Степень окисления химических элементов

Ключевые слова конспекта: степень окисления химических элементов.

Атом в целом электронейтрален. Однако при образовании химических связей с атомами других элементов атом, как правило, приобретает частичный заряд. Например, при образовании ковалентной полярной связи между атомами водорода и хлора одноэлектронное s-облако атома водорода перекрывается одноэлектронным р-облаком атома хлора:

При этом общая электронная пара смещается в сторону более электроотрицательного атома хлора, но электрон атома водорода перейдет к атому хлора лишь частично, формируя тем самым частичные заряды атомов δ:

Если общую электронную пару в молекуле хлороводорода полностью «передать» атому хлора, то атом хлора «получит» назад собственный электрон и электрон от атома водорода, принимающий участие в ковалентной связи. Электрон атома водорода сформирует на атоме хлора отрицательный заряд, равный —1. А атом водорода, «потерявший» свой электрон, в этом случает приобретает заряд, равный +1. Эти заряды условны, их называют степенью окисления (СО).

☑ Степень окисления — это условный целочисленный заряд атомов химического элемента в соединении.

Принято условно считать, что в соединениях с ковалентными полярными связями общие электронные пары полностью переходят к более электроотрицательному атому, а потому такие соединения состоят только из положительно и отрицательно заряженных ионов.

СО может иметь отрицательное, положительное или нулевое значения. Значения СО принято записывать сверху над символами элемента, при этом вначале указывается знак условного заряда, а затем его величина:

При определении СО элемента в химическом соединении необходимо учитывать, что:

• СО кислорода равна -2 (за исключением фторида кислорода и пероксидов, например  );
• СО водорода равна +1 (за исключением гидридов, например );
• СО фтора во всех соединениях с другими элементами равна -1;
• СО металлов всегда положительна, максимальное значение СО металлов главных подгрупп обычно совпадает с номером группы, в которой расположен металл;
• СО свободных атомов и атомов, входящих в состав неполярных молекул (Н₂, О₂, Cl₂ и т. д.), всегда равна нулю.

При рассмотрении неорганических соединений, большинство из которых имеет ионное строение, обычно используют понятие степень окисления, а в органической химии, где большинство соединений имеют молекулярное строение, как правило, используют понятие валентность.

Пример Пример. Определить СО марганца в соединении K₂MnO₄.

Пользуясь правилом электронейтральности вещества, составляем уравнение:
(+1) • 2 + х + (–2) • 4 = 0;
х = 8 – 2 = 6.

Таким образом, СО марганца +6:   

В некоторых случаях значение степени окисления может не совпадать с валентностью. Так, в азоте N₂ степень окисления азота равна 0, а его валентность равна 3. В пероксиде водорода  степень окисления кислорода равна -1, а его валентность равна 2.

Конспект урока «Степень окисления химических элементов».

Темы, связанные с настоящим конспектом:

• Окислительно-восстановительные реакции
• Метод электронного баланса
• Окислители и восстановители