氧化还原化学与电化学

歧化与归中

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大多数氧化还原反应需要两个不同的搭档。歧化则是那种奇特的情形:单一物种同时扮演两个角色——它的一部分被氧化、其余部分被还原,分裂成一个更高和一个更低的氧化态。想象一群一模一样的人,没有外人介入,其中一半往上走一级、另一半往下走一级。归中恰好相反:同一元素的一个高态和一个低态相遇,归并成单一的中间态。

驱动力在于中间态在能量上是座山还是个谷。当某物种的中间氧化态比它将分裂成的那两个态的平均更不稳定时,它就会歧化——在弗罗斯特图上,就是它坐成一个凸起的鼓包、位于其相邻点连线之上;在拉蒂默图上,就是它右边的电位大于左边的电位。归中发生在相反的情形:当中间态是稳定的谷底(弗罗斯特图上凹下的洼地)时,高态和低态便被吸引到一起来生成它。

这些反应在无机化学中无处不在。铜(I) 在水中歧化(2 Cu+ -> Cu2+ + Cu),这正是简单 Cu+ 盐在溶液中不稳定的原因;氯在冷碱中歧化,生成氯离子和次氯酸根(家用漂白剂的化学)。一句有用的老实提醒:某个态会不会歧化是有条件的、不是绝对的——铜(I) 作为水合离子不稳定,但在 CuCl 中、或被软配体稳定时却完全稳定,而氯的行为会随温度和 pH 翻转。务必说明条件。

Cl2 + 2 NaOH -> NaCl + NaOCl + H2O:氯(0)分裂成氯离子(-1,被还原)和次氯酸根(+1,被氧化)——这就是歧化,也是漂白剂背后的反应。

一种元素,两种命运:一部分还原为氯离子,一部分氧化为次氯酸根。

歧化不需要外来的氧化剂或还原剂——物种自己同时充当了两者。它会不会发生完全取决于条件(pH、温度、配体),所以一个在某介质中稳定的态,可能在另一介质中发生歧化。

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