Степень окисления. Определение степени окисления в соединении. Найти степень окисления


чему она равна и что это такое

В химических процессах главную роль играют атомы и молекулы, свойства которых определяют исход химических реакций. Одной из важных характеристик атома является окислительное число, которое упрощает метод учета переноса электронов в частице. Как определить степень окисления или формальный заряд частицы и какие правила необходимо знать для этого?

Содержание статьи

Определение

Любая химическая реакция обусловлена взаимодействием атомов различных веществ. От характеристик мельчайших частиц зависит процесс реакции и ее результат.

Термин окисление (оксидация) в химии означает реакцию, в ходе которой группа атомов или один из них теряют электроны или приобретают, в случае приобретения реакцию называют «восстановлением».

Степень окисления – это величина, которая измеряется количественно и характеризует перераспределяемые электроны в ходе реакции. Т.е. в процессе оксидации электроны в атоме уменьшаются или увеличиваются, перераспределяясь между другими взаимодействующими частицами, и уровень оксидации показывает, как именно они реорганизуются. Данное понятие тесно связано с электроотрицательностью частиц – их умением притягивать и отталкивать от себя свободные ионы.

Определение уровня оксидации зависит от характеристик и свойств конкретного вещества, поэтому нельзя однозначно назвать процедуру вычисления легкой или сложной, но ее результаты помогают условно записать процессы окислительно-восстановительных реакций. Следует понимать, что полученный результат вычислений является результатом учета переноса электронов и не имеет физического смысла, а также не является истинным зарядом ядра.

Важно знать! Неорганическая химия часто использует термин валентности вместо степени окисления элементов, это не является ошибкой, но следует учитывать, что второе понятие более универсальное.

Понятия и правила вычислений движения электронов являются основой для классификации химических веществ (номенклатура), описания их свойств и составления формул связи. Но наиболее часто данное понятие используется для описания и работы с окислительно-восстановительными реакциями.

Правила определения степени окисления

Как узнать степень окисления? При работе с окислительно-восстановительными реакциями важно знать, что формальный заряд частицы всегда будет равен величине электрона, выраженного в числовом значении. Эта особенность связана с тем предположением, что электронные пары, образующие связь, всегда полностью смещаются в сторону более отрицательных частиц. Следует понимать, что речь идет об ионных связях, а в случае реакции при ковалентной связи электроны будут делиться поровну между одинаковыми частицами.

Окислительное число может иметь как положительные, так и отрицательные значения. Все дело в том, что в процессе реакции атом должен стать нейтральным, а для этого нужно либо присоединить к иону некое количество электронов, если он положительный, либо отнять их, если он отрицательный. Для обозначения данного понятия при записи формулы обычно прописывают над обозначением элемента арабскую цифру с соответствующим знаком. Например,  или  и т.д.

Следует знать, что формальный заряд металлов всегда будет положительным, а в большинстве случаев, чтобы определить его, можно воспользоваться таблицей Менделеева. Существует ряд особенностей, которые необходимо учитывать, чтобы определять показатели правильно.

Как определить степень окисления

Степень оксидации:

  1. У простых элементов всегда равна нулю:  или .
  2. У фтора всегда будет равна -1.
  3. Как и у металлов, у элементов из групп IA, IIA и IIIA групп всегда одинаковая – это номер группы, в которой они расположены.
  4. У кислорода в любой связи равна -2, кроме связей с пероксидами (Н2О2), когда значение равно -1 и оксидом фтора (O+2F2-1, O2+1F2-1), когда она равна +2.
  5. У водорода всегда +1, кроме его взаимодействия с гидридами (Na+H- и связями по типу C+4h5-1).
  6. У простого вещества без связей с другими элементами всегда равна нулю.
  7. У простого иона с одним атомом равна числу его электрона (Na+, Ca+2).
  8. Если рассматривается связь двух веществ различной природы (металл и неметалл), то отрицательное окислительное число будет наблюдаться у вещества, которое обладает большей электроотрицательностью (H+F-, Cu+Br-), а положительное, соответственно, у элемента с электроотрицательностью больше нуля.
  9. У щелочных металлов, таких как литий, натрий, калий и прочих, всегда +1.
  10. У металлов из главной подгруппы II (магний, барий, кальций и стронций) равна +2.
  11. У алюминия всегда одинаковое значение — +3.

Запомнив эти особенности, достаточно просто будет определять окислительное число у элементов, независимо от сложности и количества уровней атомов.

Полезное видео: определение степени окисления

Как определить степень окисления

Периодическая таблица Менделеева содержит почти всю необходимую информацию для работы с химическими элементами. Например, школьники используют только ее для описания химических реакций. Так, чтобы определить максимальные положительные и отрицательные значения окислительного числа необходимо свериться с обозначением химического элемента в таблице:

  1. Максимально положительное – это номер группы, в которой находится элемент.
  2. Максимально отрицательная степень окисления – это разница между максимально положительной границей и числом 8.

Таким образом, достаточно просто узнать крайние границы формального заряда того или иного элемента. Такое действие можно совершить с помощью вычислений на основе таблицы Менделеева.

Важно знать! У одного элемента могут быть одновременно несколько различных показателей оксидации.

Различают два основных способа определения уровня оксидации, примеры которых представлены ниже. Первый из них – это способ, который требует знаний и умений применять законы химии. Как расставлять степени окисления с помощью этого способа?

Правило определения степеней окисления

Для этого необходимо:

  1. Определить, является ли данное вещество элементарным и находится ли оно вне связи. Если да, то его окислительное число будет равно 0, независимо от состава вещества (отдельные атомы или многоуровневые атомные соединения).
  2. Определить, состоит ли рассматриваемое вещество из ионов. Если да, то степень оксидации будет равна их заряду.
  3. Если рассматриваемое вещество металл, то посмотреть на показатели других веществ в формуле и вычислить показания металла путем арифметических действий.
  4. Если все соединение имеет один заряд (по сути это сумма всех частиц представленных элементов), то достаточно определить показатели простых веществ, затем вычесть их от общей суммы и получить данные металла.
  5. Если связь нейтральная, то общая сумма должна быть равна нулю.

Для примера можно рассмотреть объединение  с ионом алюминия, чей общий заряд равен нулю. Правила химии подтверждают тот факт, что ион Cl имеет окислительное число -1, а в данном случае их три в соединении. Значит ион Al должен быть равен +3, чтобы все соединение было нейтральным.

Этот способ весьма хорош, поскольку правильность решения всегда можно проверить, если сложить все уровни оксидации вместе.

Второй метод можно применять без знания химических законов:

  1. Найти данные частиц, по отношению к которым нет строгих правил и точное количество их электронов неизвестно (можно путем исключения).
  2. Выяснить показатели всех прочих частиц и после из общей суммы путем вычитания найти нужную частицу.

Рассмотрим второй метод на примере вещества Na2SO4, в котором не определен атом серы S, известно лишь, что он отличен от нуля.

Чтобы найти, чему равны все степени окисления необходимо:

  1. Найти известные элементы, помня о традиционных правилах и исключениях.
  2. Ион Na = +1, а каждый кислород = -2.
  3. Умножить количество частиц каждого вещества на их электроны и получить степени оксидации всех атомов, кроме одного.
  4. В Na2SO4 состоят 2 натрия и 4 кислорода, при умножении получается: 2 X +1 = 2 – это окислительное число всех частиц натрия и 4 X -2 = -8 – кислородов.
  5. Сложить полученные результаты 2+(-8) =-6 – это общий заряд соединения без частицы серы.
  6. Представить химическую запись в виде уравнения: сумма известных данных + неизвестное число = общий заряд.
  7. Na2SO4 представлено следующим образом: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Таким образом, чтобы использовать второй метод, достаточно знать простые законы арифметики.

Таблица оксидации

Для простоты работы и вычисления показателей оксидации для каждого химического вещества используют специальные таблицы, где прописаны все данные.

Она выглядит следующим образом:

Полезное видео: учимся определять степень окисления по формулам

Вывод

Нахождение степени окисления для химического вещества – это простое действие, которое требует лишь внимательности и знания основных правил и исключений. Зная исключения и пользуясь специальными таблицами, это действие не будет занимать много времени.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

znaniya.guru

Степень окисления. Определение степени окисления в соединении

Разделы: Химия

Цель: Продолжить изучение валентности. Дать понятие степени окисления. Рассмотреть виды степеней окисления: положительная, отрицательная, нулевой значение. Научиться правильно, определять степени окисления атома в соединении. Научить приемам сравнения и обобщения изучаемых понятий; отработать умения и навыки в определении степени окисления по химическим формулам; продолжить развитие навыков самостоятельной работы; способствовать развитию логического мышления. Формировать чувство толерантности (терпимости и уважения к чужому мнению) взаимопомощи; осуществлять эстетическое воспитание (через оформление доски и тетрадей, при применении презентаций).

Презентация

Ход урока

I. Организационный момент

Проверка учащихся к уроку.

II. Подготовка к уроку.

К уроку понадобятся: Периодическая система Д.И.Менделеева, учебник, рабочие тетради, ручки, карандаши.

III. Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос, некоторые будут работать у доски по карточкам, проведение теста, и подведением данного этапа будет интеллектуальная игра.

1. Работа с карточками.

1 карточка

Определить массовые доли (%) углерода и кислорода в углекислом газе (СО2).

2 карточка

Определить тип связи в молекуле Н2S. Написать структурную и электронную формулы молекулы.

2. Фронтальный опрос

  1. Что называется химической связью?
  2. Какие виды химических связей вы знаете?
  3. Какая связь называется ковалентной связью?
  4. Какие ковалентные связи выделяют ?
  5. Что такое валентность?
  6. Как мы определяем валентность?
  7. Какие элементы (металлы и неметаллы) имеют изменчивую валентность?

3. Тестирование

1. В каких молекулах существует неполярная ковалентная связь?

А) J2

Б)СО2

В) О2

Г) Н2О

Д) К2О

2.У какой молекулы при образовании ковалентно-неполярной связи образуется тройная связь?

А) СI2

Б) N2

В) О2

Г) S

3. Как называется положительно заряженные ионы?

А) катионы

Б) молекулы

В) анионы

Г) кристаллы

4. В каком ряду располагаются вещества ионного соединения?

А) СН4, NН3, Мg

Б) СI2, МgО, NаСI

В) МgF2, NаСI, СаСI2

Г) Н2S, НСI, Н2О

5. Валентность определяются по:

А) по номеру группы

Б) по числу неспаренных электронов

В) по типу химической связи

Г) по номеру периода.

4. Интеллектуальная игра «Крестики-нолики»

Найдите вещества с ковалентно-полярной связь.

КСI

О2

К2О

Н2

КF

Н2S

NаCI

CI2

SO3

Определите атомы химических элементов, которые имеют переменчивую валентность.

Сu

Fe

CI2

Н2

Al

S

K

Na

Cr

IV. Изучение нового материала

Степень окисления является важной характеристикой состояния атома в молекуле. Валентность, определяется по числу неспаренных электронов в атоме, орбиталями с неподеленными электронными парами, только в процессе возбуждения атома. Высшая валентность элемента, как правило, равна номеру группы. Степень окисления в соединениях с разными химическими связями образуется неодинаково.

Как образуется степень окисления у молекул с разными химическими связями?

1) В соединениях с ионной связью степени окисления элементов равно зарядам ионов.

Например: приложение 1.

2) В соединениях с ковалентной неполярной связью (в молекулах простых веществ) степень окисления элементов равно 0.

Н20, СI20, F20, S0, AI0

3) У молекул с ковалентно-полярной связью степень окисления определяется подобно молекулам с ионной химической связью.

Степень окисления элемента – это условный заряд его атома, в молекуле, если считать, что молекула состоит из ионов.

Степень окисления атома в отличие от валентности имеет знак. Она может быть положительной, отрицательной и нулевой.

Валентность обозначатся римскими цифрами сверху символа элемента:

а степень окисления обозначается арабскими цифрами с зарядом над символам элемента (Мg+2, Са+2, Nа+1, CIˉ¹).

Положительная степень окисления – равна числу электронов, отданных данным атомам. Атом может отдать все валентные электроны (для главных групп это электроны внешнего уровня) соответствующее номеру группы, в котором находится элемент, проявляя при этом высшую степень окисления (исключение ОF2).Например: высшая степень окисления главной подгруппы II группы равна +2 ( Zn+2)Положительную степень проявляют как металлы и неметаллы, кроме F, He, Ne.Например: С+4 ,Na+1 , Al+3

Отрицательная степень окисления равна числу электронов, принятых данным атомом, ее проявляют только неметаллы. Атомы неметаллов присоединяют столько электронов, сколько их не хватает до завершения внешнего уровня, проявляя при этом отрицательную степень.

У элементов главных подгрупп IV-VII групп минимальная степень окисления численно равна

Номер группы -8 = «минимальная отрицательная степень окисления»

Например:

Значение степени окисления между высшим и низшим степенями окислений называется промежуточными:

Высшая

Промежуточные

Низшая

C+4

С+3, С+2,С0 ,С-2

С-4

N+5

N+3, N0,

N-3

В соединениях с ковалентной неполярной связью (в молекулах простых веществ) степень окисления элементов равно 0: Н20, СI20, F20, S0, AI0

Для определения степени окисления атома в соединении следует учитывать ряд положений:

1. Степень окисления F во всех соединениях равна « -1». Na+1 F-1, H+1 F-1

2. Степень окисления кислорода в большинстве соединений равна (-2) исключение: ОF2, где степень окисления О+2F-1

3. Водород в большинстве соединений имеет степень окисления +1, кроме соединения с активными металлами, где степень окисления (-1) :Na+1H-1

4.Степень окисления металлов главных подгрупп I, II, III групп во всех соединениях равна +1,+2,+3.

Элементы с постоянной степенью окисления это:

А) щелочные металлы (Li, Na, K, Pb, Si, Fr) - степень окисления +1

Б) элементы II главной подгруппы группы кроме (Hg): Be, Mg, Ca, Sr, Ra, Zn, Cd - степень окисления +2

В) элемент III группы: Al - степень окисления +3

Г) F (-1)

Алгоритм составления формулы в соединениях:

1 способ

1. На первом месте пишется элемент с меньшей электроотрицательностью, на втором с большей электроотрицательностью.

2. Элемент, написанный на первом месте имеет положительный заряд «+», а на втором с отрицательным зарядом «-».

3. Указать для каждого элемента степень окисления.

4. Найти общее кратное значение степеней окисления.

5. Разделить наименьшее общее кратное на значение степеней окисления и полученные индексы приписать внизу справа после символа соответствующего элемента.

6. Если степень окисления четное – нечетное, то они становятся рядом с символом справа внизу крест – накрест без знака «+» и «-»:

7. Если степень окисления имеет четное значение, то их сначала нужно сократить на наименьшее значение степени окисления и поставить крест – накрест без знака «+» и «-»: С+4 О-2

2 способ

1. Обозначим степень окисления N через Х, указать степень окисления О: N2x O3-2

2. Определить сумму отрицательных зарядов, для этого степень окисления кислорода умножаем на индекс кислорода: 3· (-2)= -6

3.Чтобы молекула была электронейтральной нужно определить сумму положительных зарядов: Х2 = 2Х

4.Составить алгебраическое уравнение:

2Х+ (-6)=0

2Х =6

Х=6:2

Х=3

N2+ 3O3–2

V. Закрепление

1) Проведение закрепления темы игрой, которое называется «Змейка».

Правила игры: учитель раздает карточки. На каждой карточке написан один вопрос и один ответ на другой вопрос.

Учитель начинает игру. Зачитает вопрос, ученик, у которого на карточке есть, ответ на мой вопрос поднимает руку и говорит ответ. Если ответ правильный, то он читает свой вопрос и у того ученика у которого есть ответ на этот вопрос поднимает руку и отвечает и т.д. Образуется змейка правильных ответов.

Вопросы:

  1. Как и где обозначается степень окисления у атома химического элемента?Ответ: арабской цифрой над символом элемента с зарядом «+» и «-».
  2. Какие виды степеней окисления выделяют у атомов химических элементов?Ответ: промежуточная
  3. Какую степень проявляет металлы?Ответ: положительная, отрицательная, нулевая.
  4. Какую степень проявляют простые вещества или молекулы с неполярной ковалентной связью.Ответ: положительная
  5. Какой заряд имеют катионы и анионы?Ответ: нулевое.
  6. Как называется степень окисления, которая стоит между положительным и отрицательным степенями окисления. Ответ: положительный, отрицательный

2) Написать формулы веществ состоящих из следующих элементов

  1. N и H
  2. Р и О
  3. Zn и Cl

3) Найти и зачеркнуть вещества, не имеющие переменчивую степень окисления.

Na, Cr, Fe, K, N, Hg, S, Al, C

VI. Итог урока.

Выставление оценок с комментариями

VII. Домашнее задание

§23, стр.67-72, задание после §23-стр 72 №1-4 выполнить.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Степень окисления

Степень окисления. Определение степени окисления атома элемента по химической формуле соединения. Составление формулы соединения по известным степеням окисления атомов элементов

Степень окисления элемента — это условный заряд атома в веществе, исчисленный с предположением, что она состоит из ионов. Для определения степени окисления элементов необходимо запомнить определенные правила:

1. Степень окисления может быть положительным, отрицательным или равным нулю. Он обозначается арабской цифрой со знаком «плюс» или «минус» над символом элемента.

2. При определении степеней окисления исходят из электроотрицательности вещества: сумма степеней окисления всех атомов в соединении равна нулю.

3. Если соединение образована атомами одного элемента (в простой веществе), то степень окисления этих атомов равен нулю.

4. Атомам некоторых химических элементов обычно приписывают стали степени окисления. Например, степень окисления фтора в соединениях всегда равна -1; лития, натрия, калия, рубидия и цезия +1; магния, кальция, стронция, бария и цинка +2, алюминия +3.

5. Степень окисления водорода в большинстве соединений +1, и только в соединениях с некоторыми металлами он равен -1 (KH, Bah3).

6. Степень окисления кислорода в большинстве соединений -2, и лишь в некоторых соединениях ему приписывают степень окисления -1 (h3O2, Na2O2 или +2 (OF2).

7. Атомы многих химических элементов оказывают переменные степени окисления.

8. Степень окисления атома металла в соединениях положительный и численно равна его валентности.

9. Максимальный положительный степень окисления элемента, как правило, равна номеру группы в периодической системе, в которой находится элемент.

10. Минимальная степень окисления для металлов равна нулю. Для неметаллов в большинстве случаев ниже отрицательный степень окисления равна разнице между номером группы и цифрой восемь.

11. Степень окисления атома образует простой ион (состоит из одного атома), равна заряду этого иона.

Пользуясь приведенным правилам, определим степени окисления химических элементов в составе h3SO4. Это сложное вещество, состоящее из трех химических элементов — водорода Н, серы S и кислорода О. Отметим степени окисления тех элементов, для которых они являются постоянными. В нашем случае это водород Н и кислород О.

Определим неизвестный степень окисления серы. Пусть степень окисления серы в этой соединении равно х.

Составим уравнения, умножив для каждого элемента его индекс в степень окисления и добытую сумму приравняем к нулю: 2 · (+1) + x + 4 · (-2) = 0

+2 + X — 8 = 0

x = +8 — 2 = +6

Следовательно, степень окисления серы равна плюс шесть.

В следующем примере выясним, как можно составить формулу соединения с известными степенями окисления атомов элементов. Составим формулу феррум (III) оксида. Слово «оксид» означает, что справа от символа железа надо записать символ кислорода: FeO.

Отметим степени окисления химических элементов над их символами. Степень окисления железа указана в названии в скобках (III), следовательно, равна +3, степень окисления кислорода в оксидах -2.

Найдем наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2, это 6. Разделим число 6 на 3, получим число 2 — это индекс для железа. Разделим число 6 на 2, получим число 3 — это индекс для кислорода.

В следующем примере выясним, как можно составить формулу соединения с известными степенями окисления атомов элементов и зарядами ионов. Составим формулу кальций ортофосфата. Слово «ортофосфат» означает, что справа от символа Кальция надо записать кислотный остаток ортофосфатнои кислоты: CaPO4.

Отметим степень окисления кальция (правило номер четыре) и заряд кислотного остатка (по таблице растворимости).

Найдем наименьшее общее кратное для чисел 2 и 3, это 6. Разделим число 6 на 2, получим число 3 — это индекс для кальция. Разделим число 6 на 3, получим число 2 — это индекс для кислотного остатка.

 

xn----7sbfhivhrke5c.xn--p1ai

Как определить степень окисления? - материалы для подготовки к ЕГЭ по Химии

Автор - Александр Игоревич Новичков .

Степень окисления - это формальный заряд атома. Слово «формальный» означает, что этого заряда у атома в действительности может и не быть, вернее, он может оказаться немного другим. Однако по разным причинам эти условные заряды удобны и химики всего мира пользуются понятием «степень окисления».

Отметим, что степень окисления указывается в верхнем правом углу атома в формате или , где – целое число. Например:

Существуют определённые правила нахождения степени окисления.

    1. Степень окисления простых веществ равна нулю. Напомню, что простыми называют вещества, состоящие из одного вида атомов. Примеры:
    2. Некоторые атомы в сложных соединениях проявляют только одну степень окисления. Такие степени окисления называются постоянными.

- Исключения у водорода соединения , в которых у водорода степень окисления - Исключения у кислорода

    1. Сумма степеней окисления всех атомов сложного соединения должна быть равна нулю. Пользуясь именно эти правилом, мы будем расставлять степени окисления в сложных соединениях.Как именно?

Пример 1: расставьте степени окисления в соединении .Мы знаем степень окисления тогда мы можем найти, что общее количество «плюсов» у четырех атомов . Чтобы в сумме был ноль, у трех атомов заряд должен быть , значит у каждого атома

Пример 2: Найдите степени окисления всех атомов в соединении Сначала подпишем постоянные степени окисления

Посчитаем общее количество плюсов и минусов

Для того, чтобы плюсов и минусов было одинаковое количество у двух хромов в сумме должно быть , а значит, у каждого атома

Пример 3: Найдите степени окисления всех атомов в соединении Для начала заметим, что для нахождения степени окисления удобно «раскрыть скобки» и представить соединение как и тогда задание выполняется аналогично заданию из примера 2.Ответ:

    1. В некоторых устоявшихся группах атомов в составе веществ (кислотные остатки и ион аммония) степени окисления атомов неизменны и их тоже стоит запомнить.

Пользуясь этими правилами, можно расставить степени окисления практически во всех соединений, встречающихся на ЕГЭ по химии.

Звоните нам: 8 (800) 775-06-82 (бесплатный звонок по России)                        +7 (495) 984-09-27 (бесплатный звонок по Москве)

Или нажмите на кнопку «Узнать больше», чтобы заполнить контактную форму. Мы обязательно Вам перезвоним.

ege-study.ru

Как определять степень окисления и валентность? – himiyaklas.ru

Часть первая. Валентность.

Валентность – это чисто связей, который образует атом.

Некоторые элементы всегда проявляют одну валентность, у некоторых же элементов валентность может быть различной. Валентность обычно равна числу электронов на внешнем энергетическом уровне (но это не абсолютное правило).

 

Элементы с постоянной валентностью нужно знать принципиально.

Валентность Элементы
I Li, Na, K, Rb, Cs, H, Ag, F
II Be, Mg, Ca, Sr, Ba, O, Cu, Zn,
III Al, B

Переменные валентности: Fe (II, III), Cr (II, III, VI).

Классы неорганических веществ, которые помогут сориентироваться в валентностях:

Оксид – сложное химическое вещество, состоящие из двух элементов, один из которых (на втором месте) КИСЛОРОД (валентность ДВА: II).

Сульфид – сложное химическое вещество, состоящие из двух элементов, один из которых (на втором месте) СЕРА (валентность ДВА: II).

Фторид, хлорид, бромид, иодид – сложные химические вещества, состоящие из двух элементов, один из которых (на втором месте), соответственно ФТОР, ХЛОР, БРОМ или ИОД (валентность ОДИН: I)

Нитрид – сложное вещество, состоящее из двух элементов. На втором месте азот с валентностью (III).

Гидрид – сложное вещество, состоящие из двух элементов. На втором месте ВОДОРОД.

Часть вторая. Степень окисления.

Электроотрицательность – это способность атома притягивать и удерживать электроны. У кого больше электроотрицательность – тот будет тянуть электроны к себе. Является характерной чертой неметаллов. (Фактически, электроотрицательность – это синоним неметалличности) Самые электроотрицательные элементы (в порядке убывания электроотрицательности: F(4), O(3,5), N(3), Cl(3).)

В периодической системе электроотрицательность повышается вправо и вверх.

Степень окисления – это условный заряд на атомах, образующих ковалентную полярную или ионную связь, если мы сделаем допущение, что общая электронная пара смещается в сторону более электроотрицательного элемента ПОЛНОСТЬЮ. Определяется числом смещенных электронных пар.

Как определить степень окисления?

Основной принцип: сумма степеней окисления атомов в составе частицы (молекулы или иона) равна заряду этой частицы: заряду иона – если эта частица – ион, и НУЛЮ, если эта частица – молекула.

  1. Степень окисления в простых веществах равна нулю (так как связи неполярные: смещения электронной пары нет). P0, N20, S0, O20, Fe0, Na0, Si0
  2. Степень окисления металлов. Металлы в соединениях проявляют ТОЛЬКО ПОЛОЖИТЕЛЬНУЮ степень окисления. Численно она равна валентности.
  3. Степень окисления неметаллов.

Степень окисления неметаллов может быть различной. В большинстве случаев и положительной, и отрицательной: из-за способности неметаллов связывать друг с другом: соединения двух неметаллов к примеру. P2O5 – кислород более электроотрицателен – у него будет отрицательная степень окисления, так как он забрал электроны. Фосфор будет иметь положительную степень окисления, так как он отдал электроны.

Есть два правила (они не абсолютные, но в большинстве случаев работают):

Запомните, что суффикс ИД указывает на то, что элемент находится в низшей степени окисления. Классы соединений, которые были даны в предыдущей части оксИД, сульфИД, фторИД, хлорИД, бромИД, иодИД, нитрИД, гидрИД содержат кислород, серу, фтор, хлор, бром, иод, азот и водород соответственно в низших степенях окисления. Поэтому мы и ставим их на второе место (по правилам элемент с отрицательной степенью окисления стоит на втором месте).

  1. Фтор.

Всегда в соединениях имеет степень окисления -1. Так как самый электроотрицательный элемент. Никто не может забрать у него электроны.

  1. Водород.

В подавляющем большинстве случаев проявляет степень окисления +1. (h3O, HCl, HNO3)

Исключения: гидриды – это соединения водорода с атомами, у которых электроотрицательность меньше. В частности, это активные металлы: LiH, NaH, Cah3 – в этих веществах у водорода степень окисления -1.

А также кремний. Водород более электроотрицателен, чем кремний, поэтому в силане – соединении водорода с кремнием (Sih5), водород также будет проявлять степень окисления  -1. (а кремний +4)

  1. Кислород.

В подавляющем большинстве случаев проявляет степень окисления -2. (h3O, Al2O3, MnO2)

Есть два исключения:

Поэтому в этом веществе степень окисления кислорода будет равна +2, а у фтора как обычно всегда -1.

И называться это вещество будет фторид кислорода. А не оксид фтора, поскольку фтор находится в низшей степени окисления (фторИД). А в оксИДе в низшей степени кислород (-2).

Поэтому во всех пероксидах: пероксид калия K2O2, пероксид натрия Na2O2, пероксид кальция CaO2 степень окисления кислорода равна -1.

  1. Остальные галогены (Cl, Br, I).

В отличие от самого электроотрицательного фтора, эти галогены могут принимать и отрицательную так и положительные степени окисления.

Характерны нечетные степени окисления (опять-таки из-за возбуждения)

  1. Сера.

  1. Азот.

  1. Углерод

Углерод в органических веществах может принимать ЛЮБУЮ степень окисления в промежутке от высшей (+4) до низшей (+4) включительно.

  1. Фосфор.

himiyaklas.ru

Как определить степень окисления?

Степень окисления — это численная величина условного электрического заряда, образующегося на том или ином атоме химического элемента.

При определении степени окисления, как правило, предполагают, что общие пары полностью смещены в сторону атома более электроотрицательного элемента. На практике это бывает не всегда, а только в случае соединений с ионной решёткой.

Степень окисления сокращённо называется СО.

Записывается СО в виде числа из арабской цифры или цифр. Данное число пишется над символом соответствующего элемента. Перед числом СО ставится знак: плюс или минус.

Обратите внимание: именно впереди. Если плюс или минус стоИт после цифры — то это ужЕ не СО, а заряд иона.

Основные правила определения степени окисления таковы:

1) Степень окисления элемента в простом веществе равна нулю. Например: N2 (0), O2 (0).

2) Щелочные металлы в соединениях всегда имеют СО +1.

3) Щёлочно-земельные металлы в соединениях имеют СО +2.

4) Алюминий в соединениях почти всегда имеет СО +3.

5) Водород имеет СО, равную +1, при условии, если помимо водорода в рассматриваемом соединении имеется ещё хотя бы один неметалл.

Если же рассматривается соединение водорода с металлом (гидрид), например, NaH или KH, то знайте, что в данном случае у водорода СО равна –1.

6) Кислород в соединениях имеет СО, равную –2, с двумя исключениями:

а) в соединении со фтором OF2 кислород имеет СО, равную +2. Причина состоит в том, что фтор — более электроотрицательный элемент, и он перетягивает на себя электронную пару.

б) в перекисных соединениях (например, h3O2) кислород, как правило, имеет СО, равную –1. Причина состоит в том, что в перекисях имеется связь – O – O –.

7) Сумма СО всех атомов в молекуле равна нулю.

Данное правило позволяет находить СО у элементов, у которых мы её заранее не знаем.

Например, соединение K2SO3.

Согласно правилу номер 2, у калия СО равна +1 (так как калий — это щелочной металл).

Смотрим кислород. У нас не фторид и не перекись. А значит, у кислорода СО равна –2.

Какая же СО у серы?

Составляем уравнение:

(+1)*2 + x + (–2)*4 = 0

2 + x – 8 = 0

x = –2 + 8

x = 6.

Итак, у серы в соединении K2SO4 СО равна 6. Вернее, +6.

Ещё пример.

Соединение HNO3.

Это не гидрид, значит, у водорода СО равна +1 (см. правило номер 5).

У кислорода СО равна –2.

Нужно найти у азота.

Опять же, составляем уравнение:

+1 + x + (–2)*3 = 0

1 + x – 6 = 0

x = –1 + 6

x = 5.

Значит, мы определили, что у азота в азотной кислоте СО равна +5.

И помните, что очень опасно приравнивать валентность к степени окисления!

Например, у азота в HNO3 СО, как мы вычислили, равна +5. Однако валентность равна 4.

Углерод в органических соединениях имеет постоянную валентность 4. Но степень окисления углерода равна: в метане — –4, в этане — –3, а в пропане вообще дробная валентность: минус две целых две третьих. Есть также органические соединения, в которых углерод проявляет положительную СО, например, в муравьиной кислоте (HCOOH) у углерода СО равна +2. А в формальдегиде (HCOH) СО углерода равна нулю.

www.bolshoyvopros.ru

Степени окисления - это какая величина? Как определить степень окисления элементов?

Такой предмет школьной программы как химия вызывает многочисленные затруднения у большинства современных школьников, мало кто может определить степень окисления в соединениях. Наибольшие сложности у школьников, которые изучают неорганическую химию, то есть учеников основной школы (8-9 классы). Непонимание предмета приводит к возникновению неприязни у школьников к данному предмету.

Педагоги выделяют целый ряд причин такой «нелюбви» учеников средних и старших классов к химии: нежелание разбираться в сложных химических терминах, неумение пользоваться алгоритмами для рассмотрения конкретного процесса, проблемы с математическими знаниями. Министерством образования РФ были внесены серьезные изменение в содержание предмета. К тому же "урезали" и количество часов на преподавание химии. Это негативно сказалось на качестве знаний по предмету, снижению интереса к изучению дисциплины.

Какие темы курса химии даются школьникам труднее всего?

По новой программе в курс учебной дисциплины «Химия» основной школы включено несколько серьезных тем: периодическая таблица элементов Д. И. Менделеева, классы неорганических веществ, ионный обмен. Труднее всего дается восьмиклассникам определение степени окисления оксидов.

Правила расстановки

Прежде всего ученики должны знать, что оксиды являются сложными двухэлементными соединениями, в состав которых включен кислород. Обязательным условием принадлежности бинарного соединения к классу оксидов является расположение кислорода вторым в данном соединении.

Рассчитать такой показатель в любых формулах данного класса получится, только если школьник владеет определенным алгоритмом.

Алгоритм для кислотных оксидов

Для начала заметим, что степени окисления это численные выражения валентности элементов. Кислотные оксиды образованы неметаллами либо металлами с валентностью от четырех до семи, вторым в таких оксидах обязательно стоит кислород.

В оксидах валентность кислорода всегда соответствует двум, определить ее можно по периодической таблице элементов Д. И. Менделеева. Такой типичный неметалл как кислород, находясь в 6 группе главной подгруппы таблицы Менделеева, принимает два электрона, чтобы полностью завершить свой внешний энергетический уровень. Неметаллы в соединениях с кислородом чаще всего проявляют высшую валентность, которая соответствует номеру самой группы. Важно напомнить, что степень окисления химических элементов это показатель, предполагающий положительное (отрицательное) число.

Неметалл, стоящий в начале формулы, обладает положительной степенью окисления. Неметалл кислород же в оксидах стабилен, его показатель -2. Для того чтобы проверить достоверность расстановки значений в кислотных окислах, придется перемножить все поставленные вами цифры на индексы у конкретного элемента. Расчеты считаются достоверными, если суммарный итог всех плюсов и минусов поставленных степеней получается 0.

Составление двухэлементных формул

Степень окисления атомов элементов дает шанс создавать и записывать соединения из двух элементов. При создании формулы, для начала оба символа прописывают рядом, обязательно вторым ставят кислород. Сверху над каждым из записанных знаков прописывают значения степеней окисления, затем между найденными числами находится то число, что будет без какого-либо остатка делиться на обе цифры. Данный показатель необходимо поделить по отдельности на числовое значение степени окисления, получая индексы для первого и второго компонентов двухэлементного вещества. Высшая степень окисления равна численно значению высшей валентности типичного неметалла, идентична номеру группы, где стоит неметалл в ПС.

Алгоритм постановки числовых значений в основных оксидах

Подобными соединениями считаются оксиды типичных металлов. Они во всех соединениях имеют показатель степени окисления не более +1 либо +2. Для того чтобы понять, какую будет иметь степень окисления металл, можно воспользоваться периодической системой. У металлов основных подгрупп первой группы, данный параметр всегда постоянный, он аналогичен номеру группы, то есть +1.

Металлы основной подгруппы второй группы также характеризуются стабильной степенью окисления, в цифровом выражении +2. Степени окисления оксидов в сумме с учетом их индексов (числа) должны давать нуль, поскольку химическая молекула считается нейтральной, лишенной заряда, частицей.

Расстановка степеней окисления в кислородсодержащих кислотах

Кислоты представляют собой сложные вещества, состоящими из одного или нескольких атомов водорода, которые связаны с каким-то кислотным остатком. Учитывая, что степени окисления это цифровые показатели, для их вычисления потребуются некоторые математические навыки. Такой показатель для водорода (протона) в кислотах всегда стабилен, составляет +1. Далее можно указать степень окисления для отрицательного иона кислорода, она также стабильная, -2.

Лишь только после этих действий, можно вычислять степень окисления у центрального компонента формулы. В качестве конкретного образца рассмотрим определение степени окисления элементов в серной кислоте h3SO4. Учитывая, что в молекуле данного сложного вещества содержится два протона водорода, 4 атома кислорода, получаем выражение такого вида +2+X-8=0. Для того чтобы в сумме образовывался ноль, у серы будет степень окисления +6

Расстановка степеней окисления в солях

Соли представляют собой сложные соединения, состоящие из ионов металла и одного либо нескольких кислотных остатков. Методика определения степеней окисления у каждого из составных частей в сложной соли такая же, как и в кислородсодержащих кислотах. Учитывая, что степень окисления элементов - это цифровой показатель, важно правильно обозначить степень окисления металла.

Если металл, образующий соль, располагается в главной подгруппе, его степень окисления будет стабильной, соответствует номеру группы, является положительной величиной. Если же в соли содержится металл подобной подгруппы ПС, проявляющий разные валентности, определить валентность металла можно по кислотному остатку. После того как установлена будет степень окисления металла, ставят степень окисления кислорода (-2), далее вычисляют степень окисления центрального элемента, воспользовавшись химическим уравнением.

В качестве примера рассмотрим определение степеней окисления у элементов в нитрате натрия (средней соли). NaNO3. Соль образована металлом главной подгруппы 1 группы, следовательно, степень окисления натрия будет +1. У кислорода в нитратах степень окисления составляет -2. Для определения численного значения степени окисления составляет уравнение +1+X-6=0. Решая данное уравнение, получаем, что X должен быть +5, это и есть степень окисления азота.

Основные термины в ОВР

Для окислительного, а также восстановительного процесса существуют специальные термины, которые обязаны выучить школьники.

Степень окисления атома это его непосредственная способность присоединять к себе (отдавать иным) электроны от каких-то ионов или же атомов.

Окислителем считают нейтральные атомы или заряженные ионы, в ходе химической реакции присоединяющие себе электроны.

Восстановителем станут незаряженные атомы или заряженные ионы, что в процессе химического взаимодействия теряют собственные электроны.

Окисление представляется как процедура отдачи электронов.

Восстановление связано с принятием дополнительных электронов незаряженным атомом или ионом.

Окислительно-восстановительны процессом характеризуется реакция, в ходе которой обязательно меняется степень окисления атома. Это определение позволяет понять, как можно определить, является ли реакция ОВР.

Правила разбора ОВР

Пользуясь данным алгоритмом, можно расставить коэффициенты в любой химической реакции.

  1. Для начала нужно расставить в каждом химическом веществе степени окисления. Учтите, что в простом веществе степень окисления равна нулю, так как отсутствует отдача (присоединение) отрицательных частичек. Правила расстановки степеней окисления в бинарных и трехэлементных веществ были нами рассмотрены выше.

  2. Затем нужно определить те атомы либо ионы, у которых в ходе произошедшего превращения, изменились степени окисления.

  3. Из левой части записанного уравнения выделяют атомы либо заряженные ионы, которые поменяли свои степени окисления. Это необходимо для составления баланса. Над элементами обязательно указывают их значения.

  4. Далее записываются те атомы либо ионы, которые образовались в ходе реакции, указывается знаком + количество принятых атомом электронов, - число отданных отрицательных частиц. Если после процесса взаимодействия уменьшаются степени окисления. Это означает, что электроны были приняты атомом (ионом). При повышении степени окисления атом (ион) в ходе реакции отдают электроны.

  5. Наименьшее общее число делят сначала на принятые, потом на отданные в процессе электроны, получают коэффициенты. Найденные цифры и будут искомыми стереохимическими коэффициентами.

  6. Определяют окислитель, восстановитель, процессы, протекающие в ходе реакции.

  7. Последним этапом будет расстановка стереохимических коэффициентов в рассматриваемой реакции.

    Пример ОВР

Рассмотрим практическое применение данного алгоритма на конкретной химической реакции.

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

Рассчитываем показатели у всех простых и сложных веществ.

Так как Fe и Cu являются простыми веществами, их степень окисления равна 0. В CuSO4, то Cu+2, тогда у кислорода-2, а у серы +6. В FeSO4: Fe +2, следовательно, для О-2, по расчетам S +6.

Теперь ищем элементы, что смогли поменять показатели, в нашей ситуации ими окажутся Fe и Cu.

Так как после реакции значение у атома железа стала +2, в реакции было отдано 2 электрона. Медь поменяла свои показатели с +2 до 0, следовательно, медь приняла 2 электрона. Теперь определяем количество принятых и отданных электронов атомом железа и катионом двухвалентной меди. В ходе превращения взято два электрона катионом двухвалентной меди, столько же электронов отдано атомом железа.

В данном процессе нет смысла определять минимальное общее кратное, поскольку принято и отдано в ходе превращения равное количество электронов. Стереохимические коэффициенты будут также соответствовать единице. В реакции свойства восстановителя будет проявлять железо, при этом оно окисляется. Катион двухвалентной меди восстанавливается до чистой меди, в реакции у нее высшая степень окисления.

Применение процессов

Формулы степени окисления должны быть известны каждому школьнику 8-9 класса, так как данный вопрос включен в задания ОГЭ. Любые процессы, которые протекают с окислительными, восстановительными признаками, играют важное значение в нашей жизни. Без них невозможны обменные процессы в организме человека.

fb.ru