A-level 化學/AQA/模組 2/氧化還原反應
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氧化還原反應
氧化還原是還原-氧化反應的縮寫。氧化反應的一個例子是銅在新增氧氣時變成氧化銅。
Cu + ½O2 → CuO
逆過程稱為還原反應，在本例中將涉及從銅中去除氧，如下面的反應所示。
CuO + H2 → Cu + H2O
在這些反應中，存在著所謂的還原劑和氧化劑。在上面的反應中，氧化劑是氧氣，而下面的方程中，還原劑是氫氣。
如果我們用電子的角度來描述上述反應發生的事情，我們可以說，當某物失去電子時，它被氧化；當它獲得電子時，它被還原。這個前提很容易記住，因為定義是氧化是損失，還原是獲得，縮寫為OILRIG。
我們使用氧化態的概念來幫助我們瞭解什麼被氧化，什麼被還原。另一個名稱是氧化數，含義完全相同。
為了理解氧化態，必須考慮以下規則。
- 每種元素在其未結合狀態下的氧化態為0
- 正數表明元素失去了電子，因此被氧化，例如 Mg2+ 的氧化態為 +2。
- 負數表明元素獲得了電子，因此被還原，例如 Cl- 的氧化數為 -1
- 數字越正或越負，表明它被氧化或還原的程度越大
- 化合物中元素的原子可以失去或獲得不止一個電子
- 化合物中所有氧化態的總和等於 0，因為所有化合物都是中性的
- 離子的氧化態之和（例如 NH4+）加起來等於離子上的電荷，在本例中為 +1
- 在化合物中，電負性最大的元素始終具有負值
| 元素 | 化合物中的氧化態 | 例子 |
|---|---|---|
| 氫 | +1，除非在金屬氫化物中（例如 NaH），在這種情況下為 -1 | HCl |
| 第一族 | 始終為 +1 | NaCl |
| 第二族 | 始終為 +2 | CaCl2 |
| 鋁 | 始終為 +3 | AlCl3 |
| 氧 | -2，除非在過氧化物和與 F 形成的化合物中，在這種情況下為 -1 | Na2O |
| 氟 | 始終為 -1 | NaF |
| 氯 | -1，除非在與 F 和 O 形成的化合物中，在這種情況下具有正值 | NaCl |