두 산소 원자 가 연속으로 결합된 − O − O − − O − O −
H 2 O 2 H 2 O 2 루이스 구조 식을 그리면 아래 그림과 같다.
분자 내에 − O − O − − O − O − H 2 O 2 H 2 O 2 과산화물 에 해당한다.
전자 가 전기 음성도 가 큰 원자 로 완전히 이동했다고 가정할 때 각 원자 가 갖는 가상의 전하 이다.
홑원소 물질 의 산화수 는 0 0 C u C u H 2 H 2 O 2 O 2 C u C u H H O O 산화수 는 모두 0 0
이온 의 산화수 는 그 이온 의 전하 와 같다.C u 2 + C u 2 + C u C u 산화수 는 + 2 + 2
화합물 에서 F F 산화수 는 − 1 − 1 C F 4 C F 4 F F 산화수 는 − 1 − 1
모든 원소 중 전기 음성도 가 가장 큰 F F C C 전자 를 더 잘 끌어당겨 F F ( − ) ( − ) 산화수 를 갖는다.
중성인 화합물 에서 원자 의 산화수 의 총합은 0 0 C F 4 C F 4 F F 산화수 는 − 1 − 1 F F 4 4 C C 산화수 를 a a a + ( − 1 ) × 4 = 0 a + ( − 1 ) × 4 = 0 a = + 4 a = + 4 C F 4 C F 4 C C 산화수 는 + 4 + 4
화합물 에서 H H 산화수 는 + 1 + 1 화합물 에서는 − 1 − 1 1 1 C H 4 C H 4 H H 산화수 는 + 1 + 1 2 2 N a H N a H 화합물 이므로 H H 산화수 는 − 1 − 1
전기 음성도 는 H H 금속 원소 보다 크므로 H H 전자 를 더 잘 끌어당겨 H H ( − ) ( − ) 산화수 를 갖는다.
화합물 에서 O O 산화수 는 − 2 − 2 과산화물 에서는 − 1 − 1 화합물 에서는 + 2 + 2 + 1 + 1 1 1 C O 2 C O 2 O O 산화수 는 − 2 − 2 2 2 H 2 O 2 H 2 O 2 과산화물 이므로 O O 산화수 는 − 1 − 1 3 3 O F 2 O F 2 화합물 에 해당하고, F F 산화수 는 − 1 − 1 O O 산화수 를 a a a + ( − 1 ) × 2 = 0 a + ( − 1 ) × 2 = 0 a = + 2 a = + 2 O F 2 O F 2 O O 산화수 는 + 2 + 2
모든 원소 중 F F 전기 음성도 가 가장 크므로 F F O O 전자 를 더 잘 끌어당겨 플루오린 화합물 에서 O O ( + ) ( + ) 산화수 를 갖는다.
화합물 에서 1 1 원자 의 산화수 는 + 1 + 1 2 2 원자 의 산화수 는 + 2 + 2 N a C l N a C l N a N a 1 1 원자 이므로 N a N a 산화수 는 + 1 + 1
다원자 이온 에서 구성 원자 의 산화수 의 총합은 다원자 이온 의 전하 와 같다.S O 4 2 − S O 4 2 − O O 산화수 는 − 2 − 2 다원자 이온 ( S O 4 2 − ) ( S O 4 2 − ) 전하 는 − 2 − 2 S S 산화수 를 a a a + ( − 2 ) × 4 = − 2 a + ( − 2 ) × 4 = − 2 a = + 6 a = + 6 S O 4 2 − S O 4 2 − S S 산화수 는 + 6 + 6
산화 는 산화수 가 증가하는 것이고,환원 은 산화수 가 감소하는 것이다.
전자 가 한쪽으로 쏠리면, 다른 한쪽은 전자 가 부족해지므로 산화와 환원 은 항상 동시에 일어난다.
산화 ·환원 반응을 나타낸 화학 반응식 이다.
다음은 어느 산화 ·환원 반응의 화학 반응식 이다. 각 원자 의 산화수 를 구해보자.
$\mathrm{SO_{2}} + 2\mathrm{H_{2}S} \rightarrow 2\mathrm{H_{2}O} + 3\mathrm{S}$
S O 2 S O 2 원자 의 산화수 구하기:화합물 에서 O O 산화수 는 − 2 − 2 과산화물 에서는 − 1 − 1 화합물 에서는 + 2 + 2 + 1 + 1 화합물 에서 원자 의 산화수 의 총합은 0 0 S S 산화수 를 a a a + ( − 2 ) × 2 = 0 a + ( − 2 ) × 2 = 0 a = + 4 a = + 4
H 2 S H 2 S 원자 의 산화수 구하기:화합물 에서 H H 산화수 는 + 1 + 1 화합물 에서는 − 1 − 1 화합물 에서 원자 의 산화수 의 총합은 0 0 S S 산화수 를 a a + 1 × 2 + a = 0 + 1 × 2 + a = 0 a = − 2 a = − 2
H 2 O H 2 O 원자 의 산화수 구하기:화합물 에서 H H 산화수 는 + 1 + 1 화합물 에서는 − 1 − 1 화합물 에서 O O 산화수 는 − 2 − 2 과산화물 에서는 − 1 − 1 화합물 에서는 + 2 + 2 + 1 + 1
위에서 구한 내용을 바탕으로 화학 반응식 에 각 원자 의 산화수 를 나타내면 아래와 같다.
$\underset{+4}{\underline{\mathrm{S}}}\underset{-2}{\underline{\mathrm{O}}\smash{{}_{2}}} + 2\underset{+1}{\underline{\mathrm{H}}\smash{{}_{2}}}\underset{-2}{\underline{\mathrm{S}}} \rightarrow 2\underset{+1}{\underline{\mathrm{H}}\smash{{}_{2}}}\underset{-2}{\underline{\mathrm{O}}} + 3\underset{0}{\underline{\mathrm{S}}}$
한 화합물 에 산화수 를 모르는 원소 가 2 2 화합물 에서 원자 의 산화수 의 총합은 0 0 원소 의 산화수 를 모두 구할 수 없으므로 루이스 구조 식을 그려 구한다.
2 2 원자 가 각각 전자 를 2 2 전기 음성도 가 큰 쪽으로 전자 2 2 산화수 가 − 2 − 2 전기 음성도 가 작은 쪽의 산화수 는 + 2 + 2
3 3 원자 가 각각 전자 를 3 3 전기 음성도 가 큰 쪽으로 전자 3 3 산화수 가 − 3 − 3 전기 음성도 가 작은 쪽의 산화수 는 + 3 + 3
H C N H C N 원자 의 산화수 를 구해보자. 전기 음성도 는 C C H H
화합물 에서 H H 산화수 가 + 1 + 1 C C N N 산화수 는 모르므로 아래 그림과 같이 H C N H C N 루이스 구조 식을 그려 구한다.
공유 결합 에서 전자 가 쏠리는 방향을 초록색 화살표로 나타내면 아래 그림과 같다.
단일 결합 에서 전기 음성도 가 큰 쪽으로 전자 1 1 산화수 가 − 1 − 1 전기 음성도 가 작은 쪽의 산화수 는 + 1 + 1 H H 산화수 는 + 1 + 1
3 3 전기 음성도 가 큰 쪽으로 전자 3 3 산화수 가 − 3 − 3 전기 음성도 가 작은 쪽의 산화수 는 + 3 + 3 N N 산화수 는 − 3 − 3
따라서 C C 단일 결합 에서 − 1 − 1 3 3 + 3 + 3 C C 산화수 는 − 1 + 3 = + 2 − 1 + 3 = + 2
H 2 O 2 H 2 O 2 루이스 구조 식을 그리면 아래 그림과 같다.
공유 결합 에서 전자 가 쏠리는 방향을 초록색 화살표로 나타내면 아래 그림과 같다.
단일 결합 에서 전기 음성도 가 큰 쪽으로 전자 1 1 산화수 가 − 1 − 1 전기 음성도 가 작은 쪽의 산화수 는 + 1 + 1 H H 산화수 는 + 1 + 1
무극성 공유 결합 에서 두 원자 의 전기 음성도 가 같으므로 어느 한쪽으로 전자 가 쏠리지 않는다.
따라서 O O 산화수 는 − 1 − 1
산화제 환원 되어 다른 물질을 산화 시키는 물질이고,환원제 산화 되어 다른 물질을 환원 시키는 물질이다.
산화제와 환원제 는 자신이 아닌 상대 물질에 일어나는 변화를 기준으로 붙여진 것임에 주의한다.
다음은 어느 산화 ·환원 반응의 화학 반응식 과 산화수 를 나타낸 것이다. 산화제와 환원제 를 구해보자.
$\underset{+4}{\underline{\mathrm{S}}}\underset{-2}{\underline{\mathrm{O}}\smash{{}_{2}}} + 2\underset{+1}{\underline{\mathrm{H}}\smash{{}_{2}}}\underset{-2}{\underline{\mathrm{S}}} \rightarrow 2\underset{+1}{\underline{\mathrm{H}}\smash{{}_{2}}}\underset{-2}{\underline{\mathrm{O}}} + 3\underset{0}{\underline{\mathrm{S}}}$
S O 2 S O 2 산화제 , 환원제 판단:S O 2 S O 2 S S 산화수 는 + 4 + 4 0 0 O O 산화수 는 − 2 − 2 S O 2 S O 2 환원 되어 다른 물질을 산화 시킨다.S O 2 S O 2 산화제 이다.
H 2 S H 2 S 산화제 , 환원제 판단:H 2 S H 2 S H H 산화수 는 + 1 + 1 S S 산화수 는 − 2 − 2 0 0 H 2 S H 2 S 산화 되어 다른 물질을 환원 시킨다.H 2 S H 2 S 환원제 이다.
1번 문항 정답 및 해설 보기
정답: $4$
화합물 에서 O O 산화수 는 − 2 − 2 과산화물 에서는 − 1 − 1 화합물 에서는 + 2 + 2 + 1 + 1 다원자 이온 에서 구성 원자 의 산화수 의 총합은 다원자 이온 의 전하 와 같고, 반응물 에서 N N 산화수 는 + 5 + 5 N O m − N O m − + 5 + ( − 2 ) × m = − 1 + 5 + ( − 2 ) × m = − 1 m = 3 m = 3
반응 전후 각 원소 의 원자 개수는 같음을 이용하여 식을 세운다.
Z n Z n a = c a = c N N 1 = d 1 = d O O m = 3 = e m = 3 = e H H b = 4 d + 2 e b = 4 d + 2 e
이온 전하 의 합은 반응물과 생성물 이 같음을 이용하여 식을 세운다.
반응물과 생성물 의 이온 전하 의 합 맞추기: − 1 + b = 2 c + d − 1 + b = 2 c + d
①∼ ∼ a = 4 a = 4 b = 10 b = 1 0 c = 4 c = 4 a + m = 4 + 3 = 7 a + m = 4 + 3 = 7
따라서 정답은 4 4
2번 문항 정답 및 해설 보기
정답: $3$
ㄱ. 다원자 이온 에서 구성 원자 의 산화수 의 총합은 다원자 이온 의 전하 와 같으므로 반응물 에서 C r C r 산화수 를 x x 2 x + ( − 2 ) × 7 = − 2 2 x + ( − 2 ) × 7 = − 2 x = + 6 x = + 6
ㄴ. 이온 의 산화수 는 그 이온 의 전하 와 같으므로 C r 3 + C r 3 + C r C r 산화수 는 + 3 + 3 화합물 에서 O O 산화수 는 − 2 − 2 과산화물 에서는 − 1 − 1 화합물 에서는 + 2 + 2 + 1 + 1 H 2 O H 2 O O O 산화수 는 − 2 − 2
C r 2 O 7 2 − C r 2 O 7 2 − C r C r 산화수 는 + 6 + 6 + 3 + 3 O O 산화수 는 − 2 − 2 C r 2 O 7 2 − C r 2 O 7 2 − 환원 되어 다른 물질을 산화 시킨다.C r 2 O 7 2 − C r 2 O 7 2 − 산화제 이다. (X)
ㄷ. 반응 전후 각 원소 의 원자 개수는 같음을 이용하여 식을 세운다.
C r C r 2 = c 2 = c O O 7 = e 7 = e F e F e a = d a = d H H b = 2 e b = 2 e
이온 전하 의 합은 반응물과 생성물 이 같음을 이용하여 식을 세운다.
반응물과 생성물 의 이온 전하 의 합 맞추기: − 2 + 2 a + b = 3 c + 3 d − 2 + 2 a + b = 3 c + 3 d
①∼ ∼ a = 6 a = 6 b = 14 b = 1 4 d = 6 d = 6
따라서 정답은 3 3
