Курс общей и неорганической химии. Составитель Шайхуллина З.М.

 Тема. Степень окисления

Цель

• продолжить изучения валентности, выяснить на основании знаний об электронном строении атомов и химической связи, каким образом составляются формулы веществ.

Основные термины: 

• Степень окисления - это условный заряд атома, характеризующий число полностью или частично смещенных электронов или электронных пар от одного атома к другому в химических соединениях.

• Химическая формула – это условное обозначение структуры веществ и химического состава с помощью вспомогательных и числовых знаков и символов химических элементов.

Ход урока: 

Степень окисления. 

 вспомним, что такое валентность: 

Степень окисления - важная характеристика состояния атома в молекуле. Валентность определяется по числу неспаренных электронов в атоме только в процессе возбуждения атома. Высшая валентность элемента, как правило, равна номеру группы. Степень окисления в соединениях с разными химическими связями образуется неодинаково. 

Степень окисления у молекул с различными химическими связями образуется следующим образом: 

1. В соединениях с ионной связью степени окисления элементов равно зарядам ионов. Пример этого можно посмотреть на рисунке 1. 

                    Рис.1. Иллюстрация степени окисления элементов в соединениях с ионной связью.

       2. В соединениях с ковалентной неполярной связью (в молекулах простых веществ) степень окисления элементов равно  нулю..  например   Н20, СI20, F20, S0, AI20₃ 

3. Степень окисления у молекул с ковалентно-полярной связью определяется подобно молекулам с ионной химической связью. 

Степень окисления элемента – это условный заряд его атома, в молекуле, если считать, что молекула состоит из ионов. 

Степень окисления атома в отличие от валентности имеет знак. Она может быть положительной, отрицательной и нулевой. На рисунке 2 представлены виды степени окисления. 

 

                                                                                                                                                                                                                                                        Рис. 2. Степени окисления.

Валентность обозначатся римскими цифрами сверху символа элемента, а степень окисления обозначается арабскими цифрами с зарядом над символом элемента (рисунок 3). 

                                               Рис. 3. Обозначение валентности и степени окисления.

У одного и того же элемента могут быть разные степени окисления. Так, на рисунке 4 представлены степени окисления серы. 

                                 Рис. 4. Степени окисления серы.

Теперь давайте посмотрим на определение степени окисления оксидов: 

Положительная степень окисления равна числу электронов, которые отданы данным атомом. Атом может отдать все валентные электрон, соответствующие номеру группы, в котором элемент находится, при этом проявляя высшую степень окисления (исключение ОF2). 

Отрицательная степень окисления равна числу электронов, которые приняты данным атомом (проявляется только у неметаллов). Атомы неметаллов присоединяют то количество электронов, которое им до завершения внешнего уровня не достает, при этом проявляя отрицательную степень. 

На рисунке 5 представлены примеры высших и низших степеней окисления. 

                                                     Рис. 5. Высшие и низшие степени окисления.

Значение степени окисления между высшим и низшим степенями окислений называется промежуточными (рисунок 6): 

                                            Рис. 6. Промежуточная степень окисления.

В соединениях с ковалентной неполярной связью (в молекулах простых веществ) степень окисления элементов равно 0: Н20, СI20, F20, S0, AI0 

Для определения степени окисления атома в соединении следует учитывать ряд положений (рисунок 7). 

 

Рис. 7. Положения, которые следует учитывать для определения степени окисления атома в соединении.

Очень скоро вы познакомитесь с окислительно-восстановительными реакциями: 

Составление формулы вещества. 

Существует несколько способов составления формул вещества по степени окисления, однако сначала запомните алгоритм и правило их составления (рисунок 8): 

 

Рис.8. Алгоритм составления химических формул по степени окисления. 

1. На первом месте пишется элемент с меньшей электроотрицательностью, на втором с большей электроотрицательностью. 

2. Элемент, написанный на первом месте имеет положительный заряд «+», а на втором с отрицательным зарядом «-». 

3. Указать для каждого элемента степень окисления. 

4. Найти общее кратное значение степеней окисления.  

5. Разделить наименьшее общее кратное на значение степеней окисления и полученные индексы приписать внизу справа после символа соответствующего элемента.  На рисунке 9 представлен пример этого пункта: 

 

Рис. 9. Пример пункта 5 составления формул.

6. Если степень окисления четное – нечетное, то они становятся рядом с символом справа внизу крест – накрест без знака «+» и «-». Пример того, как оформлять этот пункт, представлен на рисунке 10. 

 

Рис. 10. Пример пункта 6 составления формул.

7. Если степень окисления имеет четное значение, то их сначала нужно сократить на наименьшее значение степени окисления и поставить крест – накрест без знака «+» и «-»: С+4 О-2. Пример того, как оформлять такое соединений, представлен на рисунке 11. 

 

Рис. 11. Пример пункта 7 составления формул.

Выводы. 

1. Степень окисления —условный заряд атомов химического элемента в соединении, который вычислен на основе предположения, что все соединения состоят только из ионов. 

2. У степени окисления может быть положительное, отрицательное или нулевое значения, которые ставятся обычно над символом элемента сверху. 

3. Положительная степень окисления равна числу электронов, которые отданы данным атомом. 

4. Отрицательная степень окисления равна числу электронов, которые приняты данным атомом (проявляется только у неметаллов). 

Контролирующий блок. 

1. Что такое степень окисления? 

2. Какие есть виды степеней окисления? 

3. Что такое промежуточная степень окисления? 

4. Как составить формулу в соединениях? 

Домашнее задание. 

Дайте названия следующих бинарных соединений: Cl2O7, Cl2O, ClO2, FeCl2, FeCl3, MnS, MnO2, MnO, MnCl4, Cu2O, Mg2Si, Na3N, FeS. 

Написать формулы веществ состоящих из следующих элементов: 

1. Р и О 

2. N и H  

3. Zn и Cl