ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 8 класс · § 48
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 48. Степень окисления

Как формальный электронный учёт помогает найти степень окисления?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как формальный электронный учёт помогает найти степень окисления?

Исследуем вместе

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.

01

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 / объектЧто означаетПояснение
Степень окисленияУсловный заряд со знакомЭлектронный учёт
ВалентностьЧисло связей в простой моделиБез знака заряда
Частичный зарядРаспределение электронной плотностиОбозначают δ+ или δ−

Степень окисления является формальной величиной электронного учёта. Её отличают от валентности и реального частичного заряда.

02

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.

СлучайСтепень окисления
Простое вещество0
Одноатомный ионРавна 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.

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.

03

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.

04

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.

Соберём главное

Шесть выводов

01Степень окисления является формальной величиной электронного учёта. Её отличают от валентности и реального частичного заряда.
02Для определения степени окисления используют опорные правила. Перед расчётом проверяют известные исключения.
03Алгебраическая сумма степеней окисления нейтрального соединения равна нулю. Индексы учитывают как множители вкладов.
04Сумма степеней окисления сложного иона равна его заряду. Проверка подстановкой подтверждает найденное значение.
05Знак заряда всей частицы относится ко всей формуле. Его не приписывают автоматически последнему атому.
06Подстановка найденного значения проверяет расчёт. Сумма должна совпасть с зарядом молекулы или иона.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Степень окисления — …
2. Чем она отличается от валентности?
3. Степень окисления O в O₂ равна…
4. У одноатомного иона степень окисления равна…
5. Обычно O в соединениях имеет…
6. Какое исключение верно?
7. Сумма в нейтральном соединении равна…
8. Степень окисления S в H₂SO₄ равна…
9. Степень окисления Fe в Fe₂O₃ равна…
10. Сумма степеней окисления в SO₄²⁻ равна…

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
↑

Загрузка прогресса…