醇、环氧化合物和醚

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在有机化学氧化和还原

最后更新:2021年5月23日|

铁冶炼
铁冶炼!
图片来源:http://sclowcountryoutdoors.blogspot.com/2011/02/iron-smelting-at-acba.html

一开始,这个词实际上是有意义的。当炼金术士和中世纪的冶金学家开始做实验量化多少铁,说的是由给定的冶炼铁矿石,他们发现固态铁的重量总是小于的矿石。

考虑到质量,减少一个明智的过程的名称是:减少。

公式还原氧化铁的碳给铁金属和二氧化碳还原被称为减少因为固态铁的重量总是小于矿石

这是500多年前。

后来,舍勒,拉瓦锡和普利斯特里独立发现质量的损失是由于驱逐一个元素命名(通过拉瓦锡)氧气,和随后的金属在空气中燃烧导致其重组。因此,“氧化”。

铁铁在空气中燃烧会导致形成氧化铁fe2o3因此氧化

这是大约200年前。

然后是一般的了解原子由带正电的原子核和带负电的电子,和引进的形式称为“氧化态”,这是的电荷原子会如果所有债券的不同元素的原子的不同元素离子100%。当然,它也适用于离子。这是同样的反应。看看氧化导致的电子,和减少导致获得的电子。

方程氧化铁形成iorn金属和元素碳计算氧化态

这是关于70年前

这也恰好是氧化和还原的第一个定义,我第一次在高中学习。当这是介绍在课堂上,我的第一个问题——仍然是许多学生问今天,是:

“在世界是否有意义,称之为过程电子在哪里获得“还原”?”

从我的高中化学老师的答案是,“嗯,你减少氧化态——使它更消极”。这是一个非常聪明的回答,完全抛弃了不便历史,取而代之的是一个简单的数学定义。幸运的是,我不够快或聪明的应对与“为什么不是“氧化”称为“加法”?(随意使用这个自己,然而)。

结果:我只是记住了“减少”意味着“添加电子”和“氧化”意味着“删除电子”。在普通化学使用便捷,看似无穷无尽的平衡复杂的氧化还原反应。

就在这似乎定居在我的脑海里,是有机化学,与似乎另一个定义氧化和还原的方法。哎呀! ! !

各种氧化反应和减少有机化学的例子伯醇氧化为醛酯的还原醛降低烯烃烷烃

乍一看,这似乎是一个遥远从创化学定义的氧化损失减少电子和电子的增益。

但如果你回到的概念氧化态,它可能会做一些更有意义。如果你只注意到发生了什么碳原子的氧化态,你可以跟随它是一个氧化或还原。如果氧化态越来越消极,这是一个减少(得到电子)。如果氧化态变得更积极,这是一个氧化(失去电子)。

再让我们来看看这些例子(将在一个额外的例子为了好玩),关注氧化态的变化。

氧化态计算显示为什么反应分为氧化反应或减少由于在碳氧化态的变化

所以有一个快速的方法来找出如果碳被氧化或减少?是的有原因。

3减少有机化学的定义电子形式ch损失co氧化损失电子得失ch公司形式

一个减少将导致净吗增加数量的碳氢键,或切断的净数量减少债券(或同等,比如C-Cl C-Br,等等)。

一个氧化将导致净吗减少碳氢键的数量,或切断的净增加债券(或同等)。

所有这些事件影响氧化态的碳,这关系回氧化的概念,我原来在高中学到:跟踪电子的获得和失去。

当我终于明白我很高兴注意,术语“氧化”终于又有意义。

“减少”还没有,但我学会去适应它,继续前进。你也会。

评论

评论部分

19日的想法”在有机化学氧化和还原

  1. 非常感谢。这些概念从来没有对我有意义和学习ochem难度。这是可怕的。我明白现在发生了什么,而不只是记忆。谢谢你!

  2. 你好詹姆斯-在你最后的四个结构,你怎么计算碳原子的氧化态的大小?什么是规则或公式用于确定了吗?谢谢。

    1. 嗨,克里斯-氧化态碳如下。从碳的值为0。每个键的一个元素电负性高于C计数为1。这是为O, Cl, F, N, Br,等等。每个键到另一个碳数为0。每个键的一个元素电负性低于C计数+ 1。这包括原子如H、B和几乎所有的金属。两个简单的例子。
      所以CH3Cl:从0开始,减去Cl加1,添加三个氢- > 2减去3。
      乙炔(一家)将是零,减去零碳3债券,添加减去一个氢- > 1。(编辑:固定的,谢谢你的评论!)

      1. 我可以拥有一个高级的时刻,但是我认为你错误地给了错误的值。H应该算作是——,而应该算是一个电负性原子+(像我们说明这个从碳的角度,对吗?)。不应该CH3Cl 2和乙炔是1吗?

  3. 大家好,
    与此同时我明白氧化,我明白酸度。我不明白什么是两个相互作用。我知道有氧化还原反应所青睐的酸度,但你能说“氧化的酸度”(可能不是? !)?真的是铁氧化酸性条件下更快?因此基本条件下氧化更慢吗?
    问候,说是

    1. 嘿,说是,视情况而定。我们可以概括,是的,但实际上这些不是一样有用的理解发生了什么。铁生锈与水和氧气的存在(即大气中的水分)和铁(III)氧化物形式。一半的反应是:

      氧化半反应:Fe (s)→价(aq) + 2 e -

      减少半反应:O2 (g) + 2水(l) + 4 e -→4 ho - (aq)

      减少一半的反应显然依赖于pH值,它涉及氢氧离子的形成。鉴于这种信息,pH值(一般)你认为什么忙锈的形成?

  4. 我听说过氧化失去电子,增加氧气,氢气的损失。

    我也听说是获得电子,失去氧气,获得氢。

    换句话说铁+水= H2 + FeOx (O)的x代表未知数量的水减少氢和铁被氧化的一个或多个不同的铁氧化物。

  5. 学习化学中有趣的部分是,树枝无疑是国际米兰和关联,然而你会发现每一个非常不同的观点/方法相比。我从来没想过,即使在有机化学氧化还原非常使用。我爱它!谢谢你的有趣的“历史”,解释:)

  6. 这个解释和整个网站真的是太棒了!希望我几个月前偶然发现了这个网站。
    我记得学习,“还原”的意思是“减少原子上的总负责”。意味着当你得到一个电子,原子会更消极,它的费用会减少!帮助我理解这个词。

  7. 谢谢你让我到历史的角度来看,我不知道。我爱它,但总是担心如果这种方法不是太学术了。(太)许多人来说,历史开始他们出生的那一天。

  8. 谢谢你如此详细的回复。我很难找到合适的词。作为一个有机化学家,我认为醛和酮的氧化态,但像你说碳的氧化值是不同的。这是一团糟,但我不确定能做些什么。

  9. 在创化学(至少在美国),我们有时学习氧化还原反应的助记OILRIG:氧化是损失(电子),减少增益(电子)。

    在有机化学中,我们很少能计算出实际氧化态的碳。我们经常使用的助记符上图:氧化碳氢键的损失或获得cx债券,和减少碳氢键的增益或损失的cx债券。

    更普遍的是,在有机化学中,我们谈论“氧化水平”,而不是“氧化态。”It takes an oxidation of an alkane to make an alkyl halide, or an alcohol, or an alkene, so we typically lump all of these together and call an alcohol, alkene, and alkyl halide at ‘the same oxidation level.’

    接下来将炔烃氧化水平,醛或酮,有机化学家们通常会考虑这些“相同的氧化水平。“下一个是酯类、酰胺酸,酸性氯化物。最后,碳酸盐、氨基甲酸盐和二氧化碳都是在大多数氧化氧化水平。

    如果我的伯醇氧化PCC,分子氧化醛氧化水平。如果我和PCC氧化二级醇,酮分子氧化氧化水平,因此酮和醛的氧化程度,对吧?

    这个图表说明了我的观点。一切都在一个垂直列在同一氧化有机化学家会考虑的水平。搬到一个不同的列,需要执行一个氧化或还原反应。移动在一列(从醛缩醛),只需要使用酸/碱化学(因此,化学家们也知道酸/碱反应不被认为是氧化还原反应)。

    然而,当你真正经历和计算碳的氧化态在每种情况下…aldehdye和酮绝对不是在同一碳氧化态…,永远不能!

    我认为这是“形式主义”方面的氧化态。这是一个记账工具(有用的),但这取决于你如何使用它,它会令人困惑。我已经讨论过这个两个其他的地方,我似乎从来没有找到合适的词。基本上,一个人必须小心如何定义的氧化态,因为有机化学和有机化学的定义不同。

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