Рас­смот­рим по­ня­тие «сте­пень окис­ле­ния» на при­ме­ре мо­ле­ку­лы воды.

Рис. 1. Элек­трон­ная фор­му­ла мо­ле­ку­лы воды

Общие элек­трон­ные пары в мо­ле­ку­ле воды сме­ще­ны в сто­ро­ну атома кис­ло­ро­да (Рис. 1), т.к. он более элек­тро­от­ри­ца­тель­ный эле­мент, чем во­до­род. Если пред­ста­вить, что элек­трон­ные пары не сме­ща­ют­ся, а элек­тро­ны пол­но­стью пе­ре­хо­дят от атома во­до­ро­да к атому кис­ло­ро­да, то на ато­мах во­до­ро­да будет не ча­стич­ный, а пол­ный по­ло­жи­тель­ный заряд +1, а на атоме кис­ло­ро­да -2. Такой услов­ный заряд на­зва­ли сте­пе­нью окис­ле­ния (Рис. 2).

Рис. 2. Сте­пе­ни окис­ле­ния ато­мов в мо­ле­ку­ле воды

(Об­ра­ти­те вни­ма­ние, сте­пень окис­ле­ния обо­зна­ча­ют, как пра­ви­ло, араб­ской циф­рой со зна­ком, при­чем знак за­ря­да ста­вит­ся перед циф­рой).

Сте­пень окис­ле­ния – это услов­ный заряд, ко­то­рый будет иметь атом в ве­ще­стве, если все хи­ми­че­ские  связи счи­тать ион­ны­ми.

Для элек­тро­ней­траль­ной ча­сти­цы (мо­ле­ку­лы) ал­геб­ра­и­че­ская сумма про­из­ве­де­ний сте­пе­ни окис­ле­ния атома каж­до­го эле­мен­та на число таких ато­мов в мо­ле­ку­ле равна нулю. Это пра­ви­ло на­зы­ва­ют пра­ви­лом элек­тро­ней­траль­но­сти.

По­ка­жем, как это пра­ви­ло вы­пол­ня­ет­ся в мо­ле­ку­ле воды:

+1*2 + (-2)*1 = 0

В боль­шин­стве со­еди­не­ний и во всех ок­си­дах кис­ло­род про­яв­ля­ет сте­пень окис­ле­ния -2. Атом во­до­ро­да в боль­шин­стве со­еди­не­ний имеет сте­пень окис­ле­ния +1. Сте­пень окис­ле­ния ме­тал­лов в солях равна за­ря­ду иона. Сте­пень окис­ле­ния ато­мов в про­стом ве­ще­стве равна нулю.

? Как определить степень окисления атома в ПСХЭ Д.И. Менделеева?

Правила определения степени окисления атома в ПСХЭ Д.И. Менделеева

1. Водород обычно проявляет степень окисления (СО) +1  (исключение, соединения с металлами (гидриды) – у водорода СО равна (-1) Me⁺ⁿH_n^-1)

2. Кислород обычно проявляет СО -2 (исключения: О⁺²F₂, H₂O₂^-1 – перекись водорода)

3. Металлы проявляют только  +n  положительную СО

4. Фтор проявляет всегда СО равную -1 (F^-1)

5. Для элементов главных подгрупп:

Высшая СО (+) = номеру группы N_группы

Низшая СО (-) =  N_группы–8

Зная сте­пень окис­ле­ния неко­то­рых эле­мен­тов и ис­поль­зуя пра­ви­ло элек­тро­ней­траль­но­сти, можно опре­де­лять сте­пе­ни окис­ле­ния дру­гих эле­мен­тов в со­еди­не­нии.

Правила определения степени окисления атома в соединении

I. Степень окисления свободных атомов и атомов в молекулах простых веществ равнанулю -  Na⁰,  P₄⁰,  O₂⁰

II. В сложном веществе алгебраическая сумма СО всех атомов с учётом их индексов равна нулю = 0, а в сложном ионе его заряду.

Например,     H⁺¹N⁺⁵O₃^-2 :      (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0

[S⁺⁶O₄ ^-2]^2-:    (+6)*1+(-2)*4 = -2

Задание 1 Определите степени окисления всех атомов в формуле серной кислоты H₂SO₄?

1. Проставим известные степени окисления у водорода и кислорода, а СО  серы примем за «х»

H⁺¹S^xO₄^-2

2. Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):

(+1)*1+(х)*1+(-2)*4=0

Х=6 или (+6), следовательно, у серы CО  +6, т.е.   S⁺⁶

Задание 2 Определите степени окисления всех атомов в формуле фосфорной кислоты H₃PO₄?

1. Проставим известные степени окисления у водорода и кислорода, а СО  фосфора  примем за «х»

H₃⁺¹P^xO₄^-2

2. Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):

(+1)*3+(х)*1+(-2)*4=0

Х=5 или (+5), следовательно, у фосфора CО  +5, т.е.   P⁺⁵

Задание 3 Определите степени окисления всех атомов в формуле иона аммония (NH₄)⁺?

1. Проставим известную степень окисления у водорода, а СО  азота  примем за «х»

(N^хH₄⁺¹)⁺

2. Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):

(х)*1+(+1)*4=+1

Х=-3, следовательно, у азота CО  -3, т.е.   N^-3

Алгоритм составления формулыпо степени окисления

Сравним понятия «валентность» и «степень окисления»

III. Закрепление

Задание: Определите степени окисления атомов в формулах веществ:

Br₂, CaO , SiO₂, H₂CO₃ , CuO , Cu₂O , Н₂, KNO₃ , FeO , Fe , Fe₂O_3, Fe(OH)_2, Fe₂(SO₄)_3, N₂, HClO₄

Тренажер: Составление названий бинарных соединений

Выполните тест

ЦОРы

Анимация: Алгоритм составления формулыпо степени окисления

Тренажер: Составление названий бинарных соединений

Интерактивное задание LearningApps.org по теме: “Степень окисления и валентность”