在探討氧化還原反應(yīng)是否能夠發(fā)生時(shí),我們可以采取以下策略:評(píng)估氧化劑與還原劑的氧化還原性質(zhì),若氧化劑的氧化能力優(yōu)于還原劑的還原能力,則兩者之間便有潛力發(fā)生氧化還原反應(yīng),需檢查反應(yīng)物中是否含有能夠參與氧化還原反應(yīng)的成分。
在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域,氧化還原反應(yīng)的判斷通常依據(jù)碳原子的氧化數(shù)變化來(lái)定:若碳的氧化數(shù)升高,該反應(yīng)即為氧化反應(yīng);若氧化數(shù)降低,則視為還原反應(yīng)。
值得注意的是,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物有時(shí)可以是同一種物質(zhì),在化合反應(yīng)或歸中反應(yīng)(與歧化反應(yīng)相對(duì),生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物為同一種物質(zhì))中,這種情況并不罕見(jiàn),對(duì)于有機(jī)物的氧化反應(yīng),除非特別指出,通常是指該有機(jī)物在無(wú)特殊條件下(如僅通過(guò)點(diǎn)燃或加熱)與氧氣(O2)發(fā)生的反應(yīng)。
判斷氧化還原反應(yīng)的另一個(gè)關(guān)鍵依據(jù)是元素在化學(xué)反應(yīng)中的化合價(jià)是否發(fā)生變化,若反應(yīng)前后元素的化合價(jià)有變化,則該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。
要判斷物質(zhì)的氧化性或還原性強(qiáng)弱,我們可以從微粒的自身結(jié)構(gòu)入手:氧化性方面,最外層電子數(shù)越多且半徑越小,微粒越容易失去電子,從而氧化性越強(qiáng),如鹵族元素的原子。
當(dāng)某種物質(zhì)中的元素在反應(yīng)過(guò)程中化合價(jià)升高(即元素粒子失去電子),我們稱該物質(zhì)被氧化,或說(shuō)它發(fā)生了氧化反應(yīng),該物質(zhì)充當(dāng)還原劑,對(duì)其他物質(zhì)起還原作用,而被它作用的物質(zhì)則是氧化劑,氧化劑被還原后生成還原產(chǎn)物。
簡(jiǎn)而言之,如果元素的化合價(jià)升高,那么該元素就被氧化了,發(fā)生了氧化反應(yīng);反之,若化合價(jià)降低,則發(fā)生了還原反應(yīng)。
判斷氧化反應(yīng)的關(guān)鍵在于觀察元素的化合價(jià)是否發(fā)生了變化,在反應(yīng) CuCl2 + Fe = Cu + FeCl2 中,銅的化合價(jià)從+2價(jià)降低至0價(jià),而鐵的化合價(jià)從0價(jià)升高至+2價(jià),這表明電子從鐵轉(zhuǎn)移到了銅。
在有機(jī)化學(xué)中,氧化還原反應(yīng)的判定通?;谔嫉难趸瘮?shù)變化:若碳的氧化數(shù)上升,則該反應(yīng)為氧化反應(yīng);若氧化數(shù)下降,則為還原反應(yīng)。
對(duì)于初中階段的學(xué)習(xí),氧化反應(yīng)的定義是:凡是有氧氣參與的反應(yīng),均可視為氧化反應(yīng),但這不包括那些含有氧原子的化合物(如CaCO3),在高中階段,氧化反應(yīng)的定義擴(kuò)展為:只要有電子的得失,即可認(rèn)為是氧化還原反應(yīng)。
通過(guò)化合價(jià)的變化也可以判斷氧化還原反應(yīng):較高價(jià)態(tài)的元素具有氧化性,較低價(jià)態(tài)的元素具有還原性,當(dāng)這兩種價(jià)態(tài)的元素相遇時(shí),通常會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),學(xué)生需要記住常見(jiàn)的氧化劑和還原劑,以便更好地理解和預(yù)測(cè)這類反應(yīng)。