Определение степеней окисления - базовый навык, который ребята приобретают в 8 классе. Но иногда получается так, что это умение теряется или наоборот его и не было совсем. Поэтому и возникает вопрос, а как же определять степени окисления в соединениях?
Если вы не умеете совсем их определять или просто подзабыли как это сделать, а может есть какие-то редкие соединения, в которых просто непонятно как их определять, то тогда вам сюда!
Начнем с того, что у некоторых элементов есть постоянные степени окисления в соединениях и их надо знать наизусть, т.к. именно от этих знаний мы будем отталкиваться при определении степеней окисления других элементов в соединении. Давайте их перечислим:
- Na, K, Li, Rb, Cs, Ag степень окисления +1
- Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn степень окисления +2
- Al степень окисления +3
- F степень окисления -1
- у O в соединениях где три или больше элементов степень окисления будет -2.
*если в соединении два элемента и один из них кислород, то в этом случае у кислорода могут быть разные степени окисления (-1, -2, -0,5, +1, +2), необязательно -2.
При определении степеней окисления элементов в соединениях мы производим расчет таким образом, чтобы по сумме степеней окисления всех элементов получался ноль.
Научимся определять степени окисления в соединениях состоящих из двух элементов.
Пример №1.
Na₂O
У натрия есть степень окисления +1, в молекуле 2 атома натрия, значит 2 атома натрия дадут вместе +2.
В сумме по степеням окисления все атомы должны давать ноль, а у нас уже есть +2:
Поэтому чтобы в сумме был ноль на кислород должно приходиться -2. Так как кислород в соединении один, поэтому у кислорода будет степень окисления -2:
Пример №2.
Na₂O₂
У натрия есть степень окисления +1, в молекуле 2 атома натрия, значит 2 атома натрия дадут вместе +2.
Чтобы в сумме был ноль на кислород должно приходиться -2. Так как кислорода в соединении 2 шт., поэтому на один кислород будет степень окисления -1 (мы поделили сумму степеней окисления (-2) на число атомов кислорода в соединении (2 шт.), итого -2/2=-1):
Пример №3.
Fe₂O₃
У железа есть несколько степеней окисления +2 и +3 (есть еще +6, но в этой степени окисления железо образует только соли), поэтому можно оттолкнуться от того, что допустим у кислорода будет ст. ок. -2, тогда на 3 атома кислорода приходится -6:
Чтобы в сумме был ноль на железо должно приходиться +6. Так как атомов железа в соединении 2 шт., поэтому у одного атома железа будет степень окисления +3 (мы поделили сумму степеней окисления (+6) на число атомов железа в соединении (2 шт.), итого +6/2=+3):
А если она там у кислорода не -2, а -1 или -0,5? Давайте проверим, возможно ли это в данном случае. Допустим, у кислорода будет ст. ок. -1, тогда в сумме на 3 кислорода приходится -3, и получается, что на 2 атома железа будет +3, а на один атом железа должно приходиться +1,5, но такой степени окисления у железа нет, поэтому и у кислорода в этом соединении ст. ок. не -1.
Если у вас появляются сомнения при определении степени окисления, то рекомендую проверить другие варианты и убедиться в том, какая именно комбинация степеней окисления подходит в вашем случае, чтобы в сумме она давала ноль.
Теперь научимся определять степени окисления в соединениях состоящих из трех элементов.
Пример №4.
Na₂CO₃
У натрия есть степень окисления +1, в молекуле 2 атома натрия, значит 2 атома натрия дадут вместе +2. У кислорода будет степень окисления -2 и на 3 атома кислорода будет приходиться -6:
Так как уже есть -6, и чтобы у нас было ноль на остальные атомы должно приходиться +6.
Чтобы определить степень окисления углерода С надо вычесть из +6 то, что приходится на 2 атома натрия (+2): +6 - (+2) = +4:
Атом углерода в соединении один, поэтому у углерода будет степень окисления +4.
Пример №5.
Ca(ClO₃)₂
У кальция есть степень окисления +2, у кислорода степень окисления -2, а как определить у хлора? Есть два варианта. Сначала разберем самый простой, для которого не надо знать дополнительную информацию. Раскроем скобки:
CaCl₂O₆, а теперь уже сможем рассчитать степень окисления хлора. На 6 атомов кислорода будет -12 (-2∙6=-12), тогда на остальные атомы должно приходиться +12:
У нас от кальция есть +2, значит на хлор приходится +10, чтобы в сумме вышло +12. Так как у нас 2 атома хлора и на них приходится +10, значит на один атом хлора получается +5:
И степень окисления хлора в Ca(ClO₃)₂ будет +5.
Второй вариант определения степени окисления в Ca(ClO₃)₂ чуть сложнее с одной стороны, но с другой проще. Для этого необходимо выучить каким кислотным остаткам какие кислоты соответствуют. В нашем случае надо знать какая кислота соответствует кислотному остатку ClO₃⁻, это хлорноватая кислота HClO₃. И теперь мы сможем просто определить степень окисления хлора в кислоте, она будет такая же и в кислотном остатке ClO₃⁻:
Степень окисления хлора получилась +5.
В следующей статье мы разберемся как определять степени окисления в комплексных соединениях, веществах со сложными комбинациями элементов, когда у двух элементов несколько разных степеней окисления.
Пройти мини-опрос и проверить свои силы можно по ссылке в телеграмм-канале.
Успехов!