Как меняется степень окисления. Что такое степень окисления, как определять и расставлять

Содержание

Степень окисления, как определить, правила определения степени окисления

Как меняется степень окисления. Что такое степень окисления, как определять и расставлять

> Химия > Что такое степень окисления, как определять и расставлять

В школе химия до сих пор занимает место одного из самых сложных предметов, который, ввиду того, что скрывает множество затруднений, вызывает у учеников (обычно это в период с 8 по 9 классы) больше ненависти и безразличия к изучению, чем интереса.

Всё это снижает качество и количество знаний по предмету, хотя во многих сферах по сей день требуются специалисты в этой области. Да, сложных моментов и непонятных правил в химии иногда даже больше, чем кажется.

Один из вопросов, которые волнуют большинство учеников, это что такое степень окисления и как определять степени окисления элементов.

  • Важное правило — правило расстановки, алгоритмы
  • Алгоритмы для кислотных оксидов
  • Расстановка в кислотах, содержащих кислород
  • Основные термины в ОВР
  • Как расставлять степень окисления в солях
  • Правило расстановки в основных оксидах

Важное правило — правило расстановки, алгоритмы

Здесь много говорится о таких соединениях, как оксиды.

Для начала, любой ученик должен выучить определение оксидов — это сложные соединения из двух элементов, в их составе находится кислород.

К классу бинарных соединений оксиды относят по той причине, что в алгоритме кислород стоит вторым по очереди. При определении показателя важно знать правила расстановки и рассчитать алгоритм.

: полярная и неполярная ковалентная связь — что это?

Алгоритмы для кислотных оксидов

Степени окисления — это численные выражения валентности элементов.

К примеру, кислотные оксиды образованы по определённому алгоритму: сначала идут неметаллы или металлы (их валентность обычно от 4 до 7), а после идёт кислород, как и должно быть, вторым по порядку, его валентность равняется двум.

Определяется она легко — по периодической таблице химических элементов Менделеева. Также важно знать то, что степень окисления элементов — это показатель, который предполагает либо положительное, либо отрицательное число.

В начале алгоритма, как правило, неметалл, и его степень окисления — положительная. Неметалл кислород в оксидных соединениях имеет стабильное значение, которое равняется -2. Чтобы определить верность расстановки всех значений, нужно умножить все имеющиеся цифры на индексы у одного конкретного элемента, если произведение с учётом всех минусов и плюсов равняется 0, то расстановка достоверна.

: механизм образования металлической химической связи, примеры.

Расстановка в кислотах, содержащих кислород

Кислоты являются сложными веществами, они связаны с каким-либо кислотным остатком и содержат в себе один или несколько атомов водорода. Здесь, для вычисления степени, требуются навыки в математике, так как показатели, необходимые для вычисления, цифровые. У водорода или протона он всегда одинаков — +1. У отрицательного иона кислорода отрицательная степень окисления -2.

После проведения всех этих действий можно определить степень окисления и центрального элемента формулы. Выражение для её вычисления представляет собой формулу в виде уравнения. Например, для серной кислоты уравнение будет с одним неизвестным.

Основные термины в ОВР

ОВР — это восстановительно-окислительные реакции.

  • Степень окисления любого атома — характеризует способность этого атома присоединять или отдавать другим атомам электроны ионов (или атомов);
  • Принято считать окислителями либо заряженные атомы, либо незаряженные ионы;
  • Восстановителем в этом случае будут заряженные ионы или же, напротив, незаряженные атомы, которые теряют свои электроны в процессе химического взаимодействия;
  • Окисление заключается в отдаче электронов.

: ковалентная неполярная связь, примеры из химии.

Как расставлять степень окисления в солях

Соли состоят из одного металла и одного или нескольких кислотных остатков. Методика определения такая же, как и в кислотосодержащих кислотах.

Металл, который непосредственно образует соль, располагается в главной подгруппе, его степень будет равна номеру его группы, то есть всегда будет оставаться стабильным, положительным показателем.

В качестве примера можно рассмотреть расстановку степеней окисления в нитрате натрия. Соль образуется с помощью элемента главной подгруппы 1 группы, соответственно, степень окисления будет являться положительной и равна единице. В нитратах кислород имеет одного значение — -2.

Для того чтобы получить численное значение, для начала составляется уравнение с одним неизвестным, учитывая все минусы и плюсы у значений: +1+Х-6=0. Решив уравнение, можно прийти к тому факту, что численный показатель положителен и равен + 5. Это показатель азота.

Важный ключ чтобы высчитать степень окисления — таблица.

Правило расстановки в основных оксидах

  • Оксиды типичных металлов в любых соединениях имеют стабильный показатель окисления, он всегда не больше +1, или в других случаях +2;
  • Цифровой показатель металла вычисляется при помощи периодической таблицы. Если элемент содержится в главной подгруппе 1 группы, то его значение будет +1;
  • Значение оксидов, учитывая и их индексы, после умножения суммировано должны быть равны нулю, т.к. молекула в них нейтральна, частица, лишённая заряда;
  • Металлы основной подгруппы 2 группы также имеют устойчивый положительный показатель, который равен +2.

Отзывы и комментарии

Источник: https://obrazovanie.guru/himiya/chto-takoe-stepen-okisleniya-kak-opredelyat-i-rasstavlyat.html

Степени окисления элементов. Как найти степени окисления?

Как меняется степень окисления. Что такое степень окисления, как определять и расставлять

Чтобы правильно расставлять степени окисления, необходимо держать в голове четыре правила.

1) В простом веществе степень окисления любого элемента равна 0. Примеры: Na0, H02, P04.

2) Следует запомнить элементы, для которых характерны постоянные степени окисления. Все они перечислены в таблице.

ЭлементХарактерная степень окисленияИсключения
H+1Гидриды металлов: LIH-1
F-1F2
O-2F2O+2; пероксиды, надпероксиды, озониды
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr+1
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra+2
Al+3

3) Высшая степень окисления элемента, как правило, совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент (например, фосфор находится в V группе, высшая с. о. фосфора равна +5). Важные исключения: F, O.

4) Поиск степеней окисления остальных элементов основан на простом правиле:

В нейтральной молекуле сумма степеней окисления всех элементов равна нулю, а в ионе – заряду иона.

Пример 1. Необходимо найти степени окисления элементов в аммиаке (NH3).

Решение. Мы уже знаем (см. 2), что ст. ок. водорода равна +1. Осталось найти эту характеристику для азота. Пусть х – искомая степень окисления. Составляем простейшее уравнение: х + 3 • (+1) = 0. Решение очевидно: х = -3. Ответ: N-3H3+1.

Пример 2. Укажите степени окисления всех атомов в молекуле H2SO4.

Решение. Степени окисления водорода и кислорода уже известны: H(+1) и O(-2). Составляем уравнение для определения степени окисления серы: 2 • (+1) + х + 4 • (-2) = 0. Решая данное уравнение, находим: х = +6. Ответ: H+12S+6O-24.

Пример 3. Рассчитайте степени окисления всех элементов в молекуле Al(NO3)3.

Решение. Алгоритм остается неизменным. В состав “молекулы” нитрата алюминия входит один атом Al(+3), 9 атомов кислорода (-2) и 3 атома азота, степень окисления которого нам и предстоит вычислить. Соответствующее уравнение: 1 • (+3) + 3х + 9 • (-2) = 0. Ответ: Al+3(N+5O-23)3.

Пример 4. Определите степени окисления всех атомов в ионе (AsO4)3-.

Решение. В данном случае сумма степеней окисления будет равна уже не нулю, а заряду иона, т. е., -3. Уравнение: х + 4 • (-2) = -3. Ответ: As(+5), O(-2).

Что делать, если неизвестны степени окисления двух элементов

А можно ли определить степени окисления сразу нескольких элементов, пользуясь похожим уравнением? Если рассматривать данную задачу с точки зрения математики, ответ будет отрицательным. Линейное уравнение с двумя переменными не может иметь однозначного решения. Но ведь мы решаем не просто уравнение!

Пример 5. Определите степени окисления всех элементов в (NH4)2SO4.

Решение. Степени окисления водорода и кислорода известны, серы и азота – нет. Классический пример задачи с двумя неизвестными! Будем рассматривать сульфат аммония не как единую “молекулу”, а как объединение двух ионов: NH4+ и SO42-.

Заряды ионов нам известны, в каждом из них содержится лишь один атом с неизвестной степенью окисления. Пользуясь опытом, приобретенным при решении предыдущих задач, легко находим степени окисления азота и серы. Ответ: (N-3H4+1)2S+6O4-2.

Вывод: если в молекуле содержится несколько атомов с неизвестными степенями окисления, попробуйте “разделить” молекулу на несколько частей.

Как расставлять степени окисления в органических соединениях

Пример 6. Укажите степени окисления всех элементов в CH3CH2OH.

Решение. Нахождение степеней окисления в органических соединениях имеет свою специфику. В частности, необходимо отдельно находить степени окисления для каждого атома углерода. Рассуждать можно следующим образом. Рассмотрим, например, атом углерода в составе метильной группы.

Данный атом С соединен с 3 атомами водорода и соседним атомом углерода. По связи С-Н происходит смещение электронной плотности в сторону атома углерода (т. к. электроотрицательность С превосходит ЭО водорода). Если бы это смещение было полным, атом углерода приобрел бы заряд -3.

Атом С в составе группы -СН2ОН связан с двумя атомами водорода (смещение электронной плотности в сторону С), одним атомом кислорода (смещение электронной плотности в сторону О) и одним атомом углерода (можно считать, что смещения эл. плотности в этом случае не происходит). Степень окисления углерода равна -2 +1 +0 = -1.

Ответ: С-3H+13C-1H+12O-2H+1.

Не смешивайте понятия “валентность” и “степень окисления”!

Степень окисления часто путают с валентностью. Не совершайте подобной ошибки. Перечислю основные отличия:

  • степень окисления имеет знак (+ или -), валентность – нет;
  • степень окисления может быть равна нулю даже в сложном веществе, равенство валентности нулю означает, как правило, что атом данного элемента не соединен с другими атомами (всякого рода соединения включения и прочую “экзотику” здесь обсуждать не будем);
  • степень окисления – формальное понятие, которое приобретает реальный смысл лишь в соединениях с ионными связями, понятие “валентность”, наоборот, наиболее удобно применять по отношению к ковалентным соединениям.

Степень окисления (точнее, ее модуль) часто численно равен валентности, но еще чаще эти величины НЕ совпадают. Например, степень окисления углерода в CO2 равна +4; валентность С также равна IV. А вот в метаноле (CH3OH) валентность углерода остается той же, а степень окисления С равна -1.

Небольшой тест на тему “Степень окисления”

Потратьте несколько минут, проверьте, как вы усвоили эту тему. Вам необходимо ответить на пять несложных вопросов. Успехов!

Для желающих еще немного потренироваться рекомендую соответствующий тематический тест.

Источник: http://www.repetitor2000.ru/st_okisl.html

Урок №54. Валентность и степень окисления. Правила определения степеней окисления элементов – ХиМуЛя

Как меняется степень окисления. Что такое степень окисления, как определять и расставлять

I. Валентность

Валентность химических элементов (повторение)

II. Степень окисления (новыйматериал)

Степеньокисления – этоусловный заряд, который получает атом в результате полной отдачи(принятия) электронов, исходя из условия, что все связи в соединении ионные.

Рассмотрим строение атомов фтора и натрия:

F +9 )2)7 

Na +11 )2)8)1

– Что можно сказать о завершённости внешнего уровня атомов фтора и натрия?

– Какому атому легче принять, а какому легче отдать валентные электроны сцелью завершения внешнего уровня?

– Оба атомаимеют незавершённый внешний уровень?

– Атомунатрия легче отдавать электроны, фтору – принять электроны до завершениявнешнего уровня.

F0 + 1ē → F-1 (нейтральный атом принимает один отрицательный электрон и приобретаетстепень окисления «-1», превращаясь в отрицательно заряженный ион – анион)

Na0 – 1ē → Na+1 (нейтральный атом отдаёт один отрицательный электрон и приобретает степеньокисления «+1», превращаясь в положительно заряженный ион – катион)

– Процесс отдачи электронов атомом, называется окислением. – Атом, отдающий электроны и повышающий свою степень окисления, окисляется и называется восстановителем.– Процесс принятия электронов атомом, называется восстановлением.– Атом, принимающий электроны и понижающий свою степень окисления, восстанавливается и называется окислителем.

Какопределить степень окисления атома в ПСХЭ Д.И. Менделеева?

Правила определениястепени окисления атома в ПСХЭ Д.И. Менделеева:

1. Водород обычнопроявляет степень окисления (СО) +1  (исключение, соединения с металлами(гидриды) – у водорода СО равна (-1) Me+nHn-1)

2. Кислород обычнопроявляет СО -2 (исключения: О+2F2, H2O2-1 – перекись водорода)

3. Металлы проявляюттолько  +n  положительнуюСО

4. Фтор проявляетвсегда СО равную -1 (F-1)

5. Для элементов главных подгрупп:

Высшая СО (+) = номеру группыNгруппы

НизшаяСО (-) = Nгруппы8

Правила определения степениокисления атома в соединении:

I.Степень окисления свободных атомов и атомов в молекулах простых веществ равна нулю–  Na0, P40, O20

II. В сложномвеществе алгебраическая сумма СО всех атомов с учётом их индексов равнанулю = 0, а в сложном ионе его заряду.

Например,     H+1N+5O3-2:      (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0

[S+6O4 -2]2-:    (+6)*1+(-2)*4 = -2

Задание 1 – определитестепени окисления всех атомов в формуле серной кислоты H2SO4?

1.Проставим известные степени окисления у водорода и кислорода, а СО  серы примем за «х»

H+1SxO4-2

2.Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):

(+1)*1+(х)*1+(-2)*4=0

Х=6или (+6), следовательно, у серы CО  +6, т.е.  S+6

Задание 2 – определитестепени окисления всех атомов в формуле фосфорной кислоты H3PO4?

1.Проставим известные степени окисления у водорода и кислорода, а СО  фосфора  примем за «х»

H3+1PxO4-2

2.Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):

(+1)*3+(х)*1+(-2)*4=0

Х=5или (+5), следовательно, у фосфора CО  +5, т.е.  P+5

Задание 3– определитестепени окисления всех атомов в формуле иона аммония (NH4)+?

1.Проставим известную степень окисления у водорода, а СО  азота  примемза «х»

(NхH4+1)+

2.Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):

(х)*1+(+1)*4=+1

Х=-3,следовательно, у азота CО  -3, т.е.  N-3

Алгоритм составления формулы по степени окисления

Составление названий бинарных соединений

Сравним понятия «валентность» и «степень окисления»:

ЗАКРЕПЛЕНИЕ

Определите степени окисления атомов в формулах веществ:

Br2, CaO , SiO2, H2CO3 , CuO , Cu2O , Н2, KNO3 , FeO , Fe , Fe2O3, Fe(OH)2, Fe2(SO4)3, N2, HClO4

Источник: https://www.sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/8-klass/urok-no54-valentnost-i-stepen-okislenia-pravila-opredelenia-stepenej-okislenia-elementov

Как определить степень окисления элементов: чему она равна и что это такое

Как меняется степень окисления. Что такое степень окисления, как определять и расставлять

В химических процессах главную роль играют атомы и молекулы, свойства которых определяют исход химических реакций. Одной из важных характеристик атома является окислительное число, которое упрощает метод учета переноса электронов в частице. Как определить степень окисления или формальный заряд частицы и какие правила необходимо знать для этого?

Определение

Любая химическая реакция обусловлена взаимодействием атомов различных веществ. От характеристик мельчайших частиц зависит процесс реакции и ее результат.

Термин окисление (оксидация) в химии означает реакцию, в ходе которой группа атомов или один из них теряют электроны или приобретают, в случае приобретения реакцию называют «восстановлением».

Степень окисления – это величина, которая измеряется количественно и характеризует перераспределяемые электроны в ходе реакции. Т.е.

в процессе оксидации электроны в атоме уменьшаются или увеличиваются, перераспределяясь между другими взаимодействующими частицами, и уровень оксидации показывает, как именно они реорганизуются.

Данное понятие тесно связано с электроотрицательностью частиц – их умением притягивать и отталкивать от себя свободные ионы.

! Что такое алканы: строение и химические свойства

Определение уровня оксидации зависит от характеристик и свойств конкретного вещества, поэтому нельзя однозначно назвать процедуру вычисления легкой или сложной, но ее результаты помогают условно записать процессы окислительно-восстановительных реакций. Следует понимать, что полученный результат вычислений является результатом учета переноса электронов и не имеет физического смысла, а также не является истинным зарядом ядра.

Важно знать! Неорганическая химия часто использует термин валентности вместо степени окисления элементов, это не является ошибкой, но следует учитывать, что второе понятие более универсальное.

Понятия и правила вычислений движения электронов являются основой для классификации химических веществ (номенклатура), описания их свойств и составления формул связи. Но наиболее часто данное понятие используется для описания и работы с окислительно-восстановительными реакциями.

Правила определения степени окисления

Как узнать степень окисления? При работе с окислительно-восстановительными реакциями важно знать, что формальный заряд частицы всегда будет равен величине электрона, выраженного в числовом значении.

Эта особенность связана с тем предположением, что электронные пары, образующие связь, всегда полностью смещаются в сторону более отрицательных частиц.

Следует понимать, что речь идет об ионных связях, а в случае реакции при ковалентной связи электроны будут делиться поровну между одинаковыми частицами.

Окислительное число может иметь как положительные, так и отрицательные значения.

Все дело в том, что в процессе реакции атом должен стать нейтральным, а для этого нужно либо присоединить к иону некое количество электронов, если он положительный, либо отнять их, если он отрицательный.

Для обозначения данного понятия при записи формулы обычно прописывают над обозначением элемента арабскую цифру с соответствующим знаком. Например,  или  и т.д.

Следует знать, что формальный заряд металлов всегда будет положительным, а в большинстве случаев, чтобы определить его, можно воспользоваться таблицей Менделеева. Существует ряд особенностей, которые необходимо учитывать, чтобы определять показатели правильно.

Как определить степень окисления

Степень оксидации:

  1. У простых элементов всегда равна нулю:  или .
  2. У фтора всегда будет равна -1.
  3. Как и у металлов, у элементов из групп IA, IIA и IIIA групп всегда одинаковая – это номер группы, в которой они расположены.
  4. У кислорода в любой связи равна -2, кроме связей с пероксидами (Н2О2), когда значение равно -1 и оксидом фтора (O+2F2-1, O2+1F2-1), когда она равна +2.
  5. У водорода всегда +1, кроме его взаимодействия с гидридами (Na+H- и связями по типу C+4H4-1).
  6. У простого вещества без связей с другими элементами всегда равна нулю.
  7. У простого иона с одним атомом равна числу его электрона (Na+, Ca+2).
  8. Если рассматривается связь двух веществ различной природы (металл и неметалл), то отрицательное окислительное число будет наблюдаться у вещества, которое обладает большей электроотрицательностью (H+F-, Cu+Br-), а положительное, соответственно, у элемента с электроотрицательностью больше нуля.
  9. У щелочных металлов, таких как литий, натрий, калий и прочих, всегда +1.
  10. У металлов из главной подгруппы II (магний, барий, кальций и стронций) равна +2.
  11. У алюминия всегда одинаковое значение — +3.

Запомнив эти особенности, достаточно просто будет определять окислительное число у элементов, независимо от сложности и количества уровней атомов.

Как определить степень окисления

Периодическая таблица Менделеева содержит почти всю необходимую информацию для работы с химическими элементами. Например, школьники используют только ее для описания химических реакций. Так, чтобы определить максимальные положительные и отрицательные значения окислительного числа необходимо свериться с обозначением химического элемента в таблице:

  1. Максимально положительное – это номер группы, в которой находится элемент.
  2. Максимально отрицательная степень окисления – это разница между максимально положительной границей и числом 8.

Таким образом, достаточно просто узнать крайние границы формального заряда того или иного элемента. Такое действие можно совершить с помощью вычислений на основе таблицы Менделеева.

Важно знать! У одного элемента могут быть одновременно несколько различных показателей оксидации.

Различают два основных способа определения уровня оксидации, примеры которых представлены ниже. Первый из них – это способ, который требует знаний и умений применять законы химии. Как расставлять степени окисления с помощью этого способа?

Правило определения степеней окисления

Для этого необходимо:

  1. Определить, является ли данное вещество элементарным и находится ли оно вне связи. Если да, то его окислительное число будет равно 0, независимо от состава вещества (отдельные атомы или многоуровневые атомные соединения).
  2. Определить, состоит ли рассматриваемое вещество из ионов. Если да, то степень оксидации будет равна их заряду.
  3. Если рассматриваемое вещество металл, то посмотреть на показатели других веществ в формуле и вычислить показания металла путем арифметических действий.
  4. Если все соединение имеет один заряд (по сути это сумма всех частиц представленных элементов), то достаточно определить показатели простых веществ, затем вычесть их от общей суммы и получить данные металла.
  5. Если связь нейтральная, то общая сумма должна быть равна нулю.

! Уроки химии: что это такое галогены

Для примера можно рассмотреть объединение  с ионом алюминия, чей общий заряд равен нулю. Правила химии подтверждают тот факт, что ион Cl имеет окислительное число -1, а в данном случае их три в соединении. Значит ион Al должен быть равен +3, чтобы все соединение было нейтральным.

Этот способ весьма хорош, поскольку правильность решения всегда можно проверить, если сложить все уровни оксидации вместе.

Второй метод можно применять без знания химических законов:

  1. Найти данные частиц, по отношению к которым нет строгих правил и точное количество их электронов неизвестно (можно путем исключения).
  2. Выяснить показатели всех прочих частиц и после из общей суммы путем вычитания найти нужную частицу.

Рассмотрим второй метод на примере вещества Na2SO4, в котором не определен атом серы S, известно лишь, что он отличен от нуля.

! Уроки химии: катионы и анионы – что это такое

Чтобы найти, чему равны все степени окисления необходимо:

  1. Найти известные элементы, помня о традиционных правилах и исключениях.
  2. Ион Na = +1, а каждый кислород = -2.
  3. Умножить количество частиц каждого вещества на их электроны и получить степени оксидации всех атомов, кроме одного.
  4. В Na2SO4 состоят 2 натрия и 4 кислорода, при умножении получается: 2 X +1 = 2 – это окислительное число всех частиц натрия и 4 X -2 = -8 – кислородов.
  5. Сложить полученные результаты 2+(-8) =-6 – это общий заряд соединения без частицы серы.
  6. Представить химическую запись в виде уравнения: сумма известных данных + неизвестное число = общий заряд.
  7. Na2SO4 представлено следующим образом: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Таким образом, чтобы использовать второй метод, достаточно знать простые законы арифметики.

Таблица оксидации

Для простоты работы и вычисления показателей оксидации для каждого химического вещества используют специальные таблицы, где прописаны все данные.

Она выглядит следующим образом:

Вывод

Нахождение степени окисления для химического вещества – это простое действие, которое требует лишь внимательности и знания основных правил и исключений. Зная исключения и пользуясь специальными таблицами, это действие не будет занимать много времени.

Источник: https://znaniya.guru/himiya/kak-rasstavlyat-i-kak-opredelit-stepen-okisleniya-elementov.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.