Для этого нужно придерживаться нескольких простых правил:

1. Степень окисления атомов в простых веществах всегда равна нулю. Например, в молекуле Cl₂ степень окисления хлора равна нулю.


2. В единичном ионе степень окисления атома равна заряду этого иона. Например, в ионах Fe²⁺ и Fe³⁺ степень окисления железа будет равна +2 и +3 соответственно.


3. В сложных соединениях сумма степеней окисления всех атомов должна равняться заряду этого соединения.


4. Отрицательный заряд находится у того атома, который расположен в таблице Менделеева правее. Кроме этого, можно использовать ряд Бекетова. В соединениях с неметаллами водород всегда имеет положительную степень окисления +1.


5. При расчетах степеней окисления нужно учитывать валентность химического элемента в соединении.

Рассмотрим на конкретных примерах.

---

Примеры

Определить степень окисления элементов в углекислом газе CO₂.

1. Молекула не имеет заряда, значит сумма зарядов атомов равна нулю.

2. Кислород в таблице Менделеева находится правее, чем углерод. Значит именно кислород имеет отрицательную степень окисления.

3. Валентность углерода равна четырём, а кислорода – двум.

Исходя из всех этих утверждений мы можем рассчитать степени окисления: C⁺⁴ O₂^-2.

4. В конце проводим проверку: складываем степени окисления атомов в соединении (мы должны получить ноль – см. пункт 1). +4 (атом углерода) – 2 * 2 (степень окисления кислорода * 2 атома) = +4 – 4 =0. Значит у нас всё сходится.

Определить степень окисления элементов в H₂S.

Действуем по тому же принципу: молекула не имеет заряда, водород одновалентен и в соединении с неметаллом имеет степень окисления +1.

H₂⁺¹ S^-2

Делаем проверку: +1 * 2 – 2 = +2 -2 = 0.

Определить степень окисления элементов в H₂O.

H₂⁺¹ O^-2

Определить степень окисления элементов в P₂O₅.

Кислород находится правее фосфора, значит имеет отрицательную степень окисления. Валентность кислорода равна двум, значит валентность фосфора здесь равна пяти.

P₂⁺⁵ O₅^-2

Проверяем: +5 * 2 – 2 * 5 = +10 – 10 = 0.

Определить степень окисления элементов в SO₂ и SO₃.

S⁺⁴ O₂^-2 и S⁺⁶ O₃^-2.

Определить степень окисления элементов в H₃BO₃.

Вспоминаем: в соединениях с неметаллами водород всегда имеет степень окисления +1.

Самым электроотрицательным элементом в соединении является кислород, значит именно он имеет отрицательную степень окисления. Исходя из этого вычислим степень окисления бора:

H₃⁺¹ B^+x O₃^-2

+1 * 3 + x – 2*3 = 0

+3 + x – 6 = 0

x = 3

H₃⁺¹ B⁺³ O₃^-2

Определить степень окисления элементов в H₂SO₄.

Здесь аналогично примеру выше: водород +1, кислород -2. Находим степень окисления серы:

H₂⁺¹ S^+x O₄^-2

+1 * 2 + x – 2 * 4 = 0

+2 + x – 8 = 0

x = 6

H₂⁺¹ S⁺⁶ O₄^-2

Определить степень окисления элементов в KMnO₄

В перманганате калия самый электроотрицательный элемент – кислород. Именно он имеет отрицательную степень окисления (-2). В соединении содержится 4 атома кислорода, что дает суммарный заряд 4*(-2) = -8

Калий имеет на внешнем энергетическом слое всего 1 электрон, его степень окисления всегда равна +1.

Тогда, степень окисления марганца: -8 + 1 = +7

K⁺¹Mn⁺⁷O^-2₄

Определить степень окисления элементов в ионе Cr₂O₇^2-.

Кислород находится в таблице Менделеева правее, чем хром. Значит кислород имеет отрицательную степень окисления. Обращаю внимание, что ион имеет заряд -2. Найдем степень окисления хрома:

(Cr₂^+x O₇^-2) ^2-

2 * x – 2 * 7 = – 2

2x – 14 = – 2

2x = 12

x = 6

(Cr₂⁺⁶ O₇^-2) ^2-

Чтобы узнать число атомов в молекуле, достаточно знать молекулярную формулу вещества. После чего мы суммируем число всех атомов в молекуле. Число атомов конкретного химического элемента в веществе мы узнаем по нижнему индексу.

Среди простых веществ, в природе молекулы встречаются не так часто. Среди них: водород H₂, азот N₂, кислород O₂, озон O₃, йод I₂. За исключением озона все эти молекулы содержат по 2 атома.

---

Примеры

Определить количество атомов в молекуле воды H₂O.

Молекула воды содержит 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Значит всего в молекуле содержится 3 атома.

Определить количество атомов в молекуле этана C₂H₆.

Молекула содержит 2 атома углерода и 6 атомов водорода. Всего в молекуле содержится 2 + 6 = 8 атомов.

Определить количество атомов в молекуле оксида азота (V) N₂O₅.

Молекула содержит 2 атома азота и 5 атомов кислорода. Всего в молекуле содержится 2 + 5 = 7 атомов.

Определить количество атомов в молекуле пищевой соды NaHCO₃.

Молекула содержит 1 атом натрия, 1 атом водорода и 3 атома кислорода. Всего в молекуле содержится 1 + 1 + 3 = 5 атомов.

Определить число атомов в молекуле глюкозы C₆H₁₂O₆.

Молекула содержит 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода. Всего в молекуле содержится 6 + 12 + 6 = 24 атома.

Определить число атомов в молекуле аспаргина (одна из аминокислот) C₄H₈O₃N₂.

Как видим, молекула аспаргина содержит 4 атома углерода, 8 атомов водорода, 3 атома кислорода и 2 атома азота. Всего молекула содержит 4 + 8 + 3 + 2 = 17 атомов.

Как видим, рассчитать общее число атомов в молекуле не такая уж и сложная задача.

Под элементарными частицами в данном контексте нужно понимать нейтроны, протоны и электроны. Т.е. количество элементарных частиц в атоме равно сумме нейтронов, протонов и электронов этого атома.

Таким образом, вопрос можно разделить на два других:

1. Как определить число протонов и нейтронов в атоме?
2. Как определить общее число электронов в атоме?

Но в данном случае нам даже не нужно вычислять число нейтронов и протонов в ядре атома – эта информация у нас уже есть! Массовое число (относительная атомная масса) химического элемента есть сумма числа протонов и нейтронов в ядре атома.

A = N + Z

Также напомню, что в нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, которое, в свою очередь, равно порядковому номеру химического элемента в таблице Менделеева.

Таким образом можно составить простейшую формулу для вычисления числа элементарных частиц в атоме:

N (частиц) = A + Z

Где A – массовое число атома химического элемента, а Z – заряд ядра атома (порядковый номер элемента).

Если же вам нужно знать число отдельных элементарных частиц, то:

• число протонов: равно порядковому номера элемента;
• число нейтронов: определяется вычитанием из массового числа атома числа протонов (см. выше);
• число электронов: равно порядковому номеру элемента для нейтрального атома.

---

Примеры

Определить количество элементарных частиц в атоме ⁷Li.

Порядковый номер элемента 3 поэтому в атоме содержится 3 электрона.

N (частиц) = 7 (массовое число) + 3 (порядковый номер) = 10

Определить количество элементарных частиц в атоме ⁵⁹Ni.

Порядковый номер элемента 28 поэтому в атоме содержится 28 электронов.

N (частиц) = 59 (массовое число) + 28 (порядковый номер) = 87

Определить количество элементарных частиц в атоме ⁹⁶Mo.

Порядковый номер элемента 42 поэтому в атоме содержится 42 электрона.

N (частиц) = 96 (массовое число) + 42 (порядковый номер) = 138

Определить количество элементарных частиц в атоме ²⁰⁷Pb.

Порядковый номер элемента 82 поэтому в атоме содержится 82 электрона.

N (частиц) = 207 (массовое число) + 82 (порядковый номер) = 289