信息分类:站内新闻
作者:yiyi发布
时间:2012-10-5 1:51:00
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1. 让我们来检视“乙烯”C2H4 ethen在加氢(氢气)反应中,氧化数oxidation level如何变化。
2. 乙烯,由2个“碳”和4个“氢”组成,每个“碳”与2个“氢”键结。
3. (1)由于“氢”原子的阴电性远不如“碳”,因此,“氢”提供每个“碳”2个电子,提供“-2”的氧化数给“碳”;(2)而碳原子之间的双键则没有提供任何电子给对方,氧化数的贡献是“0”。
4. 综合(1)、(2),在中性的乙烯分子中,“碳”的氧化数是“-2”。
5. 乙烯在铂金属的催化下,与氢气H2结合,变成“乙烷”C2H6 ethane。
6. 乙烷,由2个“碳”和6个“氢”组成,每个“碳”与3个“氢”键结,同样的道理,“氢”提供每个“碳”3个电子,提供“-3”的氧化数给“碳”。
7. 从以上的描述可以看出,碳的氧化数被减少了,被减少reduced,也就是被还原reduced的意思。
8. 在这个例子中,参与反应的“氢气”中的每个“氢”原子,都被氧化oxidized了(失去电子),氧化数从原本“氢气”状态的“0”变成“+1”。
9. 由此可见,在碳氢化合物(乙烯)被还原reduced的时候,氢气分子同时被氧化oxidized。
10. 用同样的方式来分析,“乙炔”C2H2 ethyne,我们发现乙炔的碳的氧化数相较之下高于“乙烯”C2H4。所以我们得到一个结论,只要碳-碳之间的化学键数量越多,碳的氧化数就越高。
11. 要让分子的化学键变多,需要透过氧化剂oxidizing reagent;要让分子的化学键变少,需要透过还原剂reducing reagent。这个规则,同样适用于含有“异质原子”(注)的分子。注:异质原子heteroatoms:碳以外的原子,例如氮原子。
12. “亚胺”imine加氢反应变成“胺”amine,做为骨架的“氮-碳”,从原本以“双键”键结,变成以“单键”键结,这种状况跟“乙烯”变成“乙烷”,“碳-碳”骨架从“双键”变成“单键”一样,二者都是“还原”。
13. 就如同“乙烯”的“碳”,在氢化反应前后“氧化数”的变化,“亚胺”在氢化反应后变成“胺”,这使得“碳”,从原本比较高的氧化数“-2”,减少为比较低的氧化数“-3”。
14. 一个异质原子与其他原子之间的化学键(单键、双键、三键)越多,就被氧化的越厉害。例如,“C≡N”“碳-氮”三键的氧化数就高于“C=N”“碳-氮”双键;而“C=N”“碳-氮”双键的氧化数又高于“C-N”“碳-氮”单键。
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