Правила составления формул химических соединений по степени окисления

Для того, чтобы уметь составлять формулы химических соединений по степени окисления, нужно знать следующие правила:

1. Степень окисления атомов в простом веществе равна 0.

Почему? Простые вещества состоят из атомов одного элемента — Н₂, О₂, N₂ и пр. - по электроотрицательности эти атомы равны, а следовательно никто из них не может оттянуть на себя чужие электроны — ни один из атомов не приобретает никакого заряда.

2. Есть элементы, атомы которых проявляют постоянные степени окисления (вы поймете почему, если вспомните строение их валентного уровня и учтете размер их атомов):

◦ - фтор: -1

◦ - кислород: -2 (есть исключения: O⁺²F₂, пероксиды и надпероксиды)

◦ - все щелочные металлы (IA-подгруппа): +1;

◦ - все элементы II группы (кроме Hg): +2;

◦ - алюминий: +3;

◦ - водород с металлами: -1, с неметаллами: +1.

3. Все остальные элементы проявляют переменные степени окисления.

Например, сера — может принять 2 электрона и проявить отрицательную степень окисления (-2), или отдать 2, 4 или все 6 электронов со своего внешнего уровня, и проявить, соответственно, степень окисления +2, +4 или +6.

₁₆S 1s²2s²2p⁶ 3s²3p⁴ или [Ne]3 s²3p⁴ → +2e^- → ₁₆S^2- 1s²2s²2p⁶ 3s²3p⁶ или [Ar]

₁₆S [Ne]3 s²3p⁴ → -2e^- → ₁₆S²⁺ 1s²2s²2p⁶ 3s²3p² или [Ne]3 s²3p²

₁₆S [Ne]3 s²3p⁴ → -4e^- → ₁₆S⁴⁺ 1s²2s²2p⁶ 3s² или [Ne]3 s²

₁₆S [Ne]3 s²3p⁴ → -6e^- → ₁₆S⁶⁺ 1s²2s²2p⁶ или [Ne]

4.Для элементов главных подгрупп работает правило «чётности-нечётности»:
элементы главных подгрупп чётных групп проявляют чётные степени окисления, нечетных групп — нечетные.

Почему это так — выясним позже, после изучение темы «Химическая связь».

5. Высшее значение степени окисления элемента (высшая степень окисления) обычно равно номеру группы. Например,

₆С — в IV группе — высшая степень окисления +4

₁₅Р — в V группе — высшая степень +5

₁₇Cl — в VII группе— высшая степень +7

Исключения:

▪ кислород — хоть и в VI группе, но степень окисления +6 никогда не проявляет;

▪ фтор — как уже говорилось, кроме нулевой, проявляет единственную степень окисления (-1);

▪ благородные газы;

▪ элементы VIIIB подгруппы — только для Os и Ru характерна степень окисления +8.

6. Низшее значение степени окисления для металлов = 0, для неметаллов V, VI, VII групп и углерода: № группы минус 8.

Например, для ₁₅Р: V — 8 = -3

для ₃₅Br: VII — 8 = -1

для ₃₄Se: VI – 8 = -2

для ₅₆Ва (внимание, металл!) = 0

Исключение бор, водород и благородные газы: у

7. Сумма степеней окисления всех атомов в соединении равна 0, в ионе — заряду этого иона.

Например, Н⁺¹₂О^-2 (вообще степень окисления проставляется сверху, прямо над символом элемента, но в данном графическом редакторе с этим возникают определенные сложности).

Еще раз: в молекуле воды Н₂О степень окисления водорода +1, кислорода (-2). Так как в молекулу входит два атома водорода, то и степень его окисления умножается на два: 1∙2 -2 = 0.

Аммиак NH₃: проставим известные нам степени окисления (водород с неметаллами: +1): если у водорода +1 и в молекуле три его атома, значит 1∙3 + x = 0; х = -3, следовательно, степень окисления азота в соединении (-3).

Многозарядные частицы (S⁺⁶, P⁺⁵, Cl⁺⁷) в растворе или расплаве соединения не могут существовать поодиночке. Как правило, они входят в состав более сложных ионов — в основном в компании с кислородом. Состав таких ионов на данном этапе изучения химии можно определять по таблице растворимости, которая приведена в ваших учебниках на заднем форзаце.

Заряд иона, в отличие от степени окисления, ставится в стороне от частицы — сверху справа и обозначается — сначала цифра, потом знак: например, 2- (тогда как степень окисления обозначается, например, +2 — сначала знак, потом цифра).

Рассмотрим состав иона SO₃^2- (сульфит-анион). Здесь заряд (2-) относится ко всей группе атомов целиком, и можно, в принципе, записать так: (SO₃)^2-. Но, как правило, скобки опускают.

Сумма степеней окисления атомов в ионе равна заряду иона.... Что это значит? Это значит, что если нам в данном ионе нужно рассчитать неизвестную степень окисления серы, то мы поступаем следующим образом: зная, что степень окисления кислорода равна (-2) — вспоминаем пункт 2 данного параграфа! — и атомов кислорода в ионе три, составляем следующее уравнение:
х + (-2∙3) = -2 (заряд иона); х = 4, следовательно, степень окисления серы в данном ионе равна +4.

8 В бинарных соединениях (то есть в соединениях, состоящих из атомов двух разных элементов) степень окисления у атомов с большей электроотрицательностью отрицательна, а с меньшей — положительна.

Так, в молекуле аммиака NH₃ ОЭО (N) = 3,04, а водорода = 2,20. Следовательно, азот проявляет отрицательную степень (-3), а водород — положительную (+1).

Вот поэтому металлы никогда и не проявляют отрицательных степеней окисления — они все электроположительнее неметаллов!

Поиск по сайту: