Степень окисления элементов в соединениях

Окислительно-восстановительные реакции

Электрохимия

Модуль 4

В большинстве химических реакций происходит перемещение электронов от одних частиц к другим. Такие реакции называют окислительно-восста­новительными.

Для характеристики состояния элементов в соединениях введено понятие степени окисления. Число электронов, смещенных от атома данного элемента или к атому данного элемента в со­единении, называют степенью окисления. Положительная степень окисления обозначает число электронов, которые смещаются от данного атома, а отрицательная степень окисления — число электронов, которые смещаются к данному атому. Из этого опре­деления следует, что в соединениях:

- с неполярными связями степень окисления элементов равна нулю. Примерами таких соединений служат молекулы, состоящие из одинаковых атомов (С1₂, Н₂). Степень окисления металлов в элементном состоянии равна нулю, так как распределение электронной плотности в них равномерно;

-в простых ионных соединениях степень окисления входящих в них элементов равна электрическому заряду, поскольку при образовании этих соединений происходит практически полный переход электронов от одного атома к другому:

_{+2 -1 +1 +5 -1}

Са С1₂, К N О₃;

- при определении степени окисления элементов в соединениях с полярными ковалентными связями сравнивают значения их электроотрицательностей. Поскольку при образовании химической связи электроны сме­щаются к атомам более электроотрицательных элементов, то последние имеют в соединениях отрицательную степень окисления. Фтор, характеризующийся наибольшим значением электроотрицательности, в соединениях всегда имеет постоянную отрицательную степень окисления -1. Для кислорода, также имеющего высокое значение электроотрицательности, характерна отрицательная степень окисления обычно -2, в пероксидах -1. Исключение составляет соединение ОF₂, в котором степень окисления кислорода +2.

- щелочные и щелочноземельные элементы, для которых свойственно относительно невысокое значение электроотрицательности, всегда имеют положительную степень окисления, равную соответственно +1 и +2.

- постоянную степень окисления (+1) в большинстве соединений проявляет водород, например

Однако в гидридах металлов степень окисления водорода -1, например

Понятие степени окисления для большинства соединений име­ет условный характер, так как не отражает реальный эффективный заряд атома. Однако это понятие весьма широко использует­ся в химии.

Большинство элементов могут проявлять разную степень окисления в соединениях. При определении их степени окисления пользуются правилом, согласно которому сумма степеней окисления элементов в электронейтральных молекулах равна нулю, а в сложных ионах – заряду этих ионов. В качестве примера рассчитаем степень окисления азота в соединениях NаNО₂ и НNО₃. Степень окисления водорода и щелочных металлов в соединениях равна +1, а степень окисления кислорода -2. Соответственно степень окисления азота равна

NаNО₂ 1+ х + 2(-2) = 0, х = +3

NО₃ 1+ х + 3(-2) = 0, х = +5

Аналогичным способом можно определить степень окисления элементов в любых соединениях.

Дата добавления: 2013-12-12