Электроны связывают два процесса
Переключай этапы передачи. Модель подписывает и собственное изменение частицы, и её роль для партнёра.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
Окисление — отдача электронов
Когда частица отдаёт электроны, её степень окисления увеличивается. Fe⁰ → Fe²⁺ + 2e⁻ — окисление железа. Потеря отрицательных зарядов делает значение степени окисления более положительным.
Окисление не обязательно требует кислорода. В реакции железа с солью меди кислород может отсутствовать, но передача электронов всё равно происходит. Современное определение шире исторического «соединения с кислородом».
Начало
Fe: степень окисления 0.
Отдача
Два электрона уходят.
Конец
Fe: степень окисления +2.
Окисление означает отдачу электронов и повышение степени окисления. Присутствие кислорода для этого процесса необязательно.
Восстановление — принятие электронов
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰ — восстановление меди. Присоединение отрицательных зарядов уменьшает степень окисления с +2 до 0. При этом ион превращается в атом, входящий в простое вещество.
Понижение может завершаться отрицательной степенью окисления: переход 0 → −2 тоже восстановление. Сравнивают числа на числовой оси, а не только наличие знака плюс.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| 0 → +2 | Число увеличилось | Окисление |
| +2 → 0 | Число уменьшилось | Восстановление |
| 0 → −2 | Число уменьшилось | Восстановление |
Восстановление означает принятие электронов и понижение степени окисления. Направление изменения определяют сравнением чисел.
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
Кристаллы сульфата меди
Синие кристаллы медного купороса — сульфата меди(II) с кристаллизационной водой CuSO₄·5H₂O.
Crystal Titan · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Окислитель и восстановитель
Восстановитель отдаёт электроны и сам окисляется. Окислитель принимает электроны и сам восстанавливается. Название описывает действие на партнёра, поэтому его легко перепутать с собственным изменением частицы.
В паре Fe и Cu²⁺ железо — восстановитель, ионы меди(II) — окислитель. Чтобы определить роли, сначала записывают отдачу и принятие электронов, затем называют вещества.
| Роль | Что делает с электронами | Что происходит с ним |
|---|---|---|
| Восстановитель | Отдаёт | Окисляется |
| Окислитель | Принимает | Восстанавливается |
Восстановитель сам окисляется, отдавая электроны. Окислитель сам восстанавливается, принимая электроны.
Два процесса идут вместе
Электроны, отданные одним участником, принимаются другим. Для Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu передаются два электрона. Число отданных и принятых электронов одинаково.
Электроны в таком учёте не появляются из ничего и не исчезают. В итоговом уравнении полной реакции их обычно нет среди веществ: они сокращаются при объединении двух процессов. Равенство электронов проверяют до окончательной записи коэффициентов; оно не заменяет проверку всех атомов.
Окисление
Fe → Fe²⁺ + 2e⁻
Восстановление
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
Сумма
Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu
Окисление и восстановление взаимосвязаны. Число отданных электронов равно числу принятых.
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», § 49. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 49. Процессы окисления и восстановления.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