Глава третья. Соединения химических элементов

Степень окисления

К понятию «степень окисления» близко понятие «валентность», с которым вы знакомились, рассматривая ковалентную химическую связь. Однако это не одно и то же.

Понятие «валентность» применимо для веществ, имеющих молекулярное строение. Подавляющее большинство органических веществ, с которыми вы будете знакомиться в 10 классе, имеет именно такое строение. В курсе основной школы вы изучаете неорганическую химию, предметом которой являются вещества как молекулярного, так и немолекулярного, например ионного, строения. Поэтому предпочтительнее использовать понятие «степень окисления».

Чем же отличается валентность от степени окисления?

Часто валентность и степень окисления численно совпадают, но валентность не имеет знака заряда, а степень окисления — имеет. Например, одновалентный водород имеет следующие степени окисления в различных веществах:

Казалось бы, что одновалентный фтор — самый электроотрицательный элемент — должен иметь полное совпадение значений степени окисления и валентности.Ведь его атом способен образовывать лишь одну-единственную ковалентную связь, так как ему недостаёт до завершения внешнего электронного слоя одного электрона. Однако и здесь наблюдается различие:

Ещё более различаются между собой валентность и степень окисления, если они численно не совпадают. Например:

• в пероксиде водорода степень окисления кислорода равна - 1 , а валентность равна II:

• в серном колчедане степень окисления серы равна - 1 , а валентность — II:

• в этилене степень окисления углерода равна - 2 , а валентность — IV:

В соединениях суммарная степень окисления всегда равна нулю. Зная это и степень окисления одного из элементов, можно найти степень окисления другого элемента по формуле, например бинарного соединения. Так, найдём степень окисления хлора в соединении .

Обозначим степень окисления кислорода: . Следовательно, семь атомов кислорода будут иметь общий отрицательный заряд (-2) × 7 = -14. Тогда общий заряд двух атомов хлора будет равен +14, а одного атома хлора: (+14) : 2 = +7. Следовательно, степень окисления хлора равна +7: .

Аналогично, зная степени окисления элементов, можно составить формулу соединения, например карбида алюминия (соединения алюминия и углерода).

1. Запишем знаки алюминия и углерода рядом АlС, причём сначала — знак алюминия, так как это металл, т. е. менее электроотрицательный элемент.

2. Определим по Периодической системе Д. И. Менделеева число внешних электронов: у Аl — три электрона, у С — четыре. Атом алюминия отдаст свои три внешних электрона углероду и получит при этом степень окисления +3, равную заряду иона. Атом углерода, наоборот, примет недостающие до заветной восьмёрки четыре электрона и получит при этом степень окисления -4.

3. Запишем эти значения в формулу .

4. Найдём наименьшее общее кратное (НОК) для них, оно равно 12. Затем рассчитаем индексы, разделив НОК на соответствующие значения степеней окисления,

<<< К началу Окончание >>>