Как определить степень окисления элемента в соединении?
Для этого нужно придерживаться нескольких простых правил:
- Степень окисления атомов в простых веществах всегда равна нулю. Например, в молекуле Cl2 степень окисления хлора равна нулю.
- 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.
- В сложных соединениях сумма степеней окисления всех атомов должна равняться заряду этого соединения.
- 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.
- 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 Cr2O72-.
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-