If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:13:44

Видео транскрипция

След като вече знаеш как да определяш степента на окисление на въглерода, нека да разгледаме органичните окислително-редукционни процеси. Ще започнем с няколко основни определения от химията. Окислението е свързано с увеличаване на степента на окисление, а редукцията е свързана с нейното намаляване. Може би си спомняш, че загубата на електрони е окисление, а тяхното увеличаване е редукция. Да погледнем това съединение тук, и да се опитаме да разберем дали то е било окислено, редуцирано, или нито едно от двете. Погледни тези три въглерода от лявата стана, и тези три въглерода от дясната. Както виждаш, няма промяна при тези въглеродни атоми, затова не би трябвало да има промяна и в степента им на окисление. Но погледни този въглероден атом, който е маркиран в жълто. Той е свързан с тази двойна връзка с кислороден атом. От дясната страна е свързан с водород. И също така е свързан с още един въглероден атом. Този същият въглероден атом в дясното съединение е свързан с кислород. Той пак има тази двойна връзка с кислорода. Също така я има и връзката с още един въглерод. Но дясната връзка е с ОН група. Затова, този въглерод най-вероятно е променил степента си на окисление. Хайде да намерим неговата степен на окисление, като приложим това, което научихме от предходното видео. Започваме с електроните във връзките. Нека ги поставим тук. Всяка връзка се състои от два електрона. Също така си спомняш, че когато смятаме степента на окисление е важно да помислим за разликата в електроотрицателността. Въглеродът е по-електроотрицателен от водорода, затова тези два електрона отиват при въглерода. Кислородът е по-електроотрицателен от въглерода, затова той взима тези 4 електрона. А когато имаме въглерод срещу въглерод, приемаме, че те имат еднаква електроотрицателност. Затова тези два електрона се разделят поравно между тях. Единият електрон е за първия въглерод, а другият електрон за втория. Този въглерод е заобиколен от 3 електрона. Знаеш, че по принцип въглеродът има 4 валентни електрона около себе си. Така, въглеродът има 4 валентни електрона, но в нашата структурна формула той има само 3. Да ги маркираме. 1, 2 и 3. 4 – 3 ни дава +1, което е и степента на окисление му. Този въглероден атом тук има степен на окисление от +1. А този от дясната страна? Да започнем с поставянето на електроните във връзките. Всяка връзка се състои от два електрона. Да ги поставим тук. И отново, вземаме предвид електроотрицателността. Този път отдясно въглеродът е свързан с кислород, затова той губи тези два електрона, тъй като кислородът е по-електроотрицателен. Този кислород, който е отгоре, взема тези 4 електрона. И тук както преди, разделяме тези два електрона поравно. Този път въглеродът е заобиколен само от един електрон. Степента на окисление на въглерода ще е равна на валентните електрони, които той по принцип има (4), минус броя на валентните електрони, които има в съединението, след като сме взели предвид електроотрицателността. В този случай електронът е само един. 4 – 1 ни дава степен на окисление от + 3. От дясната страна този същият въглерод има степен на окисление от + 3. Какво се е случило в тази реакция? Въглеродът е преминал от степен на окисление +1 към степен на окисление от +3. Увеличаване на степента на окисление е окисление. Затова нашето начално съединение е окислено. За да имаме окисление, то на нас ни трябва окислител. Ще запиша това тук набързо. Трябва ни окислител, за да осъществим тази реакция. И този окислител всъщност е редуциран, защото когато нещо се окислява, то нещо друго трябва да се редуцира. Припомни си определението за окисление от началото на видеото. Окислението е свързано със загуба на електрони. Да потърсим тази загуба тук. От лявата страна, въглеродът има 3 електрона около себе се. А когато добавихме тази връзка с кислорода от дясната страна, въглеродът загуби тези 2 електрона. От лявата страна тези два електрона бяха към въглерода. От дясната страна въглеродът загуби тези два електрона и остана заобиколен само от един. И резултатът е увеличаване на степента на окисление. Или може да кажем, че въглеродът е загубил електрони. Има и по-лесен начин, който може да използваш в подобни изчисления. Да помислим кой би бил по-лесният начин за тази реакция. Ще използвам червено. Отляво въглеродът със степен на окисление от +1, има две връзки с кислород. Ще ги маркирам. Това е едната и това е другата. Отдясно същият въглерод има три връзки с кислород. Това е едната, това е другата, а това е третата. Връзките с кислорода са се увеличили и това веднага може да ни подскаже, че имаме окисление без да трябва да изчисляваме поотделно степените на окисление. Забележи, че също така сме загубили връзката с водорода. Точно тук сме загубили връзка с въглерода, която е заменена с връзка с кислород. Затова увеличаване на връзките с кислород или намаляване на броя на връзките с водород, подсказва, че въглеродът е бил окислен. Да направим още един пример. Нашата цел е да определим дали това съединение е било окислено, редуцирано, или нито едно от двете. Тези три въглерода от лявата страна са същите като тези три въглерода от дясната. Няма промяна в тези въглеродни атоми. Затова може да очакваме, че няма да има промяна и в тяхната степен на окисление. Същото се отнася и за този въглерод. Нека се фокусираме тогава върху този въглерод. От лявата страна той има двойна връзка с кислорода. Той също е свързан с въглерод отляво и с въглерод отдясно. В нашия продукт същият въглерод е свързан с единична връзка с кислорода. Ще го запиша това. Само една връзка с кислорода. И все още е свързан с един въглерод отляво, и един въглерод отдясно. Би трябвало да има връзка с водород тук нали? Тя не е поставена, но се предполага, че го знаеш. Да поставим тази връзка с водорода. И сега да намерим степените на окисление. Започваме със структурната формула отляво. Поставяме електроните във връзките. И след това вземаме предвид електроотрицателността. Кислородът е по-електроотрицателен от въглерода, затова той взима тези 4 електрона. Приемаме, че електроотрицателността между въглеродни атоми е еднаква, затова разделяме тези два електрона поравно. Един електрон за единия въглерод, и един електрон за другия. Същото се отнася и за тази връзка. Степента на окисление на въглерода е 4 валентни електрона минус 2 електрона около въглерода, което прави 2. 4 – 2 ни дава степен на окисление от + 2. Следователно този въглерод има степен на окисление от +2. А този от дясната стана? Да поставим електроните във връзките. И отново да вземем предвид електроотрицателността, за да определим степента на окисление. Кислородът е по-електроотрицателен, затова той взима тези два електрона. Тук отново приемаме, че въглеродните атоми имат еднаква електроотрицателност, затова разделяме електроните помежду им. Въглеродът е свързан и с водород. Въглеродът е по-електроотрицателен от водорода, затова той взима тези електрони. И сега да намерим степента на окисление. Въглеродът трябва да има 4 валентни електрона около себе си, а на нашата структурна формула, след като взехме предвид електроотрицателността, той е заобиколен от 1, 2, 3 и 4 електрона. 4 – 4 = 0 Този въглерод има степен на окисление, равна на 0. Той премина от степен на окисление +2 към степен на окисление от 0. Това е намаляване на степента на окисление. Затова този въглерод е редуциран. В тази реакция нашето изходно съединение е редуцирано. Тъй като началното ни съединение е редуцирано, на нас ни трябва редуктор, който да осъществи реакцията. В този случай редукторът ще бъде окислен, защото когато нещо е редуцирано, то нещо друго би трябвало да е окислено. Може да помислим и за другото ни определение за редукция. При редукция се придобиват електрони. Да се върнем към примера. Електроните, които са придобити, са тези два електрона ето тук, защото отляво имахме този въглерод с двойна връзка с кислород. Отдясно сега имаме единична връзка с кислорода. Придобили сме тези електрони, тъй като сме увеличили броя на връзките ни с водород. Затова по-лесният начин би бил да гледаме броя на връзките ни с кислорода, точно както в предния пример. От лявата страна въглеродът има двойна връзка с кислород. Имаме две връзки с кислород. От дясната страна имаме само една такава. Тъй като имаме намаляване на броя на връзките ни с кислород, имаме редукция. Отново, това е по-лесен начин да разберем какво се е случило. Това също е еквивалентно на увеличаване на връзките с водород. Да направим още един пример. Отново нашата цел е да разберем дали началното ни съединение (отляво) е окислено, редуцирано, или нито едното. Този пък ще анализираме тези два въглерода. Те са тези, които се променят при реакцията. Да започнем със съединението отляво. Имаме въглерод с двойна връзка към друг въглерод. И двата от тези въглеродни атоми са свързани с по още два въглерода. От дясната страна тези въглеродни атоми имат единична връзка помежду си. Въглеродът отляво е свързан с водород. А този отдясно е свързан с кислород. И нека добавим останалите въглеродни атоми. Имаме една въглерод-въглерод връзка тук. Нека ги поставим по този начин. Сега да определим степените на окисление. Поставяме електроните във връзките. И вземаме предвид електроотрицателността, като отново приемем, че въглеродните атоми имат еднаква елекроотрицателност. Нека си изберем един от тези въглеродни атоми. Да речем този от ляво. Разделяме двата електрона във връзката, като даваме един електрон на единия въглерод и другия електрон на другия въглерод. Правим същото тук. А за тази двойна връзка с 4 електрона разделяме 4-те електрона поравно, като даваме по два електрона на всеки въглерод. Въглеродът по принцип има 4 валентни електрона около себе си, а този въглерод има 1, 2, 3 и 4 електрона. 4 – 4 ни дава степен на окисление 0. Този въглерод има степен на окисление 0. Същото се отнася и за въглерода от дясната страна на двойната връзка. Същата ситуация е. И той има степен на окисление 0. А нашият продукт от дясната страна? Да анализираме тези два въглерода. Поставяме електроните във връзките. Този път трябва да поставим повече електрони. Вземаме предвид електроотрицателността. Тук нещата са се променили. Да започнем първо с въглерода отляво. Той е свързан с водород, и въглеродът е по-електроотрицателен, затова той взема тези електрони. Тук имаме въглерод, свързан с въглерод, и още една такава връзка, и още една. Каква е степента на окисление на въглерода отляво? Въглеродът трябва да има 4 валентни електрона, а колко са електроните около него? Те са 1, 2, 3, 4 и 5. Така че 4 – 5 ни дава степен на окисление –1. Този въглерод отляво има степен на окисление –1. А този отдясно? Имаме равенство тук, нали? Затова разделяме тези електрони. Кислородът е по-електроотрицателен от въглерода, затова той взима тези електрони. Въглеродът отдясно има степен на окисление равно на 4 – 3. Тук имаме три електрона около въглерода, след като сме взели предвид електроотрицателността. Степента на окисление е +1. Затова този въглерод има степен на окисление +1. Като цяло, какво се е случило тук? Ще използвам червено. Въглеродът отляво премина от степен на окисление 0 към степен на окисление –1. Той е намалил степента си на окисление. Може да кажем, че той е редуциран. А този от дясната страна на тази двойна връзка? Той започна със степен на окисление 0 и премина в степен на окисление +1. Това е увеличаване на степента на окисление. Или този въглерод е окислен. А ако вземем предвид цялото съединение? Що се отнася за началното ни съединение като цяло, няма промяна в степените на окисление. Отляво, от тези два електрона, имаме общо 0 (степен на окисление). Отдясно имаме –1 + 1, което е общо 0 отново. Като цяло няма промяна. В този случай нямаме нито окисление, нито редуциране. Началното съединение като цяло нито е било окислено, нито редуцирано.