Комментарии 17
к.х.н.
В процессе реакции общая степень окисления атомов не меняется. И да, в реальных частицах СО — не целое число.
Вопрос обратимости и необратимости реакции сильно завязан на условия и во многом является условным понятием.
В простом веществе степень окисления каждого отдельного атома не обязательна равна нулю.
Дальше читать не смог.
Химик-органик. Когда-то увлекался и квантовой химией.
Мне как химику больно видеть когда коллеги лажают в базовых вещах.
Мне, как химику, больно видеть, когда в околонаучных спорах ссылаются на Википедию. СО всегда целое число разве что в школе. В квантовохимических расчётах — нет. Кстати, как и кратность связей.
Специальный проект IUPAC по прояснению что такое ОС: тут:
December 2017 update – In October we edited the entire Wikipedia entry <en.wikipedia.org/wiki/Oxidation_state> according to the IUPAC Recommendations, and then we spent a few weeks by checking and correcting details in the text, as well as responding to edits and comments by other Wikipedia editors. We also edited the Oxidation State entry in the corresponding Simple Wikipedia <simple.wikipedia.org/wiki/Oxidation_state>.
Project completed
Page last updated: 13 Dec 2017
Определение по IUPAC: в статье.
A recommendation has a normative side that suggests what should be done and a practical side that reflects common use. The normative side is generic: OS is the atom’s charge after ionic approximation of its bonds.
Wiki:
Conceptually, the oxidation state, which may be positive, negative or zero, is the hypothetical charge that an atom would have if all bonds to atoms of different elements were 100% ionic, with no covalent component. This is never exactly true for real bonds.
В русской перевод.
ИЮПАК вообще никому не указ, не только органикам, потому как
Recommendations
Ну а именно органикам объясняют о невозможности слепого следования рекомендациям ИЮПАК на первом же занятии в университете, когда проходят номенклатуру. Но вообще говоря, органики крайне ограничено пользуются степенью окисления в своей работе, т.к. органические реакции с изменением СО протекают в подавляющем числе случаев нестехиометрически и количественная оценка СО не имеет смысла. Мой же первоначальный комментарий относится и вовсе не к органической химии, а к квантовой, где целыми являются разве только число атомов да электронов, а все связи, степени окисления и т.п. принято описывать дробными числами. Может это и неканонично относительно классической неорганической химии и ИЮПАК, но у практически каждого раздела химии есть своя специфика.
Как это «реакции протекают не стехиометрически»?
Даже в «квантовой химии» СО целочисленное. Это эффективный заряд — произвольный, а СО — целое не зависимо от вида химии.
Ссылки будут, где «степени окисления и т.п. принято описывать дробными числами»?
Боюсь, сейчас мне сделать полноценный дитобзор будет затруднительно, т.к. уже восемь лет как я завязал с наукой и ушёл на производство, соответственно у меня сейчас нет доступа к полнотекстовым базам публикаций.
Но вот что нашёл при беглом гуглении:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1993/c3/c39930000886#!divAbstract
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1971/c2/c2971001168a#!divAbstract
Имя подобным публикациям — Легион, но мне просто лень тратить больше пяти минут на это.
Во-второй, аналогично подразумевается, просто из стехиометрии соединения.
СО и средняя СО это не одно и то же. Среднее целых чисел может быть дробных. Например в Fe3O4 есть железо 2+ и 3+, среднее где-то между ними. Даже в исходном посте, автор пытается комбинировать атомные СО и число связей как целочисленные.
Итак, отправной точкой этого небольшого исследования будет тот общепризнанный факт, что структура молекулы имеет в химии первостепенное значение. Из чего состоит структура? С математической точки зрения, в общем случае это циклический граф, в вершинах которого находятся атомы, а ребра представлены химическими связями.Это более-менее верно для веществ, имеющих молекулярное строение. Попробуйте изобразить графом, например, кристалл поваренной соли.
Химическая связь весьма интересный объектне то слово
В теории химическая реакции выглядит примерно следующим образом: есть реагент или реагенты, которые при определённых условиях (температура; давление; катализатор и т.д.) реагируют между собой и образуют продукт или продукты реакцииВы просто другими словами сказали то же самое
Рассмотрим реакцию оксида натрия с водойВы думаете?
…химическая реакция не изменила общее количество и качество химических связей…
Про обратимость вам уже сказали.
Общее количество химических связей до и после реакции не изменяетсяС чего вы это взяли? Например, разложение молекул на атомы и наоборот.
Реакции класса 0R0 не требуют для реализации существенных энергозатрат, а реакции с большим |N| протекают со значительным поглощением или выделением энергии.Почитайте химическую термодинамику. Энтальпии, энтропии, функции Гиббса, константы равновесия. Все это связано друг с другом и известно давным давно.
Среднестатистическая сложность реализации обратной реакции возрастает пропорционально росту N и R.
Ну и, собственно, а где машинное обучение и искуственный интеллект?
А еще привет от квантовой химии. Если аккуратно считать, степени окисления вообще целыми не бывают никогда. Всегда какие-то доли электрона присутствуют.
И аллотропия. Сравните химию красного и белого фосфора.
Химические реакции классифицировать надо, опираясь на квантовую механику. "Химическая связь" — условное понятие, "количество связей" еще более условно, поэтому графы и комбинаторику из этого не сделать. Даже количество электронов на орбитали — тоже условно. Надо либо оперировать электронными плотностями или вообще волновыми функциями, либо ограничиться феноменологическим описанием. Мне лично ближе электронные плотности, но это личное, я ФЭП методом сильной связи когда-то всякие интересные вещества считал.
«Степень окисления атома равна численной величине электрического заряда, приписываемого атому в предположении, что электронные пары, осуществляющие связь, полностью смещены в сторону более электроотрицательных атомов (то есть исходя из предположения, что соединение состоит только из ионов). В случае ковалентной связи между одинаковыми атомами электроны делят поровну между атомами.
Степень окисления соответствует числу электронов...»
Не нужно СО путать с эффективным зарядом и т.п.
Но даже в таком целочисленном виде, оно не просто «условность», а имеет прямую связь с экспериментом. Например в электрохимии, где по закону Фарадея количественно осаждаются металлы/выделяются газы, строго пропорционально 1/z.
Почему структуры настолько кривые (особенно углекислый газ)?
В органической химии так принято. См. Скелетная формула.
Из чего состоит структура? С математической точки зрения, в общем случае это циклический графIMHO, вся неорганическая химия — слишком большая частность для такого обобщения
Свежий взгляд на химические реакции