Степень окисления как найти? - коротко
В простых соединениях элемент получает степень 0, в ионах — заряд иона; далее применяют правила: фтор всегда ‑1, водород +1 (кроме металлов), щелочные металлы +1, кислород ‑2 (за исключением пероксидов), а суммарный заряд соединения равен нулю или заданному иону. При необходимости корректируют значения, учитывая характерные степени у остальных элементов.
Степень окисления как найти? - развернуто
Определение степени окисления атома в соединении — это один из базовых приёмов химического анализа, позволяющий понять распределение электронов между участниками реакции. Чтобы правильно рассчитать значение, следует придерживаться ряда правил, которые работают для большинства элементов и соединений.
Во-первых, присвойте каждому элементу в молекуле условный заряд, исходя из общепринятых правил. Основные положения таковы:
-
Элемент в простом (неполярном) виде имеет степень окисления 0. Это относится к молекулам H₂, O₂, N₂, Cl₂ и к большинству металлов в их чистом виде.
-
Водород в соединениях с неметаллами получает степень +1, а в гидридах металлов (например, NaH, CaH₂) — −1.
-
Кислород обычно имеет степень −2. Исключения включают перекиси (H₂O₂, где степень −1), фториды кислорода (OF₂, где степень +2) и некоторые оксиды металлов в высоких окислительных состояниях.
-
Галогены (F, Cl, Br, I) в соединениях с более электроотрицательными элементами (обычно металлами) имеют степень −1. В соединениях с более электроотрицательными элементами (например, в хлорных кислотах) их степень может быть положительной.
-
Металлы группы I и II (натрий, калий, магний, кальций и др.) почти всегда находятся в степенях +1 и +2 соответственно.
-
Электронные конфигурации переходных металлов позволяют им принимать несколько степеней окисления. В этом случае степень определяется из баланса суммарного заряда молекулы.
После применения перечисленных правил запишите уравнение баланса суммарного заряда. Сумма всех степеней окисления в нейтральной молекуле должна быть равна нулю; в ионе — заряду иона. Пример расчёта:
Для соединения Fe₂O₃
- Предположим, что степень окисления кислорода = −2.
- Обозначим степень окисления железа как x.
- Составляем уравнение: 2·x + 3·(−2) = 0.
- Получаем 2x − 6 = 0 → 2x = 6 → x = +3.
Следовательно, в Fe₂O₃ железо находится в окислительном состоянии +3.
Для иона сульфата SO₄²⁻
- Оксиген имеет степень −2, количество атомов = 4 → суммарный вклад = −8.
- Обозначим степень серы как y.
- Уравнение: y + (−8) = −2 (заряд иона).
- y − 8 = −2 → y = +6.
Сера в сульфате имеет степень окисления +6.
Если в соединении присутствуют несколько разных элементов, которые могут менять свои значения, следует использовать известные данные из таблицы окислительных состояний (например, для хлора в хлоридных соединениях обычно +1, в хлорных кислотах может быть +5, +7 и т.д.). При расчёте сложных соединений часто удобно составлять систему уравнений, учитывающую каждый тип атома.
В некоторых случаях степень окисления определяется экспериментально, например, при изучении редокс‑реакций, где наблюдается изменение электронного баланса. Тем не менее, в большинстве учебных задач достаточно перечисленных правил и простого алгебраического расчёта.
Итоговый подход:
- Присвоить каждому элементу условный заряд согласно общепринятым правилам.
- Составить уравнение суммарного заряда, учитывая количество атомов и общий заряд молекулы/иона.
- Решить уравнение, получив требуемые значения.
Таким образом, любой химик может быстро и точно определить степень окисления любого атома, опираясь на эти базовые принципы.