§ 18. Степень окисления

1. Запишите формулы оксидов азота (II), (V), (I), (III), (IV).

2. Дайте названия бинарных соединений, формулы которых: а) Cl₂O₇, Cl₂O, ClO₂; б) FeCl₂, FeCl₃; в) MnS, MnO₂, MnF₄, MnO, MnCl₄; г) Cu₂O, Mg₂Si, SiCl₄, Na₃N, FeS.

3. Найдите по справочникам и словарям всевозможные названия веществ с формулами: а) CO₂ и CO; б) SO₂ и SO₃. Объясните их этимологию. Дайте по два названия этих веществ по международной номенклатуре в соответствии с правилами, изложенными в параграфе.

4. Какое еще название можно дать аммиаку H₃N?

5. Найдите объем, который имеют при н. у. 17 г сероводорода. Сколько молекул его содержится в этом объеме?

6. Вычислите массу 33,6 м³ метана CH₄ при н. у. и определите число его молекул, содержащееся в этом объеме.

7. Определите степень окисления углерода и запишите структурные формулы следующих веществ, зная, что углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен: метана CH₄, тетрахлорметана CCl₄, этана C₂H₄, ацетилена C₂H₂.

Конспект параграфа “§ 18. Степень окисления” для учебника «Химия 8 класс» О. С. Габриелян:

---

Степень окисления — это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения (и ионные и ковалентно-полярные) состоят только из ионов.

Степень окисления может иметь отрицательное, положительное или нулевое значения, которое обычно ставят над символом элемента сверху, например:

Na⁺¹₂S^-2, Mg⁺²₃N^-3₂, Cl⁰₂, N⁺⁵₂O^-2₅

Отрицательное значение степени окисления имеют те атомы, которые приняли электроны от других атомов или смещены общие электронные пары, т.е. атомы более электроотрицательных элементов. И наоборот: положительную степень окисления имеют атомы, которые отдают свои электроны или от которых оттянуты общие электронные пары.

Фтор всегда имеет отрицательную степень окисления (-1), кислород — всегда, кроме соединения с фтором (O⁺²F^-1₂).

У металлов главных подгрупп: I группы (IA группы) во всех соединениях степень окисления равна +1, II группы (IIA группы) равна +2, III группы (IIIA группы) равна +3, например:

K⁺¹₂O^-2, Ca⁺²Cl^-1₂, Al⁺³₂S^-2₃

В большинстве соединений атомы водорода имеют степень окисления +1, но в соединениях с металлами -1, например:

H⁺¹Cl^-1, H⁺¹₂S^-2, H⁺¹₃N^-3

Na⁺¹H^-1, Ca⁺²H^-1₂

Нулевое значение степени окисления имеют атомы в молекулах простых веществ и атомы в свободном состоянии, например:

H⁰₂, N⁰₂, Fe⁰, Al⁰, Cl⁰, N⁰, Na⁰

Понятие «степень окисления» близко к понятию «валентность», но это не одно и то же: валентность применима для веществ, имеющих молекулярное строение, для соединений с ионной связью лучше использовать понятие степень окисления.

Валентность показывает число ковалентных химических связей, которые атом образует с другими атомами. А степень окисления — сколько электронов отдает или принимает атом.

Численно валентность может совпадать со значением степени окисления, но валентность не имеет знака заряда. Например, водород и фтор во всех соединениях имеют валентность 1, но разную степень окисления:

H⁰₂, H⁺¹Cl^-1, Na⁺¹H^-1

F⁰₂, K⁺¹F^-1

В соединениях сумма степеней окисления всегда равна нулю (за исключением ионов — в них сумма степеней окисления равна заряду иона). Зная это, а также степень окисления одного из элементов, можно легко найти степень окисления второго элемента в бинарном соединении путем нахождения наименьшего кратного значения.

Пример для Cl₂O₇. Во всех соединениях кроме соединений с фтором, кислород проявляет отрицательную степень окисления, поэтому: Cl₂O^-2₇. Семь атомов кислорода будут иметь общий заряд: (-2) • 7 = -14. Следовательно, общий заряд атомов хлора будет равен +14, а одного атома хлора (+14) / 2 = +7. Получаем Cl⁺⁷₂O^-2₇.

Названия бинарных соединений образуют из двух слов:
1. Латинское название более электроотрицательного элемента в именительном падеже с суффиксом -ид (например: хлорид, сульфид, оксид, фторид, бромид и т.д.).
2. Название менее электроотрицательного элемента в родительном падеже (например: натрия, калия, магния, железа, кальция и т.д.).

Примеры названий: CaS — сульфид кальция, KCl — хлорид калия, NaBr — бромид натрия, MgO — оксид магния.

Если элемент с положительной степенью окисления имеет свойство проявлять различные степени окисления, то это отражают в названии, указывая текущую степень окисления элемента римской цифрой в скобках. Например:
Fe₂O₃ — оксид железа (III), читается как «оксид железа три».
FeO — оксид железа (II), читается как «оксид железа два».

В некоторых случаях число атомов более электроотрицательного элемента указывают при помощи греческих числительных — моно, ди, три, тетра, пента, гекса… Например:
CO — монооксид углерода, CO₂ — диоксид углерода, PCl₃ — трихлорид фосфора, PbCl₄ — тетрахлорид свинца, PCl₅ — пентахлорид фосфора, SF₆ — гексафторид серы.

Единая терминология и номенклатура регулируется международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК, IUPAC).