Находим неизвестную степень окисления
Выбирай формулу. Полосы вкладов покажут, какое значение уравновешивает сумму с учётом индексов.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
Условный заряд для электронного учёта
Степень окисления — условный заряд атома, рассчитанный при отнесении общих электронов к более электроотрицательному атому. Для одинаковых атомов общую пару делят поровну. Это способ учёта электронов в химических формулах.
Степень окисления не обязательно равна реальному заряду атома. В HCl значения H +1 и Cl −1 формальны, а связь ковалентная полярная. Валентность тоже другая величина: она не имеет знака плюс или минус.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| Степень окисления | Условный заряд со знаком | Электронный учёт |
| Валентность | Число связей в простой модели | Без знака заряда |
| Частичный заряд | Распределение электронной плотности | Обозначают δ+ или δ− |
Степень окисления является формальной величиной электронного учёта. Её отличают от валентности и реального частичного заряда.
Правила, с которых начинают
В простом веществе степень окисления элемента равна нулю: Fe, O₂, O₃. У одноатомного иона она равна заряду иона. В большинстве соединений O имеет −2, H +1, а F −1.
Есть исключения: в пероксидах O имеет −1, в гидридах металлов H имеет −1. Поэтому сначала читают тип вещества, а затем применяют обычное правило. Исключения не отменяют общий принцип суммы зарядов.
| Случай | Степень окисления |
|---|---|
| Простое вещество | 0 |
| Одноатомный ион | Равна заряду |
| O обычно | −2; в пероксидах −1 |
| H обычно | +1; в гидридах металлов −1 |
| F в соединениях | −1 |
Для определения степени окисления используют опорные правила. Перед расчётом проверяют известные исключения.
Модель молекулы воды H₂O
В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.
Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Ржавчина на поверхности железа
Коррозия железа показывает превращение вещества; ржавчина имеет сложный состав и не является одним чистым оксидом.
Titus Tscharntke · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Сумма в нейтральном соединении равна нулю
В H₂SO₄ два H дают +2, четыре O дают −8. Для нейтральности S должен дать +6: 2 · (+1) + x + 4 · (−2) = 0. Поэтому степень окисления серы +6.
Учитывают индексы всех атомов. Для Fe₂O₃ уравнение 2x + 3 · (−2) = 0 даёт x = +3. Нельзя приписать каждому Fe значение +6, забыв, что железа два атома. В конце полезно проверить: 2 · (+3) + 3 · (−2) = 0, поэтому заряд всей формульной единицы скомпенсирован.
Назначить известные
H +1, O −2.
Умножить на индексы
2 · (+1) и 4 · (−2).
Найти неизвестное
x = +6 для S.
Алгебраическая сумма степеней окисления нейтрального соединения равна нулю. Индексы учитывают как множители вкладов.
У сложного иона сумма равна его заряду
В SO₄²⁻ сумма должна быть −2: x + 4 · (−2) = −2, откуда S +6. Правило отличается от нейтральной молекулы правой частью уравнения.
После расчёта подставляют результат обратно. Для NH₄⁺: x + 4 = +1, поэтому N −3. Знак внешнего заряда относится ко всему иону, а не только к последнему атому формулы. Для иона нельзя молча заменить правую часть нулём: это привело бы к другому значению степени окисления.
SO₄²⁻
x − 8 = −2 → S +6
NH₄⁺
x + 4 = +1 → N −3
Проверка
Сумма должна совпасть с зарядом частицы
Сумма степеней окисления сложного иона равна его заряду. Проверка подстановкой подтверждает найденное значение.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 8 класс», § 48. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 48. Степень окисления.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах