ГлавнаяОкислительно-восстановительные реакцииСтепень окисления

ОВР

Что такое ОВР
· Электроотрицательность
· Степень окисления
· Валентность
· О-В свойства элементов
· Элементы-восстановители
· Элементы-окислители
· Классификация ОВР
· Метод электронного баланса
· Определение продуктов ОВР
· Метод полуреакций
· Влияние среды
Периодическая таблица

Окислительно-восстановительные реакции

Степень окисления для "чайников"


Степень окисления или окислительное число дает количественную характеристику состояния атома в соединении.

Если не вдаваться в "дебри", можно условно сказать, что в простейших ковалентных соединениях положительная степень окисления атома свидетельствует о том, что данный атом "потерял" свои электроны, а отрицательная степень окисления - что атом принял к себе электроны. Значение степени окисления соответствует числу отданных или принятых электронов.

NaCl

Na+Cl- - в соединении хлорида натрия атом натрия отдал свой электрон, и приобрел степень окисления +1, а атом хлора - принял этот электрон, после чего получил степень окисления -1 (единицы в подобных случаях не пишутся, а ставятся только знаки).

Степень окисления
-
условный заряд атома в соединении, если предположить, что соединение состоит только из ионов

Степень окисления может быть положительной, отрицательной или нулевой. Значение степени окисления ставится сверху над символом элемента, к которому оно относится: Ca+2C+4O3-2.

В химическом соединении алгебраическая сумма степень окисления элементов, входящих в это соединение, всегда равна нулю;
в сложном ионе - равна заряду иона

В некоторых случаях, степень окисления может быть дробным числом, например, в соединении KO2 (надпероксид калия) кислород имеет степень окисления -½, поскольку степень окисления атома калия равна +1, а на один атом калия приходится сразу два атома кислорода.

Некоторые элементы могут иметь только одну степень окисления, но большинство элементов - несколько, зачастую, причем, разнозначных (см. таблицу степеней окисления).

Исходя из вышесказанного, в окислительно-восстановительных реакциях вычисляют неизвестную степень окисления элементов, исходя из двух моментов:

  1. некоторые элементы имеют постоянную степень окисления;
  2. алгебраическая сумма степеней окисления элементов в соединении должна быть равна нулю.

Например, ортофосфорная кислота имеет формулу H3PO4. Водород в большинстве соединений имеет степень окисления +1 (отрицательная степень окисления у водорода в гидридах металлов), степень окисления кислорода -2, остается узнать степень окисления фосфора.

H3+1PxO4-2

Составляем и решаем уравнение:

(+1)·3+x+(-2)·4 = 0
x=+5
H3+1P5O4-2

Бывают случаи, когда требуется определить степени окисления в соединении, в котором атомы могут принимать различные степени окисления. Например, в сульфиде мышьяка As2S3. Поскольку данное соединение соответствует сероводородной кислоте H2S, в которой сера имеет степень окисления -2, то и в сульфиде мышьяка у серы будет степень окисления -2, следовательно, степень окисления мышьяка будет равна +3.

Уже было сказано, что некоторые элементы могут иметь в различных соединениях различные степени окисления (например, азот в соединениях NH3, N2, N2O, HNO3 принимает степени окисления -3, 0, +1, +5), в то же время, в разных соединениях один и тот же элемент может иметь одну и ту же степень окисления (например, фосфор имеет степень окисления +5 в HPO3, H3PO4, H4P2O7).

Высшая степень окисления
-
наибольшее положительное ее значение

Высшая степень окисления является очень важной количественной характеристикой элемента, чаще всего, она равна номеру группы элемента в Периодической таблице:

Низшая степень окисления
-
наименьшее возможное ее значение для данного элемента

Если элемент имеет три и более возможных степеней окисления, то все остальные степени окисления, лежащие между высшей и низшей, называются промежуточными или средними.

Зная степень окисления элемента в соединении, можно предсказать будет оно окислителем или восстановителем. Например, в серной кислоте H2SO4 сера имеет высшую степень окисления +6, поэтому, серная кислота является сильным окислителем. В H2S сера имеет низшую степень окисления -2, поэтому, сероводород может быть только восстановителем. В сернистой кислоте H2SO3 сера имеет промежуточную степень окисления +4, поэтому, сернистая кислота проявляет в некоторых случаях восстановительные свойства, а в некоторых - окислительные.

Согласно номенклатуре соединений элементов, степень окисления атома элемента указывается в скобках римской цифрой вслед за названием соединения. Например, Cu2O - оксид меди (I), FeSO4 - сульфат железа (II), Fe(OH)3 - гидроксид железа (III), Cl2O7 - оксид хлора (VII).

См. далее Валентность

В начало страницы