mozok.click

Вспомните: количество электронов на внешнем энергетическом уровне атомов

s- и p-элементов совпадает с номером группы в Периодической системе (для

короткого варианта).

Понятие о степени окисления

Важной характеристикой частиц в составе химических соединений является количество отданных или принятых атомом электронов. Если для веществ с ионной связью для этого достаточно знать заряды образованных ионов, то в веществах с ковалентной связью определить это достаточно сложно. Поэтому для всех соединений, независимо от типа их химической связи, используют более универсальное понятие — степень окисления.

Степень окисления определяется числом отданных или принятых электронов в веществах с ионной связью и количеством электронов в составе общих электронных пар, образующих ковалентную полярную связь.

Степень окисления — это условный заряд на атоме в молекуле или кристалле, определенный с предположением, что все общие электронные пары полностью смещены в сторону более электроотрицательного элемента.

В простейших ионных соединениях степень окисления совпадает с зарядами ионов, например:

Рассматривая соединения с ковалентной полярной связью, принимают, что общая электронная пара полностью переходит к более электроотрицательному элементу. В этом случае в гидроген флуориде и воде степени окисления будут следующие:

Возможные степени окисления элементов

Степени окисления, которые элементы могут проявлять в разных соединениях, в большинстве случаев можно определить по строению внешнего электронного уровня или по положению элемента в Периодической системе.

Атомы металлических элементов могут только отдавать электроны, поэтому в соединениях они проявляют положительные степени окисления. Максимальное значение — высшая степень окисления — обычно равно числу электронов на внешнем уровне, а следовательно, и номеру группы в Периодической системе.

Атомы неметаллических элементов могут проявлять как положительную, так и отрицательную степень окисления. Максимальная положительная степень окисления — высшая степень окисления — как и для металлических элементов, равна числу валентных электронов. А низшая степень окисления определяется тем, сколько электронов не хватает атому, чтобы на внешнем уровне их было восемь (табл. 9).

Кроме высшей и низшей степени окисления многие элементы могут также проявлять и промежуточные степени окисления (табл. 9).

Таблица 9. Наиболее характерные степени окисления элементов главных подгрупп (s- и р-элементов)

Некоторые химические элементы не подчиняются этим правилам. Среди них Гидроген, Оксиген, Флуор:

Определение степени окисления элементов в соединениях

При определении степени окисления элементов в соединениях необходимо помнить:

1. Степень окисления элемента в простом веществе равна нулю.

2. Флуор — наиболее электроотрицательный химический элемент, поэтому степень окисления Флуора во всех соединениях равна -1.

3. Оксиген — наиболее электроотрицательный элемент после Флу

ора, поэтому степень окисления Оксигена во всех соединениях (кроме флуоридов) отрицательная: в большинстве случаев она равна -2, а в пероксидах --1.

4. Степень окисления Гидрогена в большинстве соединений равна

+1, а в соединениях с металлическими элементами (гидридах NaH, CaH₂ и др.)--1.

5. Степень окисления металлических элементов в соединениях всегда положительная.

6. У более электроотрицательного элемента всегда отрицательная степень окисления.

7. Сумма степеней окисления всех элементов в соединении равна нулю.

Алгоритм определения степеней окисления элементов в соединениях

1. Записываем формулу вещества
2. Подписываем степени окисления Оксигена и Гидрогена и металлических элементов I-III групп (табл. 9)
3. Составляем уравнение для вычисления неизвестного заряда. Следует помнить, что степень окисления — это заряд на одном атоме. Если атомов определенного элемента больше одного, то его заряд следует умножить на количество атомов
4. Решаем составленное уравнение
5. Подписываем вычисленную степень окисления

Составление формул соединений по степени окисления эле

ментов

Используя степени окисления, составлять формулы бинарных соединений проще, чем по валентности. При составлении формулы следует руководствоваться правилом электронейтральности.

Алгоритм составления формул соединений по известным степеням окисления элементов

1. Записываем символы элементов в нужном порядке и надписываем их степени окисления
2. Определяем наименьшее общее кратное (НОК) для значений степеней окисления (не обращая внимания на знак)
3. Количество атомов определенного элемента равно отношению НОК к степени окисления этого элемента
4. Записываем индексы после символов элементов

Ключевая идея

Степень окисления характеризует количество электронов, которые участвуют в образовании связей в соединениях.

Контрольные вопросы

164. Дайте определение понятия «степень окисления».

165. В чем заключается сходство и различие понятий «степень окисления» и «валентность»?

166. Как можно определить высшую, низшую и промежуточную степени окисления элементов по Периодической системе?

167. Чему равна низшая степень окисления металлических элементов?

168. Сформулируйте алгоритм определения степеней окисления элементов в соединениях.

169. Какова степень окисления элементов в простых веществах? Почему она именно такая?

Задания для усвоения материала

170. По формулам веществ определите степени окисления всех элементов.

171. По Периодической системе определите возможные степени окисления — высшие, низшие и промежуточные (если они есть) — для элементов: Хлор, Фосфор, Натрий, Кальций, Карбон, Плюмбум, Алюминий.

172. Определите степени окисления Карбона в соединениях: CH₄, CH₃Cl,

CH₂Cl₂, C₂H₅Cl, C₂H₂Cl₄, С₂а₆. (Обратите внимание, что во всех этих соединениях степень окисления Гидрогена равна +1, а Хлора--1.)

173. Приведите формулы соединений Нитрогена с положительной и отрицательной степенью окисления этого химического элемента.

174*. Максимальная валентность и степень окисления Оксигена и Флуора отличаются от номеров групп Периодической системы, в которых они расположены. Как вы считаете, чем это можно объяснить?

Это материал учебника Химия 9 класс Григорович