A magnézium égésénél miért 4 elektront ad át az egyik anyag a máiknak? Nem igazán értem hogy ez mitől függ.

Mg + O = MgO

Na ez lenne az alap egyenlet, csak ilyen nincs, mert nem létezik önálló 1db oxigén atom.

Hanem O2 molekulával reagál, és ekkor már MG-ből is 2x annyi kell:

2Mg + O2 = 2MgO

Így O2 pedig már 4 elektront szeretne felvenni.

Ez az egyik legfontosabb kérdés amit egy diák feltehet. Mivel erre a fundamentális szabályra alapul a teljes kémia. Az elemek mindig az energiaminimumra törekednek. Ez a legtöbb esetben abban nyilvánul meg hogy nemesgáz szerkezetre törekednek.

Azaz olyan elektronszerkezetet akarnak felvenni mint a nemesgázok, amik a 8. főcsoport elemei. Azaz 6 elektron legyen a külső elektron pályájukon (kivéve azok az elemek ami a hélium e. szerkezetét veszik fel, de ez itt most nem számít).

Amikor a periódusos rendszert felépítését tanultátok, biztos megemlítettek olyanokat, hogy egy elem elhelyezkedéséből sok mindent ki lehet olvasni. Például hogy a rendszám megadja az elektronok és protonok számát, vagy a periódus az elektronhéjak számát. De ami most fontos azok a főcsoportok, ugyanis ebből tudhatjuk meg hogy egy adott elemnek hány elektron van a külső úgynevezett vegyérték héján. Az első főcsoport eleminek egy, a másodiknak kettő, a harmadiknak három és így tovább (a mellékcsoportokra ez nem vonatkozik, az egy másik téma). Ahhoz hogy elérjék a nemesgáz szerkezetet elektron kell felvenniük vagy leadniuk. Azok az elemek amiknek kevés elektronjuk van azok leadnak akiknek sok azok felvesznek.

Így ebben az esetben a két elemünk a magnézium és az oxigén. Az oxigénnek 6 külső elektronja van tehát kettő kéne neki hogy meglegyen a 8. A magnéziumnak 2 külső elektronja van így ha leadja ezt a kettőt akkor megnyílik az egyel alatta lévő elektronhéj amin 6 elektron van. Így logikus hogy a magnézium átad két elektront az oxigénnek és így mind eléri a kívánt szerkezetet. Az egyetlen dolog ami bezavar hogy normál körülmények között nincs olyan hogy O csak O2. Így kettő oxigén a legkevesebb amit használhatunk, így már négy elektront kéne kapnia, viszont a magnézium csak kettőt akar leadni. Így adódik hogy kettő magnézium atom kell a kettő oxigén atomhoz. Így jön ki a:

2Mg + O2 -> 2MgO

(félreértést elkerülve a "2"-es a magnézium-oxid előtt azt jelenti hogy kettő darab MgO molekula keletkezett nem pedig hogy a molekulában kettő magnézium és egy oxigén van).

Ez a logika szüksége az összes reakció egyenlet megértéséhez és rendezéséhez. Ezért adnék még néhány példát hogy jobban érthető legyen.

Na + Cl2 -> ?

A nátrium ez első főcsoport eleme így 1 elektront akar leadni, a klór a 7. főcsoport eleme így 1 elektront akar felvenni. Ebből már feltudjuk írni a reakcióegyenlet termékét.

?Na + Cl2 -> ?NaCl

Mivel az egyik 1 elektront ad le a másik 1 elektront vesz fel 1:1 arányban alkotnak vegyületet. Viszont mivel hasonlóan az oxigénhez a klór nem Cl hanem Cl2 formában van, így még rendeznünk kell a az egyenletet. Mivel kettő klór van ami 1-1 elektront akar felvenni 2db nátrium fog kelleni, mivel mindegyik lead 1-1 elektront. Így kettő nátriumból és kettő klórból, 2 darab nátrium klorid képződött:

2Na + Cl2 -> 2NaCl

Ez az egyik legalapabb példa mivel mind a két anyag 1 elektront akar leadni vagy felvenni. Viszont vannak olyan anyagok amik kicsivel több elektront akarnak. Például az egyik leggyakrabban ismételt ilyen példa az alumínium és oxigén reakciója:

Al + O2 -> ?

Az alumínium a harmadik főcsoport eleme, így három elektront akar leadni, az oxigén a hatodik főcsoport eleme tehát 2 elektront akar felvenni. Viszont Ellentétben az előző pédával a kettőt és a hármat nehéz úgy összepárosítani hogy mind a két elem megkapja azt amit akar. Ha AlO nak írjuk fel akkor az alumíniumnak még maradt egy elektronja, így ez nem jó. AlO2 ez se jó így a második oxigénnek kéne még egy elektron. Ilyenkor amikor nem nyilvánvaló hogy milyen arányban alkotnak vegyületet írdemes megkeresni a két szám legkisebb közös többszörösét, mivel abban mint a 3 és a 2 maradéktalanul oszható lesz. Ez ebben az esetben a 6 így tudjuk, hogy ha úgy rendezzük a dolgokat hogy összesen 6 elektron cseréljen gazdát akkor mind a két elem maradéktalanul megkapja amit akar. Próbáljuk meg:

6 elektront 2 alumínium tud leadni valamint ezt a 6 elektron 3 oxigén tudja felvenni így a képletünk: Al2O3 lesz.

Al + O2 -> Al2O3

Most következik a rendezés, amikor az ember még tanulja a dolgokat hajlamos lehet hogy úgy kezdje el rendezni hogy beír az alumínium elé egy kettest, mivel ez egyensúlyba hozz az alumíniumot a reakció két oldalán:

2Al + O2 -> Al2O3

Viszont amikor megpróbáljuk rendezni az oxigént kis problémába ütközünk. A ball oldalon 2 oxigén van a jobbon pedig 3. Így nem tudjuk csak úgy simán rendezni. Megtehetjük azt hogy az oxigént megszorozzuk 1,5-el:

2Al + 1,5O2 -> Al2O3

Így eleget tettünk a feltételeknek mivel az egyenlet mind a két oldalán mindenből ugyan annyi van. Viszont álltalánosságban csak egész számokat használunk a rendezésnél. Tudtommal nincs szabály ami tiltaná a törtek használatát, viszont ez nem fogja érdekelni a tanárokat így csak egész számokat használhatunk. Ezt hogy elérhetjük két módon, az első hogy rendezzük tört molokra mint most és csak mindenből kétszer annyit veszünk:

2Al + 3O2 -> 2Al2O3

Vagy elöször a terméket rendezzük úgy hogy páros számú oxigén legyen a jobb oldalon:

Al + O2 -> 2AlO3

És ebből kiindulva rendezzük az egyenlet többi részét:

2Al + 3O2 -> 2AlO3

A végeredmény ugyan az. Ha ezt az egyenletet nem értetted nem gond ez a legnehezeb fajta egyenlet amivel általános iskolában találkozik az ember. Csak azért hoztam fel az egyik legkönnyebb és legnehezebb egyenletet hogy megmutassam hogy ugyan az a logika a kettő között, ha egyet megértesz akkor érted az összeset. Persze a valóságna kell gyakorlás én nem a legjobb rögtön a legnehezebbel kezdeni.

Így érdemes lehet elösszőr olyan gyakorolnod amik 1. és 7. főcsoport elemeit használják majd, 2. és 7., 3. és 7. majd végül 2 és 3. Ezek asszem lefedik az összes variációt ami felléphet mind egyenletrendezésben és termékalkotásban.

ui.: Elfelejtettem kitérni egy speciális esetre amikor azt taglaltam hogy melyik főcsoport elemi adnak le vay vesznek fel elektront. Említettem hogy ez attól függ hogy kevés vagy sok elektronjuk van-e. Van egy speciális eset a középpont a 4. főcsoport. Ezek az elemek furák, az hogy leadnak vagy felvesznek elektron nagyban függ hogy mivel reagálnak, így ezek képesek mind felvenni és leadni is. Valamint nem feltétlenül fognak mindig 4 elektront visznek reakcióba ahogy az ember várná. Ez álltalános iskolában talán csak a szént érinti. Aminek van két féle oxidja szén-monoxid CO és szén-dioxid CO2. Ennek is megvan a logikai háttere de ezen a szinten érdemesebb csak bemagolni hogy a szén csinál ilyent. A többi 4. főcsoportos elem nem fog nagyon felmerülni.

Mivel itt kicsit összefogtam az egyenlet rendezést, a termék alkotást, és még néhány dolgot, így nem fejtettem ki mindent teljesen. Így ha valamit nem értettél nyugodtan kérdezz, írhatsz privátba is.