Как определять степень окисления и составлять уравнение реакций

Примеры определения степеней окисления в сложных веществах

Решение

В молекуле N2O5 более электроотрицательным является атом кислорода, следовательно, он находится в своей низшей степени окисления -2, а атом азота имеет степень окисления +5. Полученная алгебраическая сумма степеней окисления будет равняться нулю: 2*(+5) + 5*(-2) = 0.

Решение

Степень окисления натрия равна +1, так как это элемент первой группы главной подгруппы. Степень окисления кислорода равна -2, так как данное соединение не относится к исключениям. Сера — это элемент VI группы главной подгруппы, поэтому у нее переменная степень окисления, которую нужно рассчитать.

Степень окисления серы (S) обозначаем за х, учитываем, что алгебраическая сумма степеней окисления равна 0, а также принимаем во внимание число атомов каждого химического элемента, получаем уравнение: 2*(+1) + х + 4(-2) = 0. Отсюда х = +6

Решение

Степень окисления калия равна +1, так как это элемент первой группы главной подгруппы. Степень окисления кислорода равна -2, так как данное соединение не относится к исключениям

Хром — это элемент VI группы побочной подгруппы, поэтому у нее переменная степень окисления, которую нужно рассчитать.Степень окисления серы (Cr) обозначаем за х, учитываем, что алгебраическая сумма степеней окисления равна 0, а также принимаем во внимание число атомов каждого химического элемента, получаем уравнение: 2*(+1) + 2*х + 7(-2) = 0. Отсюда х = +6

Примеры ЕГЭ на расчет степени окисления и валентность

Задание 1.

Ряд элементов: 1) Na 2) Cl 3) Si 4) Mn 5) Cr

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые
в соединениях могут проявлять валентность I.

Ответ: 12

Решение: Na – находится в первой группе, значит он может проявлять валентность только 1, а Cl находится в VII группе, то он может проявлять различные валентности, но самое главное, что в соединении HCl он проявляет валентность равную I.

Задание 2.

Ряд элементов: 1) Al 2)S 3)Cr 4)P 5)Si

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, степень окисления которых в высших оксидах равна +6. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ: 23

Решение: Нам нужно найти те элементы, которые находятся в VI группе – это сера и хром, именно их мы и выбираем.

Задание 3.

Ряд элементов: 1) Al 2) Si 3)Mg 4) C 5) N

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединениях проявляют постоянную степень окисления. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ: 13

Решение: Что значит найти постоянную степень окисления? Это значит то, что вещество должно проявлять только одну степень окисления. Например алюминий всегда проявляет степень окисления +3, а магний только +2.

Задание 4.

Ряд элементов: 1) B 2) Al 3) F 4) Fe 5) N

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые проявляют в оксидах степень окисления как +2, так и +3. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ: 45

Решение: Мы видим степени окисления +2 и +3, это однозначно железо, потому что у него есть оксиды: FeO и Fe₂O₃. Азот может принимать любую степень окисления от -3 до +5, поэтому этот вариант нам тоже подходит. NO и N₂O₃

Задание 5.

Ряд элементов: 1) S 2) Na 3) Al 4) Si 5) Mg

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединении с кислородом проявляют степень окисления +4.

Ответ: 14

Решение: Соединения с кислородом в степени окисления +4 имеют общий вид: ЭO₂. Есть такой оксид, как SiO₂ и SO₂, значит эти элементы могут проявлять степень окисления +4 с кислородом.

Переход электронов в химических реакциях

При образовании кристалла поваренной соли натрий отдает электроны более электроотрицательному хлору. Степени окисления элементов совпадают с зарядами ионов: Na+1Cl–1. Для молекул, созданных путем обобществления и смещения электронных пар к более электроотрицательному атому, применимы только представления о формальном заряде. Но можно предположить, что все соединения состоят из ионов. Тогда атомы, притягивая электроны, приобретают условный отрицательный заряд, а отдавая, — положительный. В реакциях указывают, какое число электронов смещается. Например, в молекуле диоксида углерода С+4О-2₂ указанный в верхнем правом углу индекс при химическом символе углерода отображает количество электронов, удаленных из атома. Для кислорода в этом веществе характерно состояние окисления –2. Соответствующий индекс при химическом знаке О — количество добавленных электронов в атоме.

Степень окисления и валентность

Большинство соединений образуются в результате окислительно-восстановительных процессов. Переход или смещение электронов от одних элементов к другим приводит к изменению их состояния окисления и валентности. Зачастую эти величины совпадают. В качестве синонима к термину «степень окисления» можно использовать словосочетание «электрохимическая валентность». Но есть исключения, например, в ионе аммония азот четырехвалентен. Одновременно атом этого элемента находится в состоянии окисления –3. В органических веществах углерод всегда четырехвалентен, но состояния окисления атома С в метане СН₄, муравьином спирте СН₃ОН и кислоте НСООН имеют другие значения: –4, –2 и +2.

Запомни!

В большинстве случаев валентность и степень окисления численно совпадают, хотя это разные характеристики. Но!

СО (монооксид углерода) – валентность атома углерода равна III, а степень окисления +2
HNO3 (азотная кислота) – валентность атома азота равна IV, а степень окисления +5
Н2О2 (пероксид водорода) – валентность водорода равна I, валентность атома кислорода равна II, а степень окисления водорода равна +1, а степень окисления кислорода равна -1. Аналогично во всех пероксидах валентность кислорода равна II.
N2H4 (гидразин) – валентность азота равна III, а степень окисления равна +2.
H2 (I), N2 (III), O2 (II), F2 (I), Cl2 (I), Br2 (I), I2 (I), а степени окисления равны 0.

Как подсчитать степени окисления

Подсчет количества отданных и присоединенных атомами электронов может отнять много времени. Облегчают эту задачу следующие правила:

В простых веществах степени окисления равны нулю.
Сумма окисления всех атомов или ионов в нейтральном веществе равна нулю.
В сложном ионе сумма степеней окисления всех элементов должна соответствовать заряду всей частицы.
Более электроотрицательный атом приобретает отрицательное состояние окисления, которое записывают со знаком «минус».
Менее электроотрицательные элементы получают положительные степени окисления, их записывают со знаком «плюс».
Кислород в основном проявляет степень окисления, равную –2.
Для водорода характерное значение: +1, в гидридах металлов встречается: Н–1.
Фтор — наиболее электроотрицательный из всех элементов, его состояние окисления всегда равно –4.
Для большинства металлов окислительные числа и валентности совпадают.

Окислители, восстановители. Окисление, восстановление

Итак, окисление – это процесс, в ходе которого частица передает свои электроны другой частице. В качестве таких частиц могут выступать отдельные атомы или ионы, а также молекулы.

Частица, передающая свои электроны, является восстановителем.

Переход электронов принято показывать с помощью :

Как не сложно заметить из представленных полуреакций, окислительный процесс приводит к увеличению степени окисления.

А вот восстановление, по сути, противоположно окислению. В его основе – принятие электронов одной частицей от другой.

Частица, принимающая электроны, является окислителем.

Восстановление всегда сопровождается уменьшением степени окисления!

Итак, запомним:

Определение степени окисления

Степенью окисления называют заряд, который атом приобрел бы в том случае, если бы принимающие участие в образовании связи электроны полностью сместились к более электроотрицательному элементу. Есть вещества, не имеющие молекулярного строения (галогениды щелочных металлов и другие соединения). В этих случаях степень окисления совпадает с зарядом иона. Условный или реальный заряд показывает, какой процесс произошел до того, как атомы приобрели свое нынешнее состояние. Положительное значение степени окисления — это общее количество электронов, которые были удалены из атомов. Отрицательное значение степени окисления равно числу приобретенных электронов. По изменению состояния окисления химического элемента судят о том, что происходит с его атомами в ходе реакции (и наоборот). По цвету вещества определяют, какие произошли перемены в состоянии окисления. Соединения хрома, железа и ряда других элементов, в которых они проявляют разную валентность, окрашены неодинаково.

Окислители и восстановители

Ключевые слова конспекта: окислители, восстановители, окисление, восстановление.

Окислитель – вещество, атомы, молекулы или ионы которого принимают электроны. Восстановитель – вещество, атомы, молекулы или ионы которого отдают электроны. Окислителем и восстановителем могут также называть элементы, атомы которых отдают или принимают электроны. Если элемент является окислителем – его степень окисления понижается; если элемент является восстановителем – его степень окисления повышается.

Окисление – процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом, степень окисления элемента повышается. Восстановление – процесс приёма электронов атомом, молекулой или ионом, степень окисления элемента понижается.

Окислители

Среди простых веществ окислительные свойства характерны для типичных неметаллов (F₂, Cl₂, Вг₂, I₂, O₂, О₃). Галогены, выступая в качестве окислителей, приобретают степень окисления –1, причём от фтора к йоду окислительные свойства ослабевают. Кислород, восстанавливаясь, приобретает степень окисления –2 (Н₂O или ОН–).

Среди кислородсодержащих кислот и их солей к наиболее важным окислителям относятся концентрированная серная кислота, азотная кислота и нитраты, перманганаты МnO₄–, хроматы СrO₄2– и дихроматы Сr₂O₇2–.

Концентрированная серная кислота проявляет окислительные свойства за счёт серы в высшей степени окисления +6. Продуктами восстановления серы могут быть: SO₂ (степень окисления серы +4), сера – простое вещество (степень окисления серы 0), сероводород (степень окисления серы –2).

Азотная кислота проявляет окислительные свойства за счёт азота в высшей степени окисления +5, причём окислительная способность HNO₃ усиливается с ростом её концентрации. Состав продуктов восстановления азотной кислоты зависит от активности восстановителя, концентрации кислоты и температуры системы; чем активнее восстановитель и ниже концентрация кислоты, тем глубже происходит восстановление азота.

Кислородсодержащие кислоты галогенов (например, HClO, HClO₃, НВrO₃) и их соли, действуя в качестве окислителей, обычно восстанавливаются до степени окисления галогена –1 (в случае хлора и брома) и 0 (в случае иода). Например:5КСlO₃ + 6Р = 5КCl + 3Р₂O₅

Ионы металлов, находящихся в высшей степени окисления (например, Fe3+, Hg2+, Cu2+), выполняя функцию окислителей, превращаются в ионы с более низкой степенью окисления:2FeCl₃ + H₂S = 2FeCl₂ + S + 2HCl

Восстановители

Среди простых веществ к типичным восстановителям принадлежат активные металлы (щелочные и щёлочноземельные, алюминий, цинк, железо и др.), а также некоторые неметаллы, такие, как водород, углерод (в виде угля или кокса), фосфор, кремний. При этом в кислой среде металлы окисляются до положительно заряженных ионов.

Углерод чаще всего окисляется до монооксида СО или диоксида СO₂; фосфор при действии сильных окислителей окисляется до ортофосфорной кислоты Н₃РO₄.

В бескислородных кислотах (НCl, НВг, HI, H₂S) и их солях восстановителями являются анионы, которые, окисляясь, обычно образуют простые вещества. В ряду галогенид-ионов восстановительные свойства усиливаются от Cl– к I–.

Металлы в промежуточной степени окисления (ионы Sn2+, Fe2+, Cu+, Hg2+ и др.), взаимодействуя с окислителями, способны повышать свою степень окисления:2FeCl₂ + Cl₂ = 2FeCl₃10FeSO₄ +2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O.

Образец выполнения задания ОГЭ.

Задание. Степень окисления азота в аммиаке и нитрате калия соответственно
1) –2 и +5
2) –3 и +5
3) +3 и +5
4) –4 и +3

Решение. Определим степени окисления элементов в аммиаке и нитрате натрия:

Обратим внимание, что в аммиаке степень окисления азота – отрицательная, так как электроотрицательность азота выше, чем электроотрицательность водорода. Правильный ответ: 2) –3 и +5

Правильный ответ: 2) –3 и +5.

Конспект урока по химии «Окислители и восстановители».

Темы, связанные с настоящим конспектом:

Степень окисления химических элементов
Метод электронного баланса
Окислительно-восстановительные реакции

Составление ОВР методом электронного баланса

При написании ОВ-реакций важно соблюдать не только закон сохранения масс веществ до и после взаимодействия, но и равенство (баланс) электрических зарядов исходных реагентов и полученных продуктов. При способе электронного баланса производится сравнение С.О.в левой и правой части уравнения

При этом необходимо знать формулы получаемых веществ

При способе электронного баланса производится сравнение С.О.в левой и правой части уравнения. При этом необходимо знать формулы получаемых веществ.

Правило. слеваСправа

Пример составления уравнения ОВР углерода (С) с алюминием (Al).

Al + C → Al₄C₃

Сначала следует определить элементы, изменившие свои С.О.

Al+ C → Al₄+3C₃-4

Алюминий, отдав три электрона, сменил С.О. с 0 до +3

Al → Al+3 1Al- 3e- → 1Al+3

Углерод, приняв четыре электрона, сменил свою С.О. с 0 на – 4

C → C+4 1C+ 4e- → 1C-4

Далее уравнение нужно сбалансировать, подбирая множители. Число отданных Al электронов подставить в полуреакцию углерода C, а число принятых углеродом электронов записать в схему полуреакции алюминия:

4| 1Al-3e- → 1Al+3

3| 1C+4e- → 1C-4

В результате алюминий лишился 4×3 = 12 электронов, а углерод принял 3×4 = 12 электронов.

Последний этап – уравнивание количества атомов слева и справа с помощью стехиометрических коэффициентов: реакцию вступило 4·1Al0=4Al0 атома алюминия и 3·1C0=3C0 атома углерода.

Окончательно уравнение выглядит так:

4Al+3C = Al₄+3C₃-4

ОКИСЛИТЕЛИ
MnO₄— в кислой среде до Mn+2 MnO₄— в щелочной среде до MnO₄-2 MnO₄— в нейтральной среде до MnO₂ MnO₂ в кислой среде до Mn+2 Сr₂O₇-2 в кислой среде доCr+3	Н+ до Н₂ NO₂— в кислой среде до NO NO₃— в кислой среде до NO₂ SO₄-2 в кислой среде до SO₂

Элементы с переменной степенью окисления

Все остальные элементы (за исключением VIII группы главной подгруппы).

Для элементов главных подгрупп:

Высшая степень окисления = +№ группы.
Низшая степень окисления = +№ группы – 8.
Промежуточная степень окисления = +№ группы – 2.

Пример

Высшая степень окисления = +5.
Низшая степень окисления = -3.
Промежуточная степень окисления = +3.

Если молекула образована ковалентными связями, то более электроотрицательный атом имеет отрицательную степень окисления, а менее электроотрицательный — положительную.

При определении степени окисления в продуктах химических реакций исходят из правила электронейтральности, в соответствии с которым сумма степеней окисления различных элементов, входящих в состав вещества, должна быть равна нулю.

Метод блоков

Берем органическую молекулу, например, такого вещества, как 2-гидроксипропаналь

и изолируем друг от друга все фрагменты молекулы, содержащие по одному атому углерода следующим образом:

Суммарный заряд каждого такого блока принимаем равным нулю, как у отдельной молекулы. В органических соединениях водород всегда имеет степень окисления, равную +1, а кислород — -2. Обозначим степень окисления атома углерода в первом блоке переменной х. Таким образом, мы можем найти степень окисления первого атома углерода, решив уравнение:

x + 3∙(+1) = 0, где x – степень окисления атома углерода, +1 – степень окисления атома водорода, а 0 – заряд выбранного блока.

Решаем далее:

x + 3 = 0, отсюда x = -3.

Таким образом, степень окисления атома углерода в первом блоке равна -3.

Во второй блок, помимо одного атома углерода и двух атомов водорода, входит также и атом кислорода, который, как мы уже сказали, имеет в органических соединениях практически всегда степень окисления, равную -2. Как и в первом случае, обозначим степень окисления атома углерода второго блока через х, тогда получим следующее уравнение:

x+2∙(+1)+(-2) = 0, решая которое находим, что х = 0. Т.е. степень окисления второго атома углерода в молекуле равна нулю.

Третий блок состоит из одного атома углерода, одного атома водорода и одного атома кислорода. Аналогично составим уравнение:

x +1∙(-2)+ 1 = 0, отсюда х, то есть степень окисления атома углерода в третьем блоке равна +1.

Второй метод расстановки степеней окисления в органических веществах я называю «метод стрелок».

Что такое степень окисления

Условный заряд атомов элементов в сложных веществах называется степенью окисления. Значение заряда атомов записывается в окислительно-восстановительных реакциях, чтобы понять, какой элемент является восстановителем, а какой – окислителем.

Степень окисления взаимосвязана с электроотрицательностью, которая показывает возможность атомов принимать или отдавать электроны. Чем выше значение электроотрицательности, тем больше способность атома отнимать электроны в реакциях.

Рис. 1. Ряд электроотрицательности.

Степень окисления может иметь три значения:

нулевое – атом находится в состоянии покоя (все простые вещества имеют степень окисления 0);
положительное – атом отдаёт электроны и является восстановителем (все металлы, некоторые неметаллы);
отрицательное – атом принимает электроны и является окислителем (большинство неметаллов).

Например, степени окисления в реакции натрия с хлором выглядят следующим образом:

В реакции металлов с неметаллами металл всегда является восстановителем, а неметалл – окислителем.

Правила определения валентности элементов в соединениях

Валентность водорода принимают за I (единицу).
Кислород в своих соединениях всегда проявляет валентность II.
Высшая валентность равна номеру группы.
Низшая валентность равна разности между числом 8 (количество групп в таблице) и номером группы, в которой находится данный элемент, т.е. 8 – № группы.
Валентность может быть постоянной или переменной.
Валентность простых веществ не равна нулю. Исключение VIII группа главная подгруппа (благородные газы).

Валентность элементов не имеет знака.

У металлов, находящихся в главных подгруппах, валентность равна номеру группы.

У неметаллов в основном проявляются две валентности: высшая и низшая.

Сильные или слабые окислители и восстановители: как определить

Часто говорят: сильный окислитель, слабый окислитель, сильный восстановитель, слабый восстановитель. А что это значит? И как определить эту самую силу?

Мерой окислительно-восстановительной способности вещества служит значение стандартного электродного потенциала: чем оно больше, тем и окислительные свойства проявляются сильнее.

Обратимся к таблице стандартных электродных потенциалов. В ней значения потенциалов расположены в порядке уменьшения:Значения восстановительных стандартных потенциалов фтора и лития таковы:

Анализируя эти полуреакции и значения восстановительных потенциалов, приходим к выводу, что сильнее других окисляют атомы фтора: они, восстанавливаясь, легче других принимают электроны. А ионы лития восстанавливаются с большим трудом.

Окислительные потенциалы фтора и лития будут иметь противоположные значения.

А говорить они будут о том, что ион фтора окисляется с очень большим трудом, а атом лития, наоборот, легко превращается при окислении в ион.

Пример. Используя таблицу стандартных электродных потенциалов, определите, какая из частиц проявляет более сильные окислительные свойства:

Решение:

Наиболее сильным окислителем будет та частица, которая лучше всего восстанавливается, а, значит, имеет более высокий восстановительный электродный потенциал.

Сравним значения восстановительных потенциалов:

Таким образом, наиболее сильным окислителем из представленных является нитрат-ион.

Определение степени окисления элементов в соединениях

Степень окисления находят и записывают над знаком химического элемента:

Подсчет степени окисления выполняют, согласно правилам:

Если элемент входит в состав простого вещества, то его степень окисления принимают за нуль. Когда вещество обладает атомарным состоянием, степень окисления его атомов принимает нулевое значение.
Определенные элементы характеризуются постоянной степенью окисления в соединениях. К таким элементам относят фтор (-1), щелочные металлы (+1), щелочноземельные металлы, бериллий, магний и цинк (+2), алюминий (+3).
Степень окисления кислорода в соединениях чаще всего равна -2, но есть исключения: пероксид водорода H2O2–(−1), фторида кислорода OF2–(+2) и др.
Соединяясь с металлами, то есть при образовании гидрида, водород приобретает степень окисления –1. В случае соединения с неметаллами данный показатель для водорода составляет +1, кроме SiH4 и B2H6.
Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, находящихся в молекуле, должна принимать нулевое значение. В случае сложного иона данный показатель равен заряду этого иона.
Высшая положительная степень окисления соответствует номеру группы элемента в периодической системе. Например, для серы (элемент VIA группы) характерна максимальная степень окисления +6. Для азота (элемент V группы) эта характеристика принимает значение +5. Марганец, являющийся переходным элементом VIIБ группы, обладает высшей степенью окисления +7. Описанная закономерность не распространяется на элементы побочной подгруппы первой группы, степени окисления которых больше, чем +1. Также правило не выполняется для элементов побочной подгруппы VIII группы. Кислород и фтор не проявляют высшие степени окисления, которые соответствуют номеру группы.
Расчет низшей отрицательной степени окисления для неметаллов проводится путем вычитания из номера группы числа 8. Таким образом, для серы (элемент VIA группы) характерна низшая степень окисления −2, для азота (элемент V группы) — низшая степень окисления равна −3.

Метод стрелок

Для того, чтобы его использовать, нужно нарисовать сначала развернутую структурную формулу органического вещества:

Под черточками между символами элементов понимают их общие электронные пары, которые между одинаковыми атомами можно считать распределенными поровну, а между разными – смещенными к одному из атомов, обладающему большей электроотрицательностью. Среди трех элементов С, Н и О наибольшую элетроотрицательность имеет кислород, затем углерод, а самое малое значение электроотрицательности у водорода. Поэтому, если показать стрелочкой смешение электронов в сторону более электроотрицательных атомов, мы получим следующую картинку:

Как можно заметить, между атомами углерода мы не стали рисовать стрелку, оставив обычную черточку, поскольку считается, что общая электронная пара между двумя атомами углерода практически не смещена ни к одному из них.

Будет интерпретировать последний рисунок следующим образом: каждый атом, из которого стрелка исходит, «теряет» один электрон, а каждый атом, в который стрелка входит, «принимает» электрон. При этом помним, что заряд электрона отрицателен и равен -1.

Таким образом, первому атому углерода достается от трех атомов водорода по одному электрону (три входящих стрелки), в результате чего он приобретает условный заряд, т.е. степень окисления, равную -3, а каждый атома водорода — +1 (по одной исходящей стрелке).

Второму атому углерода достается от «верхнего» атома водорода один электрон (стрелка от H к С), и еще один электрон атом углерода «теряет», передавая его атому кислорода (стрелка от С к О). Таким образом, в атом углерода «входит» один электрон и один из него «выходит». Поэтому степень окисления второго атома углерода равна 0, как в отдельном атоме.

К атому кислорода направлены две стрелки, значит, он имеет степень окисления, равную -2, а от всех атомов водорода исходит по одной стрелке. То есть степень окисления всех атомов водорода равна +1.

В последний атом углерода входит одна стрелка от Н и исходит две стрелки к О, таким образом, «входит» один электрон и «выходят» два. Значит, степень окисления равна +1.

Нужно отметить, что на самом деле оба описанных метода весьма условны, как, собственно, и условно само понятие «степень окисления» в случае органических веществ. Тем не менее, в рамках школьной программы данные методы вполне справедливы и, главное, позволяют использовать их при расстановке коэффициентов в реакциях ОВР с органическими веществами. Лично мне нравится больше метод «стрелок». Советую усвоить оба метода: одним из них вы можете определять степени окисления, а вторым — убедиться в правильности полученных значений.

Список степеней окисления элементов

Это список известных степеней окисления химических элементов , исключая . Наиболее частые состояния выделены жирным шрифтом. Таблица основана на таблице Гринвуда и Эрншоу с отмеченными дополнениями. Каждый элемент существует в степени окисления 0, когда он является чистым неионизированным элементом в любой фазе, будь то одноатомная или многоатомная аллотропная фаза . Столбец для степени окисления 0 показывает только элементы, которые, как известно, существуют в соединениях в степени окисления 0.

благородный газ

+1 Жирным шрифтом выделены основные степени окисления.

Степени окисления элементов
Элемент	Отрицательные состояния		Положительные состояния	Группа	Примечания
−5	−4	−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7	+8	+9
Z
1	водород	ЧАС					−1		+1									1
2	гелий	Он																18
3	литий	Ли							+1									1
4	бериллий	Быть						+1	+2								2
5	бор	B	−5				−1	+1	+2	+3							13
6	углерод	C		−4	−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4						14
7	азот	N			−3	−2	−1		+1	+2	+3	+4	+5					15
8	кислород	О				−2	−1	+1	+2								16
9	фтор	F					−1										17
10	неон	Ne																18
11	натрий	Na					−1		+1									1
12	магний	Mg						+1	+2								2
13	алюминий	Al				−2	−1		+1	+2	+3							13
14	кремний	Si		−4	−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4						14
15	фосфор	п			−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5					15
16	сера	S				−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6				16
17	хлор	Cl					−1		+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7			17
18	аргон	Ar															18
19	калий	K					−1		+1									1
20	кальций	Ca						+1	+2								2
21 год	скандий	Sc						+1	+2	+3							3
22	титан	Ti				−2	−1	+1	+2	+3	+4						4
23	ванадий	V			−3		−1	+1	+2	+3	+4	+5					5
24	хром	Cr		−4		−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6				6
25	марганец	Mn			−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7			7
26 год	железо	Fe		−4		−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7			8
27	кобальт	Co			−3		−1	+1	+2	+3	+4	+5					9
28 год	никель	Ni				−2	−1	+1	+2	+3	+4						10
29	медь	Cu				−2		+1	+2	+3	+4						11
30	цинк	Zn				−2		+1	+2								12
31 год	галлий	Ga	−5	−4	−3	−2	−1		+1	+2	+3							13
32	германий	Ge		−4	−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4						14
33	мышьяк	В качестве			−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5					15
34	селен	Se				−2	−1		+1	+2	+3	+4	+5	+6				16
35 год	бром	Br					−1		+1		+3	+4	+5		+7			17
36	криптон	Kr						+1	+2								18
37	рубидий	Руб.					−1		+1									1
38	стронций	Sr						+1	+2								2
39	иттрий	Y						+1	+2	+3							3
40	цирконий	Zr				−2		+1	+2	+3	+4						4
41 год	ниобий	Nb			−3		−1	+1	+2	+3	+4	+5					5
42	молибден	Пн		−4		−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6				6
43 год	технеций	Tc			−3		−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7			7
44 год	рутений	RU		−4		−2		+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7	+8		8
45	родий	Rh			−3		−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6				9
46	палладий	Pd						+1	+2	+3	+4						10
47	Серебряный	Ag				−2	−1		+1	+2	+3							11
48	кадмий	CD				−2			+1	+2								12
49	индий	В	−5			−2	−1		+1	+2	+3							13
50	банка	Sn		−4	−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4						14
51	сурьма	Sb			−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5					15
52	теллур	Te				−2	−1		+1	+2	+3	+4	+5	+6				16
53	йод	я					−1		+1		+3	+4	+5	+6	+7			17
54	ксенон	Xe							+2		+4		+6		+8		18
55	цезий	CS					−1		+1									1
56	барий	Ба						+1	+2								2
57 год	лантан	Ла						+1	+2	+3							н / д
58	церий	Ce								+2	+3	+4						н / д
59	празеодим	Pr						+1	+2	+3	+4	+5					н / д
60	неодим	Nd							+2	+3	+4						н / д
61	прометий	Вечера								+2	+3							н / д
62	самарий	См							+2	+3							н / д
63	европий	ЕС							+2	+3							н / д
64	гадолиний	Б-г						+1	+2	+3							н / д
65	тербий	Tb						+1	+2	+3	+4						н / д
66	диспрозий	Dy							+2	+3	+4						н / д
67	гольмий	Хо							+2	+3							н / д
68	эрбий	Э							+2	+3							н / д
69	тулий	Тм							+2	+3							н / д
70	иттербий	Yb							+2	+3							н / д
71	лютеций	Лу							+2	+3							3
72	гафний	Hf				−2		+1	+2	+3	+4						4
73	тантал	Та			−3		−1	+1	+2	+3	+4	+5					5
74	вольфрам	W		−4		−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6				6
75	рений	Re			−3		−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7			7
76	осмий	Операционные системы		−4		−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7	+8		8
77	иридий	Ir			−3		−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7	+8	+9	9
78	платина	Pt			−3	−2	−1	+1	+2	+3	+4	+5	+6				10
79	золото	Au			−3	−2	−1	+1	+2	+3		+5					11
80	Меркурий	Hg				−2			+1	+2								12
81 год	таллий	Tl	−5			−2	−1		+1	+2	+3							13
82	привести	Pb		−4		−2	−1		+1	+2	+3	+4						14
83	висмут	Би			−3	−2	−1		+1	+2	+3	+4	+5					15
84	полоний	По				−2				+2		+4	+5	+6				16
85	астатин	В					−1		+1		+3		+5		+7			17
86	радон	Rn								+2				+6				18
87	франций	Пт							+1									1
88	радий	Ра								+2								2
89	актиний	Ac								+2	+3							н / д
90	торий	Чт							+1	+2	+3	+4						н / д
91	протактиний	Па									+3	+4	+5					н / д
92	уран	U							+1	+2	+3	+4	+5	+6				н / д
93	нептуний	Np								+2	+3	+4	+5	+6	+7			н / д
94	плутоний	Пу								+2	+3	+4	+5	+6	+7	+8		н / д
95	америций	Являюсь								+2	+3	+4	+5	+6	+7			н / д
96	кюрий	См									+3	+4	+5	+6				н / д
97	берклий	Bk								+2	+3	+4	+5					н / д
98	калифорний	Cf								+2	+3	+4	+5					н / д
99	эйнштейний	Es								+2	+3	+4						н / д
100	фермий	FM								+2	+3							н / д
101	менделевий	Мкр								+2	+3							н / д
102	нобелий	Нет								+2	+3							н / д
103	лоуренсий	Lr									+3							3
104	резерфордий	Rf										+4						4
105	дубний	Db											+5					5
106	сиборгий	Sg											+6				6
107	бориум	Bh													+7			7
108	хасиум	Hs														+8		8
109	мейтнерий	Mt																9
110	Дармштадтиум	Ds																10
111	рентгений	Rg																11
112	копернициум	Cn								+2								12
113	нихоний	Nh																13
114	флеровий	Fl																14
115	москва	Mc																15
116	ливерморий	Ур.																16
117	Tennessine	Ц																17
118	Оганессон	Og																18

Ранние формы (правило октетов)

Рисунок в подобном формате был использован Ирвингом Ленгмюром в 1919 году в одной из ранних статей о правиле октетов . Периодичность состояний окисления была одним из свидетельств, которые привели Ленгмюра к принятию этого правила.

Степень окисления химических элементов

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении, вычисленный в предположении, что все связи в соединении ионные (то есть все связывающие электронные пары полностью смещены к атому более электроотрицательного элемента).

Численно она равна количеству электронов, которое отдает атом приобретающий положительный заряд, или количеству электронов, которое присоединяет к себе атом, приобретающий отрицательный заряд.

Различие понятий степень окисления и валентность

Понятие валентность используется для количественного выражения электронного взаимодействия в ковалентных соединениях, то есть в соединениях, образованных за счет образования общих электронных пар. Степень окисления используется для описания реакций, которые сопровождаются отдачей или присоединением электронов.

В отличии от валентности, являющейся нейтральной характеристикой, степень окисления может иметь положительное, отрицательное, или нулевое значение. Положительное значение соответствует числу отданных электронов, а отрицательная числу присоединенных. Нулевое значение означает, что элемент находится либо в форме простого вещества, либо он был восстановлен до 0 после окисления, либо окислен до нуля после предшествующего восстановления.

Расчет степени окисления

Существуют следующие правила для определения степеней окисления (СО):

CO любого элемента в простом веществе (Н2, Al, S) равна 0.
Сумма всех CO атомов в молекуле равна 0.
Наиболее электроотрицательные элементы в соединении имеют отрицательные CO, а атомы элементов с меньшей электроотрицательностью ― положительные.

Например, азот более электроотрицательный, чем водород, поэтому он имеет заряд –3, а водород +1. В молекуле три атома водорода, каждый дает заряд +1, а в сумме +3, молекула сама нейтральна, заряд = 0.

Максимальная CO любого элемента равна номеру группы (исключения: медь, серебро, золото, фтор, кислород), а минимальная отрицательная равна N – 8, где N ― номер группы.

Некоторые элементы имеют постоянные CO, их нужно знать, они помогут вычислить СО других элементов, имеющих несколько значений СО.

щелочных металлов +1;
Mg, Be и щелочноземельных металлов +2;
алюминия +3;
фтора –1;
водорода +1 (кроме гидридов NaH, CaH2 и др., где степень окисления водорода ―1);
кислорода –2 (кроме OF2 и пероксидов, содержащих группу –O–O–, в которой степень окисления кислорода ―1).

Пример расчета степеней окисления в сложной молекуле (серная кислота):

Изображаем структурную формулу молекулы, черточка ― это связь, пара электронов.

Из черточки рисуем стрелку, направленную к более ЭО атому. Эта стрелка символизирует переход электрона к атому. Если связаны два одинаковых атома, оставляем черту как есть ― нет перехода электронов.

У кислорода и водорода известные степени окисления: у кислорода -2, у водорода +1. Степень окисления серы принимаем за X.

Составляем уравнение (складываем все степени окисления и приравниваем к 0, так как молекула является нейтральной)

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

X = +6

Химия — это просто

Популярно о химии: · Что такое химия
· Периодическая таблица
ОБЩАЯ ХИМИЯ
Вещества и смеси
Атомы и молекулы
Строение веществ
Взаимодействие веществ: · Виды химических реакций
· Уравнения химических реакций
· Классификации химических реакций
· Баланс химических реакций
· Химическое равновесие
· Скорость химических реакций
· Окислительно-восстановительные реакции
· Составление уравнений ОВР
· Тепловой эффект реакции
· Закон Гесса
· Электрохимические элементы
· Кислоты и основания
· Сильные кислоты и основания
· Слабые кислоты и основания
· Кислотно-основные реакции
· Индикаторы
· Водородный показатель pH
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Типичные восстановители

Простые вещества группы металлов, например, железо Fe, цинк Zn, алюминий Al и др.
Положительно заряженные частицы металлов в самой низкой С.О., например, олова Sn2+, железа Fe2+, свинца Pb2+ и др.
кислородсодержащие кислоты со своими окислами, в которых кислотообразующий элемент находится в низшей степени окисления, к примеру, сернистая кислота H₂SO₃, азотистая кислота HNO₂ и т.д.
группа бескислородных кислот и их солей: иодистовородная кислота НI, иодид калия KI, сероводород Н₂S, сульфид натрия Na₂S и т.д.

У веществ, содержащих атомы элементов с промежуточной С.О., может возникать окислительно-восстановительная двойственность. Так, азотистокислый натрий будет восстановителем относительно сильных окислителей (K₂Cr₂O₇) и окислителем относительно типичного восстановителя KI.