Mikä on ristikkäismenetelmä?

Risteysmenetelmä on tapa määrittää yhdisteiden kemiallinen kaava käyttämällä atomien valenssia. Atomeilla on protonien ja neutronien keskusydin, jossa elektronikerrokset kiertävät ydintä kerroksina, joita kutsutaan kuoriksi. Ulompi kuori voi sisältää liian paljon tai vähän elektroneja, mikä kuvataan plus- tai miinusvalenssiluvulla. Yhdisteet muodostuvat vaihtamalla nämä elektronit reaktioissa, joita kutsutaan ionisidoksiksi, joissa elektronit jaetaan kahden tai useamman atomin kesken.

Kun atomi, jossa on kaksi ylimääräistä elektronia, yhdistyy toisen kanssa, joka sisältää yhden vähemmän elektronia, yhdisteen muodostamiseen tarvitaan kaksi toista atomia. Pii sisältää kaksi ylimääräistä elektronia ulkokuorissaan, kun taas happi sisältää yhden elektronin, joka on lyhyempi kuin täysikuori. Kahden atomin ionikaava olisi Si+2 ja O − 1, joka osoittaa kummankin ionivalenssin.

Käyttämällä ristikkäismenetelmää saatu yhdiste voidaan kirjoittaa siirtämällä kunkin atomin valenssi toiselle ja kirjoittamalla se alaindeksiksi. Piin ja hapen yhdistelmästä syntyvä molekyyli on piidioksidi tai Si2. Piiatomin +2 -valenssi ylittää hapen ja −1 siirretään tai ylitetään piille. Valenssien ylittäminen kahden atomin välillä molekyyliä kuvattaessa johti termiin ristikkäismenetelmä.

Kahden atomin reaktio eliminoi elektronin varauksen, koska atomit yhdistyvät suhteissa, joita tarvitaan kaikkien ylimääräisten elektronien käyttämiseen. Tasapainoisella elektronimäärällä valenssia pidetään nollana, eikä molekyylikaavassa käytetä plus- tai miinusmerkkiä. Ionimolekyylit ovat yleensä erittäin stabiileja, koska elektronit jakautuvat atomien kesken ja muodostavat erittäin vahvan kemiallisen sidoksen.

Pelkistämisprosessia käytetään oikean molekyylinimen luomiseen, kun ionivalenssit ovat pienempien lukujen monikertoja. Barium ja happi voivat yhdistyä muodostaen bariumoksidia, jolloin jokainen atomi sisältää kahden valenssin. Käyttämällä ristikkäistä menetelmää 2: n valenssi ylitetään toisen atomin atominimelle, jolloin saadaan molekyyli nimeltä Ba2O2. Alaindeksit voidaan jakaa kahdella, joten oikea molekyyli on BaO ja valenssit on pienennetty tarvittavaan minimiin.

Risteysmenetelmä toimii myös silloin, kun molekyylit on valmistettu monimutkaisemmista ryhmistä, kuten sinkkiasetaatista. Sinkki (Zn), jolla on +2 -valenssi, voi yhdistyä kemiallisesti asetaattimolekyylin (C2H3O2) kanssa, jonka valenssi on -1. Menetelmä vaihtaa kaksi valenssia osoittamaan, että yksi sinkkiatomi yhdistyy kahden asetaattimolekyylin kanssa muodostaen Zn (C2H3O2) 2. Niin kauan kuin molekyylillä on tunnettu valenssi, ristikkäistä menetelmää voidaan käyttää minkä tahansa yhdisteen oikean molekyylirakenteen määrittämiseen.