גורם חמצון: מה זה, הדוגמאות החזקות ביותר - כִּימִיָה - 2025

סוכן חמצון הוא חומר כימי שיש לו את היכולת לצייר אלקטרונים מן חומר אחר (הפחתת סוכן) שתורם או מאבד אותם. זה ידוע גם כחומר מחמצן אותו יסוד או תרכובת שמעבירים אטומים אלקטרונגטיביים לחומר אחר.

כאשר בוחנים תגובות כימיות יש לקחת בחשבון את כל החומרים המעורבים ואת התהליכים המתרחשים בהם. בין החשובים ביותר הם תגובות להפחתת החמצון, הנקראות גם redox, הכרוכות בהעברת או העברת אלקטרונים בין שני מינים כימיים או יותר.

שני חומרים מקיימים אינטראקציה בתגובות אלה: חומר ההפחתה וחומר החמצון. חלק מגורמי החמצון שניתן לראות בתדירות גבוהה יותר הם חמצן, מימן, אוזון, אשלגן חנקתי, נתרן פרבורט, פרוקסידים, הלוגנים ותרכובות permanganate, בין היתר.

חמצן נחשב לשכיח ביותר של חומרי החמצון. כדוגמה לתגובות אורגניות אלה הכרוכות בהעברת אטומים, בעירה בולטת, המורכבת מתגובה המיוצרת בין חמצן לחומר אחר בעל אופי חמצון.

מהם חומרי חמצון?

בחצי-תגובת החמצון מופחת חומר החמצון מכיוון שבעת קבלת אלקטרונים מחומר ההפחתה נגרמת ירידה בערך המטען או החמצון של אחד האטומים של חומר החמצון.

ניתן להסביר זאת על ידי המשוואה הבאה:

2Mg (s) + O ₂ (g) → 2MgO (s)

ניתן לראות שמגנזיום (מג) מגיב עם חמצן (O2), וכי החמצן הוא החומר המחמצן מכיוון שהוא מסיר אלקטרונים מגנזיום - כלומר הוא מופחת - והמגנזיום הופך, בתורו, בסוכן ההפחתה של תגובה זו.

באופן דומה, התגובה בין חומר חמצון חזק לסוכן צמצום חזק יכולה להיות מסוכנת מאוד מכיוון שהם יכולים לתקשר באלימות, ולכן עליהם להיות מאוחסנים במקומות נפרדים.

אילו גורמים מגדירים את חוזקו של חומר מחמצן?

מינים אלה נבדלים על פי "כוחם". כלומר, החלשים ביותר הם אלו שיש להם יכולת נמוכה יותר לחסר אלקטרונים מחומרים אחרים.

מצד שני, לחזקים יותר יש מתקן או יכולת גדולים יותר "להתחיל" אלקטרונים אלה. לצורך הבידול שלו נחשבים המאפיינים הבאים:

רדיו אטומי

זה ידוע כחצי המרחק המפריד בין גרעינים של שני אטומים של יסודות מתכתיים שכנים או "שכנים".

רדיוסים אטומיים נקבעים בדרך כלל על ידי הכוח איתו נמשכים האלקטרונים השטחיים ביותר אל גרעין האטום.

לכן, הרדיוס האטומי של אלמנט פוחת בטבלה המחזורית מלמטה למעלה ומשמאל לימין. זה מרמז כי למשל ליתיום יש רדיוס אטומי גדול משמעותית מאשר פלואור.

אלקטרונגטיביות

אלקטרונטיביות מוגדרת כיכולתו של אטום ללכוד אלקטרונים השייכים לקשר כימי כלפי עצמו. עם עליית האלקטרוניטי, האלמנטים מראים נטייה גוברת למשוך אלקטרונים.

באופן כללי האלקטרוניטיביות עולה משמאל לימין בטבלה המחזורית ויורדת ככל שהאופי המתכתי עולה, כאשר פלואור הוא היסוד האלקטרוניטיבי ביותר.

זיקה אלקטרונית

נאמר שזו הווריאציה של האנרגיה שנרשמת כאשר אטום מקבל אלקטרון ליצירת אניון; כלומר, היכולת של חומר לקבל אלקטרון אחד או יותר.

ככל שהזיקה האלקטרונית עולה, יכולת החמצון של מין כימי עולה.

אנרגיית יינון

זוהי כמות האנרגיה המינימלית הנחוצה כדי לקרוע אלקטרון מאטום, או במילים אחרות, זהו מדד ל"כוח "איתו אלקטרון נקשר לאטום.

ככל שערכה של אנרגיה זו גדול יותר, כך קשה יותר לנתק אלקטרון. כך, אנרגיית היינון מתרחבת משמאל לימין ויורדת מלמעלה למטה בטבלה המחזורית. במקרה זה, לגזים האצילים יש ערכים גדולים של אנרגיות יינון.

חומרי החמצון החזקים ביותר

אם ניקח בחשבון את הפרמטרים הללו של היסודות הכימיים, ניתן לקבוע מהם המאפיינים שיש לרשותם של חומרי החמצון הטובים ביותר: אלקטרונגטיביות גבוהה, רדיוס אטומי נמוך ואנרגיה יינון גבוהה.

עם זאת, חומרי החמצון הטובים ביותר נחשבים לצורות היסודיות של האטומים האלקטרוניים-אגרטיים ביותר, וצוין כי חומר החמצון החלש ביותר הוא נתרן מתכתי (Na +) והחזק ביותר הוא מולקולת הפלואור היסודי (F2), המסוגלת לחמצן מספר גדול של חומרים.

דוגמאות לתגובות עם חומרים מחמצנים

בכמה תגובות להפחתת תחמוצת קל יותר להמחיש העברת אלקטרונים מאשר באחרות. להלן כמה מהדוגמאות המייצגות ביותר:

דוגמא 1

תגובת הפירוק של תחמוצת כספית:

2HgO (ים) → 2Hg (l) + O ₂ (g)

בתגובה זו נבדל כספית (חומר מחמצן) כקולטן לאלקטרונים מחמצן (גורם מקטין), ומתפרק לכספית נוזלית ולחמצן גזי בעת החימום.

דוגמא 2

תגובה נוספת שמדגימה חמצון היא של שריפת גופרית בנוכחות חמצן ליצירת דו תחמוצת הגופרית:

S (s) + O ₂ (g) → SO ₂ (g)

כאן ניתן לראות כי מולקולת החמצן מתחמצנת (גורם מקטין), ואילו הגופרית היסודית מופחתת (חומר מחמצן).

דוגמא 3

לבסוף, תגובת הבעירה של פרופאן (המשמשת בגז לחימום ובישול):

C ₃ H ₈ (g) + 5O ₂ (g) → 3CO ₂ (g) + 2H ₂ O (l)

בנוסחה זו ניתן לראות הפחתה של חמצן (חומר מחמצן).

הפניות

1. גורם מקטין. התאושש מ- en.wikipedia.org
2. צ'אנג, ר '(2007). כימיה, מהדורה תשיעית (מקגרו-היל).
3. Malone, LJ, and Dolter, T. (2008). מושגים בסיסיים של כימיה. התאושש מ- books.google.co.ve
4. Ebbing, D., and Gammon, SD (2010). כימיה כללית, מהדורה משופרת. התאושש מ- books.google.co.ve
5. Kotz, J., Treichel, P., and Townsend, J. (2009). כימיה ותגובה כימית, מהדורה משופרת. התאושש מ- books.google.co.ve