氧化還原化學與電化學

歧化與歸中

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大多數氧化還原反應需要兩個不同的搭檔。歧化則是那種奇特的情形:單一物種同時扮演兩個角色——它的一部分被氧化、其餘部分被還原,分裂成一個更高和一個更低的氧化態。想像一群一模一樣的人,沒有外人介入,其中一半往上走一級、另一半往下走一級。歸中恰好相反:同一元素的一個高態和一個低態相遇,歸併成單一的中間態。

驅動力在於中間態在能量上是座山還是個谷。當某物種的中間氧化態比它將分裂成的那兩個態的平均更不穩定時,它就會歧化——在弗羅斯特圖上,就是它坐成一個凸起的鼓包、位於其相鄰點連線之上;在拉蒂默圖上,就是它右邊的電位大於左邊的電位。歸中發生在相反的情形:當中間態是穩定的谷底(弗羅斯特圖上凹下的窪地)時,高態和低態便被吸引到一起來生成它。

這些反應在無機化學中無處不在。銅(I) 在水中歧化(2 Cu+ -> Cu2+ + Cu),這正是簡單 Cu+ 鹽在溶液中不穩定的原因;氯在冷鹼中歧化,生成氯離子和次氯酸根(家用漂白劑的化學)。一句有用的老實提醒:某個態會不會歧化是有條件的、不是絕對的——銅(I) 作為水合離子不穩定,但在 CuCl 中、或被軟配體穩定時卻完全穩定,而氯的行為會隨溫度和 pH 翻轉。務必說明條件。

Cl2 + 2 NaOH -> NaCl + NaOCl + H2O:氯(0)分裂成氯離子(-1,被還原)和次氯酸根(+1,被氧化)——這就是歧化,也是漂白劑背後的反應。

一種元素,兩種命運:一部分還原為氯離子,一部分氧化為次氯酸根。

歧化不需要外來的氧化劑或還原劑——物種自己同時充當了兩者。它會不會發生完全取決於條件(pH、溫度、配體),所以一個在某介質中穩定的態,可能在另一介質中發生歧化。

又稱
dismutationcomproportionationsynproportionation歧化反应归中反应反歧化