Сегодня мы обозначим и постараемся объяснить все сведения необходимые для комфортного и непринуждённого расставления степеней окисления, небезусловную сущность которых мы раскрыли в предыдущем материале .
Итак, прежде всего необходимо понять, что степени окисления — это заряды, а следовательно значения, имеющиеся знак и размещаемые в верхнем правом углу от химического символа.
Пример степеней окисления водорода(H), серы (S) и кислорода (O) в составе серной кислоты
Заряды эти образуются в результате отдачи и взаимного принятия электронов. При этом в ходе отдачи электронов образуется положительно заряженная частица, а входе принятия — отрицательно заряженная частица.
Формальное изображение процессов отдачи и принятия электронов атомами магния и хлора
Так как атомы, из представления о которых мы пока что исходим, электронейтральны, то отдача электронов приводит к преобладанию в частице положительно заряженного ядра, и образованию так называемого катиона, а принятие электронов — к преобладанию отрицательного заряда электронной оболочки и образованию аниона.
Как определить степень окисления в веществе, где много элементов? #shorts
+2 на катионе магния, -1 * 2 на анионах хлора, а в сумме 0
И на этом моменте мы подбираемся не только к ключевой, но и чрезвычайно логичной мысли, согласно которой число отданных электронов равно числу принятых электронов, а значит, суммарный положительный заряд по модулю должен быть равен суммарному отрицательному заряду, то есть:
суммарная степень окисления в химической формуле вещества всегда равна нулю!
И вот теперь-то мы готовы ввести правила расстановки степеней окисления:
Правило №1: у простых веществ степень окисления всегда равна нулю.
Напомню, простые вещества — вещества, состоящие из атомов одного химического элемента.
Примеры простых веществ
Но прежде чем обозначить следующее правило, необходимо пояснить, что каждое последующее правило не отменяет предыдущее.
Правило №2: у фтора (F) в составе всех сложных веществ степень окисления всегда равна -1.
Для того, чтобы понять это правило, бросим взгляд в ряд электроотрицательности неметаллов:
Ряд электроотрицательности неметаллов
Фтор (F) — самый электроотрицательный неметалл (напомню, что электроотрицательность — способность атомов химических элементов оттягивать на себя электронную плотность), это значит, что, будучи в составе любого вещества, фтор (F) по теории степеней окисления всегда принимает электроны, а так как фтор (F) — элемент главной подгруппы 7-й группы, то нуждается он только в одном электроне, необходимом ему для достижения электронной конфигурации инертного благородного газа.
Взаимное расположение фтора (F) и ближайшего инертного газа неона (Ne)
В составе сложных веществ у фтора (F) всегда -1, а вот в составе простого вещества 0.
Правило №3. У кислорода (O) в составе всех сложных соединений степень окисления равна -2.
Исключения: пероксиды и фторид кислорода.
Окислительно-восстановительные реакции. 1 часть. 9 класс.
Дело в том, что в перекисях присутствует ковалентная неполярная химическая связь между атомами кислорода, а фтор — единственный более электроотрицательный атом, чем кислород.
Примеры степеней окисления кислорода в различных соединениях
Правило №4: у водорода (H) степень окисления всегда +1
Исключение: гидриды металлов.
Водород, согласно приведённому выше ряду электроотрицательности неметаллов, обладает среди перечисленных в нём наименьшим значением электроотрицательности, что означает, что по отношению к ним он будет донором электронной плотности. Однако водород (H) остаётся неметаллом и будет проявлять свои неметаллические свойства, то есть способность принимать электроны, а точнее один электрон, в солеподобных бинарных соединениях с металлами — так называемыми гидридами.
Примеры степеней окисления водорода в различных соединениях
Правило №5 — у металлов всегда положительные степени окисления.
Это и понятно, если учесть, что металлы характеризуются металлическими свойствами, то есть способностью отдавать электроны. Но не стоит забывать, что у простых веществ степень окисления всё-таки 0
Правило №6:
у металлов главной подгруппы первой группы IA (Li, Na, K и т.д.) в составе всех сложных соединений степень окисления всегда +1
у Me главной подгруппы второй группы IIА (Mg, Ca, Sr, Ba) — всегда +2
IIIA (Al) — всегда +3
Все правила в одном месте
На этом хотелось бы и закончить, но мы ещё ничего не сказали о расчёте степени окисления центрального атома, когда это необходимо. Рассмотрим пример дихромата калия:
Дихромат калия — на мой взгляд, хороший пример для тренировки расчёта степени окисления центрального атома
-согласно правилам, у калия +1, у кислорода -2.
— «атомов» кислорода (O) семь, у каждого степень окисления -2. Это означает, что каждый «атом» кислорода (O) принимает два электрона. В сумме семь «атомов» кислорода (O) приняли 14 электронов.
— откуда «атомы» кислорода (O) приняли 14 электронов? Степень окисления калия (K) +1. Это означает, что «атом» калия(K) отдал 1 электрон. Атомов калия (K) два, каждый отдал 1 электрон. В сумме атомы калия (K) отдали 2 электрона.
— значит, оставшиеся 12 электронов были получены атомами кислорода (O) от двух атомов хрома (Cr). То есть, каждый атом хрома (Cr) отдал 6 электронов. Таким образом, степень окисления хрома +6.
Степень окисления центрального атома в подобных примерах можно рассчитывать и с помощью математического уравнения.
Рассмотрим ещё несколько неочевидных примеров.
Источник: dzen.ru
Какую высшую и низшие степени окисления проявляют вольфрам, теллур, серебро в соединениях?
⚡ Условие + 37% решения:
Какую высшую и низшие степени окисления проявляют вольфрам, теллур, серебро в соединениях? Почему? Составьте формулы соединений, отвечающих этим степеням окисления и изобразите их структурные формулы.
Решение: Электронные конфигурации атомов вольфрама, теллура, серебра кремния, имеют следующий вид W 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4 f 5d 2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 4 52Te 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 2 2 6 2 6 2 10 6 1 10 47 Ag 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d Высшая степень окисления проявляется, когда в образовании связей принимают участие все валентные электроны атома. Численно она равна числу валентных электронов. Соответственно, вольфрам проявляет высшую степень окисления +6, теллур +6. Формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления: WO3 оксид вольфрама (VI)
Готовые задачи по химии которые сегодня купили:
- Определите элемент по следующему описанию: а) щелочной металл, у которого валентным является 4s 1 -электрон; б) благородный газ
- Раствор, содержащий 0,6 г растворенного вещества в 40 г эфира, кипит при 36,13°С.
- Отметьте электродные потенциалы, укажите знаки полюсов и вычислите ЭДС химических цепей, составленных из стандартных электродов: а) Ni Ni Cu Cu 2 2 ;
- Как влияет повышение степени окисления элемента на свойства его гидроксидов?
- Вычислите ЭДС следующих гальванических цепей: а) Сu моль лCu моль л Zn Zn 2 2 0,01 0,1 б) Ag M Ag M Fe Fe 2 0,0001 0,001 в) Mn М Mn М Нg Hg
- Произведение растворимости Ag2SO4 равно 7,0∙10-5 .
- Чему равна степень диссоциации 0,2 М раствора хлороводородной кислоты, если в литре этого раствора содержится 2,19∙1023 её молекул и ионов?
- Определить значение ΔG0 298 и константу химического равновесия при 25ºС для системы:
- Какие ионы не могут сосуществовать в водном растворе в заметных количествах: Sr2+ , Cu2+ , CO3 2- , S 2- ?
- Исходя из значений электроотрицательности, определите, какой характер имеет связь в соединениях: а) CaO; б) HI; в) Br2; г) ICl.
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
Источник: lfirmal.com
Степени окисления элементов
Степень окисления является важной характеристикой состояния атома в молекуле.
В соединениях с ионной связью степени окисления элементов равны зарядам ионов. Например:
Na +1 Cl -1 Степень окисления натрия = +1
Степень окисления хлора = —1
Ca +2 F2 -1 Степень окисления кальция = +2
Степень окисления фтора = —1
Mg +2 O -2 Степень окисления магния = +2
Степень окисления кислорода = -2
В соединениях с ковалентной неполярной связью (в молекулах простых веществ) степени окисления элементов равны нулю.
Например: Н2 0 , Cl2 0 ; O2 0 , F2 0 , Si 0 , C 0 , S 0 …
В соединениях с ковалентной полярной связью степень окисления элемента — это условный заряд его атома в молекуле, если считать, что молекула состоит из ионов, т. е. рассматривать ковалентные полярные связи как ионные связи. При этом считают, что общие электронные пары полностью переходят к атомам элементов с большей ЭО.
Например, в молекуле хлороводорода HCl ковалентная полярная связь Н : Cl. Если общая электронная пара полностью перейдет к атому хлора (ЭОСl > ЭОН), то связь станет ионной. На атоме Н появится заряд +1, на атоме хлора будет заряд —1. Следовательно, степени окисления атомов в молекуле равны: Н +1 Cl -1 . (Степени окисления записывают над символами элементов.)
Любая молекула является электронейтральной, поэтому алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле всегда равна нулю.
Некоторые элементы во всех сложных веществах имеют постоянную степень окисления:
Элементы с постоянной степенью окисления Степень окисления
б) Элементы II группы (кроме Hg): Be, Mg, Ca, +2
Водород и кислород в большинстве сложных веществ имеют постоянные степени окисления, но есть исключения:
Все другие элементы в различных соединениях имеют разные степени окисления, т.е. являются элементами с переменной степенью окисления.
Например, определим степени окисления углерода в различных соединениях. Одновременно напишем графические формулы этих соединений, чтобы показать валентность углерода.
Вы видите, что степень окисления углерода изменяется от – 4 до +4, а валентность углерода во всех соединениях равна IV.
Степени окисления могут иметь и дробные значения. Например:
Необходимо знать, что:
1.Металлы во всех сложных соединениях имеют только положительные степени окисления.
2.Неметаллы могут иметь и положительные, и отрицательные степени окисления. В соединениях с металлами и водородом степени окисления неметаллов всегда отрицательные.
З. Высшая (максимальная) степень окисления элемента, как правило, равна номеру группы, в которой находится элемент в периодической системе.
4.Низшая (минимальная) степень окисления металлов равна нулю. Низшая степень окисления неметаллов обычно равна: — (8 — номер группы, в которой находится элемент).
5.Значения степеней окисления элемента между высшей и низшей степенями окисления называются промежуточными.
Например, элемент-неметалл азот (V группа) может иметь следующие степени окисления:
Источник: al-himik.ru