Степень окисления элементов
🧪 Химия · 8 класс
Степень окисления
Степень окисления - это условный заряд атома в соединении, вычисленный из предположения, что все связи в нём ионные, то есть электроны полностью смещены к более электроотрицательному атому. Слово «условный» здесь важно: на самом деле в большинстве веществ связи не чисто ионные, но такая модель очень удобна. Степень окисления помогает составлять формулы веществ, уравнивать окислительно-восстановительные реакции и понимать, какой атом отдал, а какой принял электроны.
Правила определения
- В простом веществе степень окисления равна нулю:
O2,Fe,Cu,H2. - У водорода в соединениях обычно +1, у кислорода обычно -2.
- У металлов главных подгрупп степень окисления постоянна и равна номеру группы.
- Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральном веществе равна нулю.
- В ионе сумма степеней окисления равна заряду этого иона.
| Элемент | Частая степень окисления |
|---|---|
| Водород | +1 |
| Кислород | -2 |
| Натрий, калий | +1 |
| Кальций, магний | +2 |
| Алюминий | +3 |
Разбор первого примера
Найдём степень окисления серы в серной кислоте H2SO4. Обозначим её за x. Степень окисления водорода +1, кислорода -2:
(+1)·2 + x + (-2)·4 = 0
2 + x - 8 = 0
x = +6
Значит, сера в серной кислоте имеет степень окисления +6.
Разбор второго примера
Определим степень окисления азота в аммиаке NH3. Водород +1:
x + (+1)·3 = 0
x = -3
Здесь азот более электроотрицателен, чем водород, поэтому именно он получает отрицательную степень окисления.
Зачем нужна степень окисления
Степень окисления - это не просто формальное число. С её помощью удобно составлять формулы соединений: зная степени окисления элементов, легко определить индексы. Например, у алюминия степень окисления +3, у кислорода -2; чтобы заряды скомпенсировались, нужно взять два атома алюминия и три атома кислорода - получается формула Al2O3. Этот приём «крест-накрест» сильно облегчает работу.
Кроме того, по изменению степени окисления определяют, является ли реакция окислительно-восстановительной. Если в ходе реакции степени окисления элементов не меняются (как при реакции обмена между кислотой и щёлочью), реакция не относится к окислительно-восстановительным. Если же степени меняются (как при горении или взаимодействии металла с кислотой), реакция окислительно-восстановительная.
Высшая и низшая степень окисления
У многих элементов есть высшая степень окисления, равная номеру группы, и низшая. Например, у серы высшая степень +6 (как в серной кислоте), а низшая -2 (как в сероводороде). Зная диапазон возможных степеней, можно предсказать, как поведёт себя элемент в реакции.
Частая ошибка. Кислород не всегда -2: в пероксиде водорода H2O2 он равен -1, а в соединении со фтором даже положителен. Но для большинства задач 8 класса достаточно правила «кислород -2, водород +1».Кратко о главном
- Степень окисления - условный заряд атома в соединении.
- В простом веществе она равна нулю.
- Водород чаще +1, кислород чаще -2.
- Сумма степеней окисления в нейтральном веществе равна нулю, а в ионе - заряду иона; по этому правилу и находят неизвестную степень.