mozok.click » Хімія » Ступінь окиснення елементів
Інформація про новину
  • Переглядів: 7874
  • Автор: admin
  • Дата: 16-09-2017, 04:33
16-09-2017, 04:33

Ступінь окиснення елементів

Категорія: Хімія

Пригадайте: число електронів на зовнішньому енергетичному рівні атомів s- та p-елементів збігається з номером групи в Періодичній системі (для короткого

варіанта).

Поняття про ступінь окиснення

Важливою характеристикою частинок у складі хімічних сполук є число відданих або прийнятих атомом електронів. Якщо для речовин з йонним зв’язком для цього достатньо знати заряди утворених йонів, то в речовинах з ковалентним зв’язком визначити це досить складно. Тому для всіх сполук, незалежно від типу їхнього хімічного зв’язку, застосовують більш універсальне поняття — ступінь окиснення.

Ступінь окиснення визначається числом відданих або прийнятих електронів у речовинах з йонним зв’язком та числом електронів у складі спільних електронних пар, що зумовлюють ковалентний полярний зв’язок.

Ступінь окиснення — це умовний заряд на атомі в молекулі або кристалі, обчислений з припущенням, що всі спільні електронні пари повністю зміщені в бік більш електронегативного елемента.

У найпростіших йонних сполуках ступінь окиснення збігається із зарядами йонів, наприклад:

Розглядаючи сполуки з ковалентним полярним зв’язком, роблять припущення, що спільна електронна пара повністю переходить до більш електронегативного елемента. У цьому випадку в гідроген флуориді та воді ступені окиснення будуть такі:



Можливі ступені окиснення елементів

Ступені окиснення, які елементи можуть виявляти в різних сполуках, у більшості випадків можна визначити за будовою зовнішнього електронного рівня або за положенням елемента в Періодичній системі.

Атоми металічних елементів можуть тільки віддавати електрони, тому в сполуках вони виявляють позитивні ступені окиснення. Максимальне значення — вищий ступінь окиснення — зазвичай дорівнює числу електронів на зовнішньому рівні, а отже, й номеру групи в Періодичній системі.

Атоми неметалічних елементів можуть виявляти як позитивний, так і негативний ступінь окиснення. Максимальний позитивний ступінь окиснення — вищий ступінь окиснення, як і для металічних елементів, дорівнює числу валентних електронів. А нижчий ступінь окиснення визначається тим, скільки електронів бракує атому, щоб на зовнішньому рівні їх було вісім (табл. 9).

Окрім вищого та нижчого ступеня окиснення багато елементів можуть також виявляти й проміжні ступені окиснення. Визначити їх для s- та ^-елементів можна за таблицею 9.

Таблиця 9. Найбільш характерні ступені окиснення елементів головних підгруп (s- та p-елементів)


Деякі хімічні елементи не підпадають під ці правила. Серед них Гідроген, Оксиген, Флуор:

Визначення ступенів окиснення елементів у сполуках

Визначаючи ступені окиснення елементів у сполуках, слід пам’ятати:

1. Ступінь окиснення елемента в простій речовині дорівнює нулю.

2. Флуор — найбільш електронегативний хімічний елемент, тому ступінь окиснення Флуору в усіх сполуках дорівнює -1.

3. Оксиген — найбільш електронегативний елемент після Флуору, тому ступінь окиснення Оксигену в усіх сполуках, крім флуоридів, негативний: у більшості випадків він дорівнює -2, а в пероксидах — -1.

4. Ступінь окиснення Гідрогену в більшості сполук дорівнює

+1, а в сполуках з металічними елементами (гідридах NaH, CaHтощо)--1.

5. Ступінь окиснення металічних елементів у сполуках завжди позитивний.

6. Більш електронегативний елемент завжди має негативний ступінь окиснення.

7. Сума ступенів окиснення всіх елементів у сполуці дорівнює нулю.

Алгоритм визначення ступенів окиснення елементів у сполуках

1. Записуємо формули речовин

2. Підписуємо ступені окиснення Оксигену та Гідрогену й металічних елементів І-ІІІ груп (табл. 9)

3. Складаємо рівняння для обчислення невідомого заряду. Слід пам’ятати, що ступінь окиснення — це заряд на одному атомі. Якщо атомів певного елемента більше одного, то його заряд слід помножити на число атомів

4. Розв’язуємо складене рівняння

5. Підписуємо визначений ступінь окиснення




Складання формул сполук за ступенем окиснення елементів

Використовуючи ступені окиснення, складати формули бінарних сполук простіше, ніж за валентністю. Складаючи формули, слід керуватися правилом електронейтральності.

Алгоритм складання формул сполук за відомими ступенями окиснення елементів

1. Записуємо символи елементів у необхідному порядку та надписуємо їхні ступені окиснення

2. Визначаємо найменше спільне кратне (НСК) для значень ступенів окиснення (на знак не звертаємо уваги)

3. Число атомів певного елемента дорівнює відношенню НСК до ступеня окиснення цього елемента

4. Записуємо індекси після символів елементів

Ключова ідея

Ступінь окиснення характеризує число електронів, що бере участь в утворенні зв'язків у сполуках.

Контрольні запитання

164. Дайте визначення поняття «ступінь окиснення».

165. У чому полягає спільність і відмінність понять «ступінь окиснення» і «валентність»?

166. Як можна визначити вищий, нижчий та проміжні ступені окиснення елементів за Періодичною системою?

167. Чому дорівнює нижчий ступінь окиснення металічних елементів?

168. Сформулюйте алгоритм визначення ступенів окиснення елементів у сполуках.

169. Який ступінь окиснення елементів у простих речовинах? Чому він саме такий?

Завдання для засвоєння матеріалу

170. За формулами речовин визначте ступені окиснення всіх елементів.

171. За місцем елементів у Періодичній системі визначте можливі ступені окиснення — вищий, нижчий і проміжні (якщо вони є) — для елементів: Оксиген, Хлор, Фосфор, Натрій, Кальцій, Карбон, Плюмбум, Алюміній.

172. Обчисліть ступені окиснення Карбону в сполуках: CH4, CH3Cl, CH2Cl2,

C2H5Cl, C2H2Cl4, C2Cl6. (Візьміть до уваги, що в усіх цих сполуках ступінь окиснення Гідрогену — +1, а Хлору--1.)

173. Наведіть формули сполук Нітрогену з позитивним і негативним ступенем окиснення цього хімічного елемента.

174*. Максимальна валентність та ступінь окиснення Оксигену та Флуору відрізняються від номерів груп Періодичної системи, у яких вони розташовані. Як ви вважаєте, чим це можна пояснити?






^