Как найти степень окисления элементов в соединениях - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Загрузить PDF

В химии термины «окисление» и «восстановление» означает реакции, при которых атом или группа атомов теряют или, соответственно, приобретают электроны. Степень окисления — это приписываемая одному либо нескольким атомам численная величина, характеризующая количество перераспределяемых электронов и показывающая, каким образом эти электроны распределяются между атомами при реакции. Определение этой величины может быть как простой, так и довольно сложной процедурой, в зависимости от атомов и состоящих из них молекул. Более того, атомы некоторых элементов могут обладать несколькими степенями окисления. К счастью, для определения степени окисления существуют несложные однозначные правила, для уверенного пользования которыми достаточно знания основ химии и алгебры.

1
Определите, является ли рассматриваемое вещество элементарным. Степень окисления атомов вне химического соединения равна нулю. Это правило справедливо как для веществ, образованных из отдельных свободных атомов, так и для таких, которые состоят из двух, либо многоатомных молекул одного элемента.
- Например, Al_(s) и Cl₂ имеют степень окисления 0, поскольку оба находятся в химически несвязанном элементарном состоянии.
- Обратите внимание, что аллотропная форма серы S₈, или октасера, несмотря на свое нетипичное строение, также характеризуется нулевой степенью окисления.
2
Определите, состоит ли рассматриваемое вещество из ионов. Степень окисления ионов равняется их заряду. Это справедливо как для свободных ионов, так и для тех, которые входят в состав химических соединений.
- Например, степень окисления иона Cl^— равняется -1.
- Степень окисления иона Cl в составе химического соединения NaCl также равна -1. Поскольку ион Na, по определению, имеет заряд +1, мы заключаем, что заряд иона Cl -1, и таким образом степень его окисления равна -1.
3
Учтите, что ионы металлов могут иметь несколько степеней окисления. Атомы многих металлических элементов могут ионизироваться на разные величины. Например, заряд ионов такого металла как железо (Fe) равняется +2, либо +3.^[1] Заряд ионов металла (и их степень окисления) можно определить по зарядам ионов других элементов, с которыми данный металл входит в состав химического соединения; в тексте этот заряд обозначается римскими цифрами: так, железо (III) имеет степень окисления +3.
- В качестве примера рассмотрим соединение, содержащее ион алюминия. Общий заряд соединения AlCl₃ равен нулю. Поскольку нам известно, что ионы Cl^— имеют заряд -1, и в соединении содержится 3 таких иона, для общей нейтральности рассматриваемого вещества ион Al должен иметь заряд +3. Таким образом, в данном случае степень окисления алюминия равна +3.
4
Степень окисления кислорода равна -2 (за некоторыми исключениями). Почти во всех случаях атомы кислорода имеют степень окисления -2. Есть несколько исключений из этого правила:
- Если кислород находится в элементарном состоянии (O₂), его степень окисления равна 0, как и в случае других элементарных веществ.
- Если кислород входит в состав перекиси, его степень окисления равна -1. Перекиси — это группа соединений, содержащих простую кислород-кислородную связь (то есть анион перекиси O₂^-2). К примеру, в составе молекулы H₂O₂ (перекись водорода) кислород имеет заряд и степень окисления -1.
- В соединении с фтором кислород обладает степенью окисления +2, читайте правило для фтора ниже.
5
Водород характеризуется степенью окисления +1, за некоторыми исключениями. Как и для кислорода, здесь также существуют исключения. Как правило, степень окисления водорода равна +1 (если он не находится в элементарном состоянии H₂). Однако в соединениях, называемых гидридами, степень окисления водорода составляет -1.
- Например, в H₂O степень окисления водорода равна +1, поскольку атом кислорода имеет заряд -2, и для общей нейтральности необходимы два заряда +1. Тем не менее, в составе гидрида натрия степень окисления водорода уже -1, так как ион Na несет заряд +1, и для общей электронейтральности заряд атома водорода (а тем самым и его степень окисления) должен равняться -1.
6

Фтор всегда имеет степень окисления -1. Как уже было отмечено, степень окисления некоторых элементов (ионы металлов, атомы кислорода в перекисях и так далее) может меняться в зависимости от ряда факторов. Степень окисления фтора, однако, неизменно составляет -1. Это объясняется тем, что данный элемент имеет наибольшую электроотрицательность — иначе говоря, атомы фтора наименее охотно расстаются с собственными электронами и наиболее активно притягивают чужие электроны. Таким образом, их заряд остается неизменным.
7
Сумма степеней окисления в соединении равна его заряду. Степени окисления всех атомов, входящих в химическое соединение, в сумме должны давать заряд этого соединения. Например, если соединение нейтрально, сумма степеней окисления всех его атомов должна равняться нулю; если соединение является многоатомным ионом с зарядом -1, сумма степеней окисления равна -1, и так далее.
- Это хороший метод проверки — если сумма степеней окисления не равна общему заряду соединения, значит вы где-то ошиблись.
Реклама

1
Найдите атомы, не имеющие строгих правил относительно степени окисления. По отношению к некоторым элементам нет твердо установленных правил нахождения степени окисления. Если атом не подпадает ни под одно правило из перечисленных выше, и вы не знаете его заряда (например, атом входит в состав комплекса, и его заряд не указан), вы можете установить степень окисления такого атома методом исключения. Вначале определите заряд всех остальных атомов соединения, а затем из известного общего заряда соединения вычислите степень окисления данного атома.
- Например, в соединении Na₂SO₄ неизвестен заряд атома серы (S) — мы лишь знаем, что он не нулевой, поскольку сера находится не в элементарном состоянии. Это соединение служит хорошим примером для иллюстрации алгебраического метода определения степени окисления.
2
Найдите степени окисления остальных элементов, входящих в соединение. С помощью описанных выше правил определите степени окисления остальных атомов соединения. Не забывайте об исключениях из правил в случае атомов O, H и так далее.
- Для Na₂SO₄, пользуясь нашими правилами, мы находим, что заряд (а значит и степень окисления) иона Na равен +1, а для каждого из атомов кислорода он составляет -2.
3
Умножьте количество атомов на их степень окисления. Теперь, когда нам известны степени окисления всех атомов за исключением одного, необходимо учесть, что атомов некоторых элементов может быть несколько. Умножьте число атомов каждого элемента (оно указано в химической формуле соединения в виде подстрочного числа, следующего за символом элемента) на его степень окисления.
- В Na₂SO₄ мы имеем 2 атома Na и 4 атома O. Таким образом, умножая 2 × +1, получаем степень окисления всех атомов Na (2), а умножая 4 × -2 — степень окисления атомов O (-8).
4
Сложите предыдущие результаты. Суммируя результаты умножения, получаем степень окисления соединения без учета вклада искомого атома.
- В нашем примере для Na₂SO₄ мы складываем 2 и -8 и получаем -6.
5
Найдите неизвестную степень окисления из заряда соединения. Теперь у вас есть все данные для простого расчета искомой степени окисления. Запишите уравнение, в левой части которого будет сумма числа, полученного на предыдущем шаге вычислений, и неизвестной степени окисления, а в правой — общий заряд соединения. Иными словами, (Сумма известных степеней окисления) + (искомая степень окисления) = (заряд соединения).
- В нашем случае Na₂SO₄ решение выглядит следующим образом:
  - (Сумма известных степеней окисления) + (искомая степень окисления) = (заряд соединения)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6. В Na₂SO₄ сера имеет степень окисления 6.
Реклама

Советы

В соединениях сумма всех степеней окисления должна равняться заряду. Например, если соединение представляет собой двухатомный ион, сумма степеней окисления атомов должна быть равна общему ионному заряду.
Очень полезно уметь пользоваться периодической таблицей Менделеева и знать, где в ней располагаются металлические и неметаллические элементы.
Степень окисления атомов в элементарном виде всегда равна нулю. Степень окисления единичного иона равна его заряду. Элементы группы 1A таблицы Менделеева, такие как водород, литий, натрий, в элементарном виде имеют степень окисления +1; степень окисления металлов группы 2A, таких как магний и кальций, в элементарном виде равна +2. Кислород и водород, в зависимости от вида химической связи, могут иметь 2 различных значения степени окисления.

Что вам понадобится

Периодическая таблица элементов
Доступ в интернет или справочники по химии
Лист бумаги, ручка или карандаш
Калькулятор

Об этой статье

Эту страницу просматривали 644 931 раз.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Как определить степень окисления?

Автор — Александр Игоревич Новичков .

Степень окисления — это формальный заряд атома. Слово «формальный» означает, что этого заряда у атома в действительности может и не быть, вернее, он может оказаться немного другим. Однако по разным причинам эти условные заряды удобны и химики всего мира пользуются понятием «степень окисления».

Отметим, что степень окисления указывается в верхнем правом углу атома в формате или , где – целое число. Например: $rm K^+Mn^{+7}O_{mkern 13mu 4}^{-2},; Fe^{+3}Cl_{mkern 4mu3}^{-},; O_{mkern 0mu 2}^{0}.$

Существуют определённые правила нахождения степени окисления.

1. Степень окисления простых веществ равна нулю. Напомню, что простыми называют вещества, состоящие из одного вида атомов. Примеры: $rm O_{mkern 0mu 2}^{0},;P_{mkern 0mu 4}^{0},;Na^0.$
2. Некоторые атомы в сложных соединениях проявляют только одну степень окисления. Такие степени окисления называются постоянными.

— Исключения у водорода соединения , в которых у водорода степень окисления -1.
— Исключения у кислорода $rm H_{mkern 2mu 2}^+O_{mkern 2mu 2}^-,;Na_{mkern 2mu 2}^+O_{mkern 2mu 2}^-,;K^+O_{mkern 2mu 2}^{-frac{1}{2}}, ;K^+O_{mkern 2mu 3}^{-frac{1}{3}}, ;O^{+2}F_{mkern 2mu 2}^{-}, ;O_2^{mkern -3mu +}F_{mkern 2mu 2}^{-}.$

1. Сумма степеней окисления всех атомов сложного соединения должна быть равна нулю. Пользуясь именно эти правилом, мы будем расставлять степени окисления в сложных соединениях.
  Как именно?

Пример 1: расставьте степени окисления в соединении .
Мы знаем степень окисления тогда мы можем найти, что общее количество «плюсов» у четырех атомов . Чтобы в сумме был ноль, у трех атомов rm C заряд должен быть , значит у каждого атома $rm ; C rightarrow -4 ;; Al_{mkern 13mu 4}^{+3}C_{mkern 14mu 3}^{-4}.$

Пример 2: Найдите степени окисления всех атомов в соединении
Сначала подпишем постоянные степени окисления $rm K_{mkern 3mu 2}^{+}Cr_2^{?}O_{mkern 14mu 7}^{-2}.$

Посчитаем общее количество плюсов и минусов $rm frac{displaystyle K_{mkern 3mu 2}^{+}}{displaystyle +2} ;frac{displaystyle Cr_2^{?}}{displaystyle ?} ;frac{displaystyle O_{mkern 14mu 7}^{-2}}{displaystyle -14}.$

Для того, чтобы плюсов и минусов было одинаковое количество у двух хромов в сумме должно быть +12 , а значит, у каждого атома $rm +6, ; K_{mkern 3mu 2}^{+}Cr_2^{+6}O_{mkern 14mu 7}^{-2}.$

Пример 3: Найдите степени окисления всех атомов в соединении
Для начала заметим, что для нахождения степени окисления удобно «раскрыть скобки» и представить соединение как и тогда задание выполняется аналогично заданию из примера 2.
Ответ: $rm Al^{+3}(Cl^{+5}O_{mkern 14mu 3}^{-2})_3.$

1. В некоторых устоявшихся группах атомов в составе веществ (кислотные остатки и ион аммония) степени окисления атомов неизменны и их тоже стоит запомнить.

$rm (S^{+6}O_{mkern 13mu 4}^{-2})^{2-},;(S^{+4}O_{mkern 14mu 3}^{-2})^{2-},;(C^{+4}O_{mkern 14mu 3}^{-2})^{2-},;(Si^{+4}O_{mkern 14mu 3}^{-2})^{2-},;(P^{+5}O_{mkern 13mu 4}^{-2})^{3-},$
$rm (N^{+5}O_{mkern 14mu 3}^{-2})^{-},;(N^{+3}O_{mkern 14mu 2}^{-2})^{-},;(N^{-3}H_{mkern 2mu 4}^{+})^{+}.$

Пользуясь этими правилами, можно расставить степени окисления практически во всех соединений, встречающихся на ЕГЭ по химии.

Если вам понравился наш материал — записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ по химии онлайн

Благодарим за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Как определить степень окисления?» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в ВУЗ или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из разделов нашего сайта.

Публикация обновлена:
07.05.2023

Источник

Темы кодификатора ЕГЭ: Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов.

Когда атомы взаимодействуют и образуют химическую связь, электроны между ними в большинстве случаев распределяются неравномерно, поскольку свойства атомов различаются. Более электроотрицательный атом сильнее притягивает к себе электронную плотность. Атом, который притянул к себе электронную плотность, приобретает частичный отрицательный заряд δ^—, его «партнер» — частичный положительный заряд δ+. Если разность электроотрицательностей атомов, образующих связь, не превышает 1,7, мы называем связь ковалентной полярной. Если разность электроотрицательностей, образующих химическую связь, превышает 1,7, то такую связь мы называем ионной.

Степень окисления – это вспомогательный условный заряд атома элемента в соединении, вычисленный из предположения, что все соединения состоят из ионов (все полярные связи – ионные).

Что значит «условный заряд»? Мы просто-напросто договариваемся, что немного упростим ситуацию: будем считать любые полярные связи полностью ионными, и будем считать, что электрон полностью уходит или приходит от одного атома к другому, даже если на самом деле это не так. А уходит условно электрон от менее электроотрицательного атома к более электроотрицательному.

Например, в связи H-Cl мы считаем, что водород условно «отдал» электрон, и его заряд стал +1, а хлор «принял» электрон, и его заряд стал -1. На самом деле таких полных зарядов на этих атомах нет.

Наверняка, у вас возник вопрос — зачем же придумывать то, чего нет? Это не коварный замысел химиков, все просто: такая модель очень удобна. Представления о степени окисления элементов полезны при составлении классификации химических веществ, описании их свойств, составлении формул соединений и номенклатуры. Особенно часто степени окисления используются при работе с окислительно-восстановительными реакциями.

Степени окисления бывают высшие, низшие и промежуточные.

Высшая степень окисления равна номеру группы со знаком «плюс».

Низшая определяется, как номер группы минус 8.

И промежуточная степень окисления — это почти любое целое число в интервале от низшей степени окисления до высшей.

Например, для азота характерны: высшая степень окисления +5, низшая 5 — 8 = -3, а промежуточные степени окисления от -3 до +5. Например, в гидразине N₂H₄ степень окисления азота промежуточная, -2.

Чаще всего степень окисления атомов в сложных веществах обозначается сначала знаком, потом цифрой, например +1, +2, -2 и т.д. Когда речь идет о заряде иона (предположим, что ион реально существует в соединении), то сначала указывают цифру, потом знак. Например: Ca²⁺, CO₃ ^2-.

Для нахождения степеней окисления используют следующие правила:

Степень окисления атомов в простых веществах равна нулю;
В нейтральных молекулах алгебраическая сумма степеней окисления равна нулю, для ионов эта сумма равна заряду иона;
Степень окисления щелочных металлов (элементы I группы главной подгруппы) в соединениях равна +1, степень окисления щелочноземельных металлов (элементы II группы главной подгруппы) в соединениях равна +2; степень окисления алюминия в соединениях равна +3;
Степень окисления водорода в соединениях с металлами (солеобразные гидриды — NaH, CaH₂ и др.) равна -1; в соединениях с неметаллами (летучие водородные соединения) +1;
Степень окисления кислорода равна -2. Исключение составляют пероксиды – соединения, содержащие группу –О-О-, где степень окисления кислорода равна -1, и некоторые другие соединения (супероксиды, озониды, фториды кислорода OF₂ и др.);
Степень окисления фтора во всех сложных веществах равна -1.

Выше перечислены ситуации, когда степень окисления мы считаем постоянной. У всех остальных химических элементов степень окисления — переменная, и зависит от порядка и типа атомов в соединении.

Примеры:

Задание: определите степени окисления элементов в молекуле дихромата калия: K₂Cr₂O₇.

Решение: степень окисления калия равна +1, степень окисления хрома обозначим, как х, степень окисления кислорода -2. Сумма всех степеней окисления всех атомов в молекуле равна 0. Получаем уравнение: +1*2+2*х-2*7=0. Решаем его, получаем степень окисления хрома +6.

В бинарных соединениях более электроотрицательный элемент характеризуется отрицательной степенью окисления, менее электроотрицательный – положительной.

Обратите внимание, что понятие степени окисления – очень условно! Степень окисления не показывает реальный заряд атома и не имеет реального физического смысла. Это упрощенная модель, которая эффективно работает, когда нам необходимо, например, уравнять коэффициенты в уравнении химической реакции, или для алгоритмизации классификации веществ.

Степень окисления – это не валентность! Степень окисления и валентность во многих случаях не совпадают. Например, валентность водорода в простом веществе Н₂ равна I, а степень окисления, согласно правилу 1, равна 0.

Это базовые правила, которые помогут Вам определить степень окисления атомов в соединениях в большинстве случаев.

В некоторых ситуациях вы можете столкнуться с трудностями при определении степени окисления атома. Рассмотрим некоторые из этих ситуаций, и разберем способы их разрешения:

В двойных (солеобразных) оксидах степень у атома, как правило, две степени окисления. Например, в железной окалине Fe₃O₄ у железа две степени окисления: +2 и +3. Какую из них указывать? Обе. Для упрощения можно представить это соединение, как соль: Fe(FeO₂)₂. При этом кислотный остаток образует атом со степенью окисления +3. Либо двойной оксид можно представить так: FeO*Fe₂O₃.
В пероксосоединениях степень окисления атомов кислорода, соединенных ковалентными неполярными связями, как правило, изменяется. Например, в пероксиде водорода Н₂О₂, и пероксидах щелочных металлов степень окисления кислорода -1, т.к. одна из связей – ковалентная неполярная (Н-О-О-Н). Другой пример – пероксомоносерная кислота (кислота Каро) H₂SO₅ (см. рис.) содержит в составе два атома кислорода со степенью окисления -1, остальные атомы со степенью окисления -2, поэтому более понятной будет такая запись: H₂SO₃(O₂). Известны также пероксосоединения хрома – например, пероксид хрома (VI) CrO(O₂)₂ или CrO₅, и многие другие.
Еще один пример соединений с неоднозначной степенью окисления – супероксиды (NaO₂) и солеобразные озониды KO₃. В этом случае уместнее говорить о молекулярном ионе O₂ с зарядом -1 и и O₃ с зарядом -1. Строение таких частиц описывается некоторыми моделями, которые в российской учебной программе проходят на первых курсах химических ВУЗов: МО ЛКАО, метод наложения валентных схем и др.
В органических соединениях понятие степени окисления не очень удобно использовать, т.к. между атомами углерода существует большое число ковалентных неполярных связей. Тем не менее, если нарисовать структурную формулу молекулы, то степень окисления каждого атома также можно определить по типу и количеству атомов, с которыми данный атом непосредственно связан. Например, у первичных атомов углерода в углеводородах степень окисления равна -3, у вторичных -2, у третичных атомов -1, у четвертичных — 0.

Потренируемся определять степень окисления атомов в органических соединениях. Для этого необходимо нарисовать полную структурную формулу атома, и выделить атом углерода с его ближайшим окружением — атомами, с которыми он непосредственно соединен.

Полезные советы:

Для упрощения расчетов можно использовать таблицу растворимости – там указаны заряды наиболее распространенных ионов. На большинстве российских экзаменов по химии (ЕГЭ, ГИА, ДВИ) использование таблицы растворимости разрешено. Это готовая шпаргалка, которая во многих случаях позволяет значительно сэкономить время.
При расчете степени окисления элементов в сложных веществах сначала указываем степени окисления элементов, которые мы точно знаем (элементы с постоянной степенью окисления), а степень окисления элементов с переменной степенью окисления обозначаем, как х. Сумма всех зарядов всех частиц равна нулю в молекуле или равна заряду иона в ионе. Из этих данных легко составить и решить уравнение.

Тренировочный тест по теме «Степени окисления и валентность» 10 вопросов, при каждом прохождении новые.

239

Создан на
07 января, 2022 От Admin

Тренировочный тест «Степени окисления»

1 / 10

1) Be 2) Li 3) K 4) N 5) Cs

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, каждый из которых может образовать оксид с общей формулой ЭО.

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

2 / 10

1) S 2) Na 3) Al 4) C 5) Mg

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые могут проявлять степень окисления +4.

3 / 10

1) С 2) N 3) F 4) Be 5) Ne

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые не проявляют положительной степени окисления.

4 / 10

1) O 2) H 3) Be 4) Cu 5) N

Из указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединениях не проявляют отрицательной степени окисления.

5 / 10

1) Sc 2) F 3) N 4) C 5) Ca

Из указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединениях могут проявлять степень окисления +4.

6 / 10

1) Fe 2) Mg 3) S 4) P 5) Cu

Из указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединениях проявляют степень окисления +6.

7 / 10

1) Na 2) K 3) Al 4) N 5) Rb

Из указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединениях могут проявлять степень окисления +3.

8 / 10

1) Zn 2) C 3) Al 4) Сl 5) Ti

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в составе образованных ими анионов с общей формулой ЭО_х^— могут иметь одинаковую степень окисления.

9 / 10

1) C 2) Cr 3) Mg 4) F 5) Na

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые имеют одинаковую разность между значениями их высшей и низшей степеней окисления.

10 / 10

1) Fe 2) Ca 3) N 4) Se 5) Ba

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в образованных ими анионах с общей формулой ЭO_x²⁻ могут иметь одинаковую степень окисления.

Ваша оценка

The average score is 54%

Источник

Как определить степень окисления

Материал по химии

Что такое степень окисления?

Степень окисления – это условная величина, отражающая количество принятых или отданных электронов при образовании заряженной частицы из электронейтрального атома при условии, что электроны переходят от одного атома к другому полностью.

Вспомним, что идеальное количество электронов на внешнем электронном уровне атома равно восьми. Такую конфигурацию внешнего слоя имеют атомы большинства благородных газов (кроме гелия). И к такой электронной конфигурации стремятся атомы других элементов.

Как определить степень окисления

Конфигурация благородного газа

Натрий и хлор не так далеки от «идеала», как может показаться. Если атомы этих элементов столкнуться, внешний электрон натрия притянется на внешний электронный уровень хлора (из-за большей электроотрицательности хлора):

Таким образом, натрий и хлор как будто вступают в симбиоз: натрию, для приобретения «благородной» конфигурации необходимо избавиться от внешнего электрона (при потере внешнего электрона теряется и внешний уровень, а предвнешний уровень, имеющий идеальное количество электронов, становится внешним), тогда как хлору необходимо получить один электрон, чтобы завершить внешний энергетический уровень.

Потеряв один электрон, натрий приобретает положительный заряд, становится катионом (положительно заряженной частицей). Это объясняется тем, что ядро натрия по-прежнему имеет 11 протонов, а вот электронная оболочка, после взаимодействия с хлором, содержит 10 электронов. Таким образом, натрий будет иметь 11 положительно заряженных частиц и 10 отрицательно заряженных частиц. По простейшему уравнению: +11 – 10 = +1, становится ясно, откуда взялся положительный заряд.

Аналогичный расчет можно привести и для хлора. После взаимодействия с натрием ядро атома хлора не изменяется, оно содержит 17 положительно заряженных частиц (протонов), а оболочка – 18 отрицательно заряженных частиц (электронов). +17 – 18 = ‒1.

Полученные заряды и являются степенями окисления.

Также степень окисления можно выразить количеством электронов, которые иону нужно получить или отдать для того, чтобы стать электронейтральным атомом. Так, катион натрия, имеющий заряд «+1», должен получить 1 электрон, чтобы превратиться в атом натрия: Na⁺ +1ē = Na⁰. А анион хлора (хлорид-ион), имеющий заряд «‒1» должен отдать один электрон: Cl^— -1ē = Cl⁰.

Для упрощения понятие «степень окисления» применяется не только для веществ с ионным строением (металл + неметалл), но и для веществ с ковалентными полярными связями. Несмотря на то, что в таком типе связи полного перехода электронов от одного атома к другому не происходит, полученные частичные заряды превращаются в целые.

Постоянные степени окисления.

Знания этой простой, базовой темы помогут Вам решать не только тестовые задания. Одно из самых сложных заданий ЕГЭ – расстановка коэффициентов с помощью электронного баланса – не решается без знания степеней окисления.

Таблица «Элементы, имеющие постоянную степень окисления»

Таблица «Наиболее популярные степени окисления у остальных элементов» (Выделены бурым)*

*В таблице указаны не все возможные степени окисления.

Таким образом, медь, серебро, золото и железо не проявляют высшей степени окисления, равной номеру группы, у остальных же элементов высшая степень окисления равна номеру группы.

Для определения степени окисления не нужно учить всю таблицу, и тем более все степени окисления. Они приведены для справки, наиболее важными являются:

Определение степеней окисления в бинарных соединениях

Для примера возьмём оксид фосфора (P₂O₅)

Определим степень окисления известного элемента (в нашем случае это кислород).

Условно разделим молекулу на две части: чаще всего первая часть молекулы положительная, а вторая – отрицательная (искл: NH₃и PH₃).

Индекс после кислорода указывает на, что в молекуле содержится пять атомов кислорода, каждый из них имеет степень окисления «-2», поэтому общее количество отрицательных зарядов будет равно «-10».

Молекула должна быть электронейтральной, то есть количество положительных и отрицательных зарядов должны быть равными. Из этого следует, что все атомы фосфора в данной молекуле в сумме должны иметь десять положительных зарядов.

Индекс «2» после фосфора означает, что в молекуле содержится два атома фосфора, между которыми поровну нужно разделить общий положительный заряд (+10:2=+5)

Аналогичным образом происходит определение степени окисления в более сложных веществах, для примера возьмём перманганат калия (KMnO₄):

Подпишем степени окисления для элементов, имеющих постоянные их значения:

Разделим молекулу на положительный и отрицательный «полюс» (в соединениях, состоящих из атомов трех элементов, чаще всего первые два являются положительными, а третий — отрицательным).

Посчитаем общее количество положительных и отрицательных зарядов с учетом индексов:

Ответим на вопрос: какого количества плюсов не хватает, что бы положительные и отрицательные заряды имели одинаковое значение? До +8 не хватает семи положительных зарядов, откуда следует, что степень окисления марганца равна «+7».

Ну и напоследок разберем степени окисления элементов в дихромате калия (K₂Cr₂O₇):

Подписываем известные степени окисления:

Делим молекулу на положительную и отрицательную части:

Считаем общее количество «плюсов» и «минусов»:

Подсчитываем, сколько положительных зарядов не достает для того, чтобы молекула стала электронейтральной (т. е. такой молекулой, в которой количество положительных и отрицательных зарядов было одинаковым):

Так как молекула содержит два атома хрома, двенадцать положительных зарядов должны распределиться между ними поровну, то есть, каждый хром имеет заряд +6:

Как быть, если в формуле встретились скобки? Например, как посчитать степень окисления брома в пербромате кальция?

Для начала определим все известные степени окисления, как делали в предыдущих примерах:

Посчитаем сумму положительных и отрицательных зарядов. Важно учесть все индексы. Помните, что индекс. Расположенный за атомом действует только на этот атом, а индекс, расположенный за скобкой, действует на всё содержимое скобок:

Таким образом, в пербромате кальция содержится: один атом кальция, два атома брома и 8 атомов кислорода (индексы, относящиеся к одному и тому же атому перемножаются).

Следовательно, мы имеем два положительных заряда от кальция и шестнадцать отрицательных от кислорода. Так как индекс «2» за скобками действует и на бром, его заряд можно выразить как 2х.

Получаем уравнение:

2 + 2х ‒ 16 = 0

2х = 14

х = 7

Степень окисления брома в пербромате кальция равна «+7».

Источник