Степени окисления: полный разбор для 8 класса

Степень окисления (С.О.) — это условный заряд атома в соединении, если считать, что все связи в нём ионные. Это важное понятие помогает составлять формулы веществ, предсказывать их свойства и уравнивать химические реакции.

1. Что такое степень окисления?

• Число, показывающее, сколько электронов атом отдаёт или принимает в соединении.
• Может быть положительной, отрицательной или нулевой.
• Na+1O−2Na+1O−2Обозначается римской цифрой над символом элемента:

2. Правила определения степеней окисления

А. Простые вещества (элементы в свободном состоянии)

• С.О. = 0, так как нет отдачи/приёма электронов.
  Примеры:
  O20O2​0​, H20H2​0​, Fe0Fe0

Б. Ионы (атомы с зарядом)

• С.О. = заряду иона.
  Примеры:
  Na++1Na++1, O2−−2O2−−2, Ca2++2Ca2++2

В. Кислород в соединениях

• Почти всегда С.О. = -2.
• Исключения:
  В пероксидах (например, H2O2H2​O2​) — -1.
  В соединениях с фтором (OF2OF2​) — +2.

Г. Водород в соединениях

• Обычно С.О. = +1.
• Исключение:
  В гидридах металлов (NaHNaH, CaH2CaH2​) — -1.

Д. Фтор (F)

• Всегда С.О. = -1 (самый электроотрицательный элемент).

Е. Металлы

• В соединениях всегда положительная С.О.
• Щелочные металлы (I группа) — +1.
• Щёлочноземельные металлы (II группа) — +2.
• Алюминий (Al) — +3.

Ж. Неметаллы

• Могут иметь разные С.О. в зависимости от соединения.

3. Как вычислить степень окисления?

Правило:

Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле = 0.
В ионе сумма С.О. равна заряду иона.

Пример 1: H2OH2​O

1. Водород (H) имеет +1.
2. Кислород (O) имеет -2.
3. Сумма: 2⋅(+1)+1⋅(−2)=02⋅(+1)+1⋅(−2)=0.

Пример 2: H2SO4H2​SO4​

1. Водород (H) = +1.
2. Кислород (O) = -2.
3. Пусть сера (S) = x.
4. Уравнение:2⋅(+1)+x+4⋅(−2)=02⋅(+1)+x+4⋅(−2)=02+x−8=02+x−8=0x=+6x=+6С.О. серы = +6.

Пример 3: MnO4−MnO4−​ (перманганат-ион)

1. Кислород (O) = -2.
2. Заряд иона = -1.
3. Пусть марганец (Mn) = x.
4. Уравнение:x+4⋅(−2)=−1x+4⋅(−2)=−1x−8=−1x−8=−1x=+7x=+7С.О. марганца = +7.

4. Таблица степеней окисления распространённых элементов

Элемент Возможные степени окисления Примеры соединений Водород (H)+1, -1H2OH2​O (+1), NaHNaH (-1)Кислород (O)-2, -1, +2H2OH2​O (-2), H2O2H2​O2​ (-1)Фтор (F)-1HFHF, NaFNaFНатрий (Na)+1NaClNaCl, NaOHNaOHКальций (Ca)+2CaOCaO, CaCl2CaCl2​Алюминий (Al)+3Al2O3Al2​O3​, AlCl3AlCl3​Сера (S)-2, +4, +6H2SH2​S (-2), SO2SO2​ (+4), SO3SO3​ (+6)Азот (N)-3, +1, +2, +3, +4, +5NH3NH3​ (-3), NONO (+2), HNO3HNO3​ (+5)Хлор (Cl)-1, +1, +3, +5, +7NaClNaCl (-1), HClOHClO (+1), HClO4HClO4​ (+7)

5. Как использовать степени окисления?

1. Составление формул соединений

Пример: составить формулу оксида фосфора (V).

1. Фосфор (P) имеет С.О. +5, кислород (O) — -2.
2. Находим наименьшее общее кратное:∣+5∣=5,∣−2∣=2∣+5∣=5,∣−2∣=2НОК = 10.
3. P:105=2,O:102=5P:510​=2,O:210​=5Число атомов:
4. Формула: P2O5P2​O5​.

2. Определение окислителей и восстановителей

• Если С.О. увеличивается — элемент окисляется (восстановитель).
• Если С.О. уменьшается — элемент восстанавливается (окислитель).

Пример:

Zn0+Cu2++2→Zn2++2+Cu0Zn0+Cu2++2→Zn2++2+Cu0

• Zn (0 → +2) — окислился.
• Cu (+2 → 0) — восстановился.

6. Заключение

• Степень окисления — это условный заряд атома в соединении.
• В нейтральных молекулах сумма С.О. = 0, в ионах — равна заряду.
• С.О. помогают составлять формулы, определять тип реакций и уравнивать уравнения.

Потренируйся на примерах:

1. Определи С.О. в KMnO4KMnO4​.
2. Составь формулу оксида хрома (III).
3. Fe+CuSO4→FeSO4+CuFe+CuSO4​→FeSO4​+CuНайди окислитель и восстановитель в реакции: