Поскольку такое предположение является условным, следовательно и степень окисления - величина формальная, не отражающая реальных соотношений зарядов атомов в молекуле, однако это понятие применяется в некоторых логических построениях (классификация соединений, вычисление коэффициентов в уравнениях и т. д.).Степень окисления является характеристикой состояния атома в веществе. Она численно равна заряду на атоме в сложном веществе при условии смещения всех общих электронных пар к атомам более электроотрицательных элементов, т. е. степень окисления рассчитывается из предположения, что все ковалентные связи стали ионными.
Остановимся на правилах определения степеней окисления атомов в различных веществах. Степень окисления атомов в простых веществах равна 0. В составе сложных веществ натрий, калий и другие щелочные металлы имеют постоянную степень окисления +1, металлы IIA группы (от бериллия до радия) +2, такую же степень окисления имеют кадмий и цинк, алюминий в соединениях всегда имеет степень окисления +3. Фтор как наиболее электроотрицательный элемент в соединениях имеет степень окисления только -I.
Многие элементы имеют переменные степени окисления в сложных веществах. Кислород в большинстве соединений имеет степень окисления -2. Только в соединениях с фтором степень окисления кислорода может быть положительной. Степень окисления кислорода -I характерна для пероксидов. Пероксиды содержат связь -О-О-, например H2O2 (пероксид водорода), Na2O2 (пероксид натрия), BaO2 (пероксид бария).
Водород в соединениях с металлами имеет степень окисления -1 (гидрид натрия NaH, гидрид кальция CaH2 и др). В соединениях с неметаллами степень окисления водорода равна +1.
Таким образом, в большинстве соединений (оксиды, кислоты, основания, средние соли, кислые соли, основные соли) степень окисления кислорода равна -2, а водорода +1.
У неметаллов (кроме фтора и кислорода) максимальная степень окисления равна номеру группы: у углерода и кремния +4, у азота, фосфора, а также остальных элементов VA группы - +5, у серы, селена и теллура - +6, у хлора, брома и иода - +7. Минимальная степень окисления всех неметаллов в соединениях равна разности между 8 и номером группы со знаком минус: у углерода и кремния -4, у элементов VA группы -3, у кислорода, серы, селена и теллура -2, у галогенов -1.
Железо в большинстве соединений имеет степень окисления +2 и +3, медь +1 и +2, хром +2, +3 и +6, марганец +2, +4, +6 и +7. Серебро преимущественно в соединениях имеет степень окисления +1.
Молекулы и формульные единицы веществ ионного строения электронейтральны.
В бинарных соединениях ионного строения степень окисления атома равна по знаку и величине заряду иона, например в бромиде бария BaBr2 степень окисления бария равна +2, а брома - -1.
В бинарных соединениях молекулярного строения степень окисления более электроотрицательного атома считается отрицательной, а менее электроотрицательного атома - положительной. Например, в аммиаке степень окисления азота равна -3, а во фториде азота - +3.
В более сложных случаях степень окисления рассчитывается на основании электронейтральности формульных единиц и известных степеней окисления.
Примеры
Пример 1. Вычислить степень окисления железа в соединениях: а) Fe(OH)Cl2; б) Na2FeO4.
Решение. Примем в обоих случаях степень окисления железа за х. В Fe(OH)Cl2 ион железа связан с гидроксид-ионом и хлорид-ионами. Степени окисления кислорода, водорода и хлора равны -2, +1 и -1, соответственно. Тогда с учетом электронейтральности формульной единицы
х + (-2) + I + 2(-1) = О,
откуда х = +3.
Для Na2FeO4 уравнение выглядит так:2(+1) + х + 4(-2) = О,
откуда х = +6.
Список использованной литературы
- Попков В. А., Пузаков С. А. Общая химия: учебник. - М.: ГЭОТАР-Медия, 2010. - 976 с.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [с. 92-93]
