【化学大师高中】:《氧化还原反应——浮屠焚尸案》修正版!
浮屠落成之日,女皇登基之时。
通天浮屠内部,一根长达八十二丈的通心柱直插地下,数以万计的工匠在浮屠内部修造,正在此时,一桩离奇的焚尸案给这座堪称奇迹的建筑蒙上了恐怖的阴影……
原来死者中了西域毒虫——赤焰金龟的剧毒,它以白磷为食,遇到阳光便会自燃。
写出白磷燃烧的化学方程式,我们知道,像这样 物质得氧的反应叫氧化反应。
与之相对应的,物质失氧的反应叫还原反应,比如木炭还原氧化铜的反应,氧化铜失去氧变成单质铜,发生了还原反应。
但若换一个角度,从碳来看,它得到了氧变成了二氧化碳,发生了氧化反应。
也就是说,氧化反应和还原反应是同时发生的。这样的反应称为氧化还原反应。
分析这几个化学反应,每个反应中都有氧的得、失过程,也就是说氧化反应和还原反应同时发生,所以都属于氧化还原反应。
若从化合价的角度考虑,可以看出这些反应中,都有某些元素的化合价 在反应前后发生了变化。
发生氧化反应的物质中有元素化合价升高;
发生还原反应的物质中有元素化合价降低。
所以,我们可以说物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,物质所含元素化合价降低的反应是还原反应。
据此,我们可以从化合价的角度重新定义氧化还原反应,那就是:有元素化合价升降的化学反应,为氧化还原反应。
其实,从初中的得失氧的角度来认识氧化还原反应是片面的,并非只有得氧、失氧的反应才是氧化还原反应。
比如铁和稀盐酸的反应,虽然反应过程中没有氧的得失,但有元素化合价的升降,所以,该反应也为氧化还原反应。
元素化合价的升降是氧化还原反应的外显特征,那么其内在本质是什么呢?
这就要从微观角度去分析了。
我们知道化学反应的实质就是原子之间的重新组合,就像积木的拆卸和搭建过程,而原子最外层电子数与化学反应有着密切的联系。
如钠与氯气发生反应,Na想达到8电子稳定结构要失去1个电子,而Cl为达到稳定结构要得到1个电子,这样,Na便将电子给了Cl,赠人玫瑰、手有余香,换来圆满结局、皆大欢喜。两者结合成了NaCl,收获了稳稳的幸福。
在反应过程中,Na原子失电子,使得元素化合价升高;Cl原子得电子,元素化合价降低。
也就是说,这个反应过程,之所以有元素化合价的升降,是因为有电子的得失。
再比如,氢气与氯气的反应,H和Cl都想获得一个电子,形成稳定结构,所以,二者都不会割爱将电子赠与对方,只能各拿出一个电子,把你的心我的心串一串,串一个共用电子对,二者共同拥有这对电子,合作共赢,乐在其中。
在HCl分子中,Cl原子对共用电子对的吸引力比H原子的稍强一些,所以,共用电子对会偏向于Cl而偏离于H。
因此,H的化合价升高;Cl的化合价降低。
这个过程中之所以有元素化合价的升降,是因为有共用电子对的偏移。
综上,我们知道氧化还原反应的内在本质是有电子的得失或偏移,我们总结为电子的转移。
所以,若从内在本质上给氧化还原反应下定义,就是,有电子转移的化学反应,为氧化还原反应。