ما هو بيروكسيد الهيدروجين؟ الصيغة والرابطة والتحلل

الخلاصة السريعة

لا تختزل صيغة الجزيء عند السؤال عن عدد ذراته الفعلي.

• H₂O₂ يحوي ذرتي هيدروجين وذرتي أكسجين، باتصال H—O—O—H؛ الماء يحوي أكسجينًا واحدًا. الكتلة المولية للبيروكسيد 34.015 غ/مول. ^[1]
• الصيغة الأولية HO تصف نسبة 1:1، ولا تستبدل الصيغة الجزيئية H₂O₂. ^[2]
• عدد تأكسد الأكسجين في البيروكسيد −1؛ هذا عدد حسابي، ولا يعني أن الجزيء يحمل شحنة −2. ^[3]
• المعادلة 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ تحفظ أربع ذرات هيدروجين وأربع ذرات أكسجين. ^[4]
• عند افتراض تحلل 0.160 مول بالكامل، ينتج حسابيًا 0.160 مول ماء و 0.080 مول أكسجين.

صيغة جزيئية وصيغة أولية

في H₂O₂ يعد الرقم السفلي الذرات الموجودة في الجزيء: اثنتان من كل عنصر. أما الرسم البنائي فيضيف معلومة الاتصال بين هذه الذرات. ^[1][2]

النسبة 2:2 تختزل إلى 1:1، فتكتب الصيغة الأولية HO. اختزال النسبة لا يحذف ذرات من الجزيء؛ هو تغيير لنوع المعلومة التي تعرضها الكتابة. ^[2]

لذلك حدد السؤال قبل الإجابة: «ما نسبة العنصرين؟» يختلف عن «كم ذرة في الجزيء؟». الرسم المسطح المستخدم هنا يبين الاتصال، ولا يمثل الزوايا أو أطوال الروابط الفعلية.

لماذا عدد تأكسد الأكسجين −1؟

الهيدروجين المرتبط باللافلزات يأخذ عدد التأكسد +1، ومجموع الأعداد في جزيء متعادل يساوي صفرًا. ^[3]

نكتب للأكسجين المتماثل في هذا الجزيء 2(+1) + 2x = 0، فيكون x = −1. هذا يوافق قاعدة البيروكسيدات، التي تختلف عن قيمة −2 المعتادة للأكسجين في كثير من مركباته. ^[3]

يمنع ترتيب الحساب خلط الشحنة الكلية بعدد التأكسد: مجموع الأعداد هنا صفر، حتى مع وجود قيمة سالبة للأكسجين.

كيف تقرأ معادلة التحلل؟

المعادلة المتوازنة 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ تحدد نسبة كميات المواد 2:2:1. عدد ذرات الأكسجين في الناتج موزع بين الماء والأكسجين الجزيئي. ^[4]

نختار 0.160 مول من البيروكسيد ونفترض تحلله بالكامل وفق المعادلة: كمية الماء 0.160 × 2/2 = 0.160 mol، وكمية الأكسجين 0.160 × 1/2 = 0.080 mol.

المعادلة تحدد النسبة، لكنها لا تحدد زمن التحلل من تلقاء نفسها. المثال جرد حسابي تحت فرض التحول الكامل؛ لا يمثل قياسًا لسرعة التفاعل في عينة.