R04 电负性表.

目标:描描述氧化还原反应时，尤其是确定氧化数时，关注元素的电负性。以上提到的例子都是金属与同种金属离子之间发生电子转移的过程。在这些例子中，电子发生了完 全转移。但是，其他大量的电子转 移反应涉及不带电荷的共价分子或多原子离子。例如，共价分子甲烷与共价分子氧气在燃气炉中发生的反应，这个反应的产物CO₂和H₂O也属于共价化合物。这种燃烧反应本质上可以归为原子间的电荷转移反应。让这两种元素在原电池(在 这里属于燃料电池)中慢慢地反应，很容易就证明了原子间发生了电子转移。这个电池真正实现的是由化学变化(化学能)产生电流(电能)。

氧化数

为了能用电子转移来描述这类反应，我们必须遵守分配规则。只有这样，化学家才能对化学转换中的电子得失平衡达成一致。这个分配规则的基础就是所谓氧化数，是对特定粒子(离子和分子)中特定原子的一种人为规定:

特定粒子中，某单个原子的氧化数(O.N.)为这个原子实际携带的电子电荷数。例如，离子键中，一个离子实际携带的电荷数为该原子的氧化数，或者将所有共价键当作离子键，指定某原子实际携带的电荷数，得到该原子的氧化数。

确定一个分子结构式中原子的氧化数要考虑所有的价电子，以如下规则为依据:一条共价键中的所有成键电子完全属于电负性大(见R04)的一方。如果构成共价键的元素的电负性相等，成键电子平均分配。分配给原子的电子电荷数(不是以库仑为单位，而是电子电荷为单位)等于该原子的族数与其价电子数之差。由于“原子的氧化数”实际上并不是真实地等于离子电荷数，所以它用罗马数字(而不是用阿拉伯数 字)表示，在罗马数字前面加上正负号(不像电荷符号那样，正负号放在后面)。谈及某元素(在离子或分子中)的氧化数，大家可能会说+II(正二)而不是2+(二正)。这意味着，氧化数与离子电荷的区别不仅容易书面辨认，而且可以听得出来。

例如:

为了能准确推算共价键中原子的氧化数，必须在分子或离子的路易斯结构式中使用指定成键电子的方法(游戏规则)。
对于 I₂ 路易斯符号就变为:分配成键电子后，I的氧化数为 0。I的族数为7，在共价键的离子表示式中，I的价电子数也是7，族数减去价电子数:7-7 = 0。

在反应CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(I)中，

甲烷中H的氧化数:+I
水中的 H:+I
甲烷中的 C:-IV
二氧化碳中的 C:+IV
氧气中的 O:0
二氧化碳和水中的O:-II

下图为推算氧化数的示意图:

介绍了“原子的氧化数”概念后，我们就可 理解为什么通常把电荷转移反应称为“氧化还原反应”或“氧-还反应”。某一反应物中，一个原 子由于释放了(价)电子，氧化数增大，我们称这个原子被氧化，这个反应物总体上起了还原剂的作用。放出的电荷会被某(其他)原子吸收进 某(另一)反应物中。我们则说这个原子被还原，这个反应物总体上起了氧化剂的作用。

重 点:
在氧-还反应中，还原剂释放的所有电子都必须被氧化剂吸收。因此，氧-还反应中，氧化剂和还原 剂的化学计量数必须配平。符号 Red 和 Ox 分别代表还原型和氧化型。