氧化還原(原理,元素的氧化數(shù),氧化還原反應(yīng))

　�。ㄒ唬┰�素的氧化數(shù)

　　元素的氧化素是指分子中各原子所表現(xiàn)出來的形式電荷數(shù)。確定元素氧化數(shù)的原則是：

　　1．在單質(zhì)的氧化數(shù)為零。

　　2．在簡單離子中，元素的氧化數(shù)等于該離子所帶的電荷數(shù)。例如，Na+中Na的氧化數(shù)為+1，S2-中S的氧化數(shù)為-2。

　　3．氧在化合物中的氧化數(shù)為-2（過氧化物如H2O2中，氧的氧化數(shù)為-1，氫在化合物中的氧化數(shù)為+1，（金屬氫化物如CaH2中，氫的氧化數(shù)為-1）。

　　4．分子中各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于零。

　　在離子化合物中元素的氧化數(shù)和它的化合價是一致的；在共價化合物中元素的氧化數(shù)與它的共價有所不同。氧化數(shù)有正、負(fù)之分，而共價則無正、負(fù)。元素的化合價只能是整數(shù)，而元素的氧化數(shù)可是整數(shù)彵可是分?jǐn)?shù)。

　　例1：求Na2S4O6中S的氧化數(shù)。

　　解：設(shè)Na2S4O6中S的氧化數(shù)為x：

　　2×1+4x+6×（-2）=0

　　4x=10

　　x=+（5/2）

　　即Na2S4O6中S的氧化數(shù)為+（5/2）。

　　（二）氧化還原的概念

　　在化學(xué)發(fā)展的初期，氧化是指物質(zhì)與氧化合的過程，還原是指物質(zhì)失去氧的過程。例如，汞與氧化合生成的氧化汞時，汞被氧化生成氧化汞。醫(yī).學(xué)全.在.線m.zxtf.net.cn

　　2Hg+O2­→2HgO

　　相反地，當(dāng)氧化汞加熱分解成汞和氧時，氧化汞失去氧被還原成汞。

　　2HgO→2Hg+O2­

　　以后氧化還原的概念擴大了，認(rèn)為物質(zhì)失去氫的過程也是氧化，與氫結(jié)合的過程則是還原。這種去氫氧化（即脫氫氧化），加氫還原的概念，在有機化學(xué)和生物化學(xué)中應(yīng)用較為廣泛。例如，乙醇脫氫被氧化成乙醛。

丙酮加氫被還原成異丙醇。

　　然而，這些概念不能應(yīng)用到?jīng)]有氫和氧參加的氧化還原反應(yīng)上，也沒有指出氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)。

　　現(xiàn)在認(rèn)為，氧化還原反應(yīng)的特征是在反應(yīng)前后某些元素的氧化數(shù)有了改變，其實質(zhì)是物質(zhì)之間有電子的得失。因此，有些反應(yīng)雖然沒有氧或氫參加，但由于有氧化數(shù)的改變，即有電子的得失，所以也是氧化還原反應(yīng)。例如，鋅與銅離子的反應(yīng)。

Zn+Cu²⁺→Zn²+Cu

　　反應(yīng)中，每個鋅原子失去兩個電子，變?yōu)殇\離子，氧化數(shù)由零升高到+2，鋅被氧化是還原劑；每個銅離子接受兩個電子，變?yōu)殂~，氧化數(shù)由+2降低到零，銅離子被還原是氧化劑。

Zn-2e^-→Zn²⁺(氧化反應(yīng))

Cu²⁺＋2e^-→Cu　　　(氧化反應(yīng))

　　我們把物質(zhì)失去電子（元素的氧化數(shù)升高）的過程稱為氧化；物質(zhì)得到電子（元素的氧化數(shù)降低）的過程稱為還原。在任何化學(xué)反應(yīng)中，若有得到電子的物質(zhì)，必然有失去電子的物質(zhì)，且得失電子總數(shù)相等，因而氧化與還原必定同時發(fā)生。

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