄ ⁺

Câu 9: Xác định số biến thiên oxi hóa:

Cr ⁺² → Cr ⁺³

S ^-2 → S ⁰

N ⁺⁵ → N ⁺⁴

Câu 10: Số oxi hóa của N, O, S, Cl, Br, Cr, Mn trong các chất và ion: NH ₄ ⁺ , CH ₃ COOH, SO ₄ ^2– , Cl ₂ , KBrO ₃ , K ₂ Cr ₂ O ₇ , K ₂ MnO ₄ lần lượt là:

A.+3, –2, +4, 0, +5, +6, +7.

B. –3, 0, +6, 0, +3, +7, +7.

C. –3, –2, +6, 0, +5, +6, +6.

D. –3, –2, +4, 0, +7, +6, +6.

Trên đây là thông tin tổng hợp về cách tính số oxi hóa của từng phần tử để các bạn tham khảo. Đừng quên chia sẻ nếu thấy bài viết hữu ích và truy cập website manta.edu.vn.edu.vn mỗi ngày để tham khảo thêm nhiều kiến thức bổ ích xung quanh các môn học và cuộc sống bạn nhé!