Степен окисление 4. Правилна компилация на формулите на веществата

Степента на окисление е условното зареждане на атомите на химичния елемент в съединението, изчислено от предположението, че всички връзки имат йон тип. Схемите на окислението могат да имат положителна, отрицателна или нулева стойност, следователно алгебричното количество на градусите на окисляването на елементите в молекулата, като се вземат предвид броя на техните атоми, е 0 и в йонно-йонния заряд.

Този списък с окислителни степени показва всички известни окислителни степени. химически елементи Периодична таблица на Менделеев. Списъкът се базира на масата на Гринууд с всички допълнения. В линии, които са подчертани по цвят, инертните газове са инк. Степента на окисление е нула.

1 −1 Х. +1
2 Той.
3 Ли. +1
4 -3 БЪДА. +1 +2
5 −1 Б. +1 +2 +3
6 −4 −3 −2 −1 ° С. +1 +2 +3 +4
7 −3 −2 −1 Н. +1 +2 +3 +4 +5
8 −2 −1 О. +1 +2
9 −1 Е. +1
10 Не
11 −1 На. +1
12 Mg. +1 +2
13 Ал +3
14 −4 −3 −2 −1 Si. +1 +2 +3 +4
15 −3 −2 −1 Пс. +1 +2 +3 +4 +5
16 −2 −1 С. +1 +2 +3 +4 +5 +6
17 −1 Cl. +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
18 Р
19 К. +1
20 Ок. +2
21 Накрайник +1 +2 +3
22 −1 TI. +2 +3 +4
23 −1 В. +1 +2 +3 +4 +5
24 −2 −1 CR. +1 +2 +3 +4 +5 +6
25 −3 −2 −1 Mn. +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
26 −2 −1 Fe. +1 +2 +3 +4 +5 +6
27 −1 Колерия +1 +2 +3 +4 +5
28 −1 Ni. +1 +2 +3 +4
29 Cu. +1 +2 +3 +4
30 ZN. +2
31 GA. +1 +2 +3
32 −4 GE. +1 +2 +3 +4
33 −3 Като +2 +3 +5
34 −2 Поведение +2 +4 +6
35 −1 Бр. +1 +3 +4 +5 +7
36 Кр. +2
37 RB. +1
38 SR. +2
39 Y. +1 +2 +3
40 ZR. +1 +2 +3 +4
41 −1 NB. +2 +3 +4 +5
42 −2 −1 Мост +1 +2 +3 +4 +5 +6
43 −3 −1 TC. +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
44 −2 Резюме +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8
45 −1 Rh. +1 +2 +3 +4 +5 +6
46 PD. +2 +4
47 AG. +1 +2 +3
48 CD. +2
49 В. +1 +2 +3
50 −4 SN. +2 +4
51 −3 Sb. +3 +5
52 −2 Тема +2 +4 +5 +6
53 −1 I. +1 +3 +5 +7
54 Xe. +2 +4 +6 +8
55 Cs. +1
56 BA. +2
57 Ла. +2 +3
58 CE. +2 +3 +4
59 Pr. +2 +3 +4
60 Nd. +2 +3
61 Pm. +3
62 См. +2 +3
63 ЕС +2 +3
64 GD. +1 +2 +3
65 TB. +1 +3 +4
66 DY. +2 +3
67 Хо. +3
68 Ело +3
69 ТМ. +2 +3
70 YB. +2 +3
71 Лу. +3
72 HF. +2 +3 +4
73 −1 ТА. +2 +3 +4 +5
74 −2 −1 W. +1 +2 +3 +4 +5 +6
75 −3 −1 Re. +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
76 −2 −1 операционна система +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8
77 −3 −1 Ир +1 +2 +3 +4 +5 +6
78 PT. +2 +4 +5 +6
79 −1 AU. +1 +2 +3 +5
80 HG. +1 +2 +4
81 Щампа +1 +3
82 −4 PB. +2 +4
83 −3 BY. +3 +5
84 −2 Порно +2 +4 +6
85 −1 В. +1 +3 +5
86 RN. +2 +4 +6
87 Fr. +1
88 Ra. +2
89 Ac. +3
90 Th. +2 +3 +4
91 PA. +3 +4 +5
92 Улавяне +3 +4 +5 +6
93 NP. +3 +4 +5 +6 +7
94 PU. +3 +4 +5 +6 +7
95 Съм. +2 +3 +4 +5 +6
96 См. +3 +4
97 Bk. +3 +4
98 Вж. +2 +3 +4
99 . \\ T +2 +3
100 FM. +2 +3
101 Md. +2 +3
102 Не. +2 +3
103 LR. +3
104 RF. +4
105 ДБ. +5
106 SG. +6
107 БХ. +7
108 HS. +8

Най-високата степен на окисление на елемента съответства на броя на периодичния системен номер, където се намира този елемент (Изключение: AU + 3 (I група), CU + 2 (II), от Група VIII. Степента на окисление е +8 може да бъде само OSME OS и RU RUTHENIUM.

Степента на окисление на металите в връзките

Степените на окисляването на металите в съединенията са винаги положителни, но да се говори за неметала, степента им на окисление зависи от това, върху която е свързан с атома:

  • ако с неметален атом, степента на окисление може да бъде положителна и отрицателна. Тя зависи от електрическата активност на атомите на елементите;
  • ако с метален атом, тогава степента на окисление е отрицателна.

Негативна степен на окисление на неметали

Най-високата негативна степен на неметална окисление може да бъде определена чрез изваждане от 8 номера на група, в която се намира този химичен елемент, т.е. Най-високата положителна степен на окисление е равна на броя на електроните на външния слой, който съответства на номера номер.

Моля, обърнете внимание, че степените на окисляване на прости вещества са равни на 0, независимо дали е метал или неметален.

Източници:

  • Гринууд, Норман Н.; Earnshaw, A. Химия на елементите - 2-ри. - Оксфорд: Butterworth-Heinemann, 1997
  • Зелени стабилни магнезий (I) съединения с mg-mg връзки / jones c.; Stasch a .. - списание Наука, 2007. - декември (vol. 318 (№ 5857)
  • Списание Science, 1970. - Vol. 3929. - № 168. - стр. 362.
  • Journal of Химическо общество, Химически комуникации, 1975. - S. 760B-761.
  • Ървинг Лангмуир подреждането на електрони в атомите и молекулите. - J. Am Magazine. Chem. SoC., 1919. - Vol. 41.

Задача 54.
Каква ниска степен на окисление е водород, флуор, сяра и азотното показване? Защо? Направете формула за калциево съединение с елементи на данни към това окисление. Какви са съответните съединения?
Решение:
Най-ниската степен на окисление се определя от условния заряд,което придобива атом, когато е свързан броят на електроните, който е необходим за образуването на стабилно е-корпус на инертен газ NS2NP6 (в случай на NS 2 водород). Водород, флуор, сяра и азот са съответно в IA-, VII, чрез и чрез групи от периодична система на химични елементи и имат структурата на външното енергийно ниво S 1, S2P5, S 2P 4 и S 2 p 3.

По този начин, за завършване на външното енергийно ниво, водородният атом и атомът на флуора трябва да бъдат прикрепени с един електрон, сяра атом - два, азотния атом - три. Следователно ниската степен на окисление за водород, флуор, сяра и азот е равна на -1, -1, -2 и -3. Формули за калциево съединение с елементи на данни към това окисление:

2 - калциев хидрид;
CAF 2 - калциев флуорид;
CAS - калциев сулфид;
СА 3 N2 - калциев нитрид.

Задача 55.
Какво ниско и най-висока степен на окисление показват силиций, арсен, селен и хлор? Защо? Направете формулата за връзки с данни от елементи, които отговарят на тези степени на окисление.
Решение:
Най-високата степен на окисление на елементите определя като правило, броя на периодичната система
Г. I. Менделеев, в който е той. По-ниската степен на окисление се определя от условния заряд, което придобива атом при поставяне на броя на електроните, което е необходимо за образуването на стабилно осем електронно въвеждане на инертния газ NS 2 NP 6 (в случай на NS 2 водород). Силикон, арсен, селен и хлор са в съответствие с IVA, VA-, VIA- и VIII групи и имат структурата на външното енергийно ниво, съответно, S 2P2, S 2P3, S 2 P4 и S 2 p5. По този начин, по-висока степен Силиконовият окислителен арсен, селен и хлор е равно, съответно, +4, +5, +6 и +7. Формулите на съединенията от данни от елементи, съответстващи на тези окислителни степени: Н2 Si0 3 - флинтва киселина; H 3 ASO 4 - арсенова киселина; Н 2 SEO 4 - Посадена киселина; HCLO 4 - хлорна киселина.

Най-ниската степен на окисление на арсен силиций, селен и хлор е равен на -4, -5, -6 и -7. Формулите на тези елементи, съответстващи на тези окислителни степени: Н4 Si, Н3 като, Н2 SE, HCl.

Задача 56.
Chrome образува съединенията, в които показва степента на окисление +2, +3, +6. Направете формулата на нейните оксиди и хидроксиди, които отговарят на тези степени на окисление. Напишете уравненията на реакциите, доказващи амфорестта на хром хидроксид (III).
Решение:
Хромата образува съединенията, в които окислителната степена е +2, +3, +6. Формулите на неговите оксиди и хидроксиди, съответстващи на тези степени на окисление:

а) хром оксиди:

CRO - хром оксид (II);
CR2O3 - хром оксид (III);
CRO 3 - хром оксид (VI).

б) хром хидроксиди:

CR (ОН) 2 - хром хидроксид (II);
CR (ОН) 3 - хром хидроксид (III);
Н2 CRO 4 - хромонова киселина.

CR (OH) 3 - хром хидроксид (III) - амфолит, т.е. вещество, което реагира с двете киселини и основи. Уравнения на реакциите, доказващи амфорестта на хром хидроксид (III):

а) CR (OH) 3 + 3HC1 \u003d CRC13 + 3H20;
b) CR (OH) 3 + 3NAOH \u003d NaCro 3 + 3H2O.

Задача 57.
Атомните маси от елементи в периодичната система непрекъснато се увеличават, докато свойствата на простите тела се променят периодично. Как може да се обясни това? Дайте мотивиран отговор.
Решение:
В повечето случаи, с увеличаване на ядрото на атомите на елементите, техните относителни атомни маси естествено се увеличават, тъй като се появява естествено увеличение на протоните и неутроните в ядрата на атомите. Свойствата на простите тела варират периодично, защото на външното енергийно ниво броят на електроните се променя периодично в атомите. В атомите на елементите, периодично с увеличаване на заряда на ядрото увеличава броя на електроните на външното енергийно ниво, което е необходимо за образуването на стабилна осем електронна обвивка (инертна газова обвивка). Например, периодичната повторяемост на свойствата в Li, Na и K атома се обяснява с външното енергийно ниво на техните атоми има един валентен електрон. Също така периодично повтарящи се свойства в атомите не, ne, ar, kr, xe и rn - при атомите на тези елементи на външното енергийно ниво съдържаха осем електрона (хелий - два електрона) - всички те са химически инертни, тъй като техните атоми не могат Нито прикрепете, нито да дават електрони в атомите на други елементи.

Задача 58.
Каква е съвременната формулировка периодично право? Обяснете, че в периодичната система на аргон, кобалт, телур и торий се поставят съответно преди калий, никел, йод и простактирането, въпреки че имат голяма атомна маса?
Решение:
Съвременна формулировка на периодичния закон: "свойствата на химическите елементи и техните обикновени или." сложни вещества са в периодична зависимост от заряда на ядрото на елементите на атомите. "

Тъй като атомите k, ni, i, pa - имат по-малка относителна маса, отколкото в AR, CO, TE, TH - таксите на атомните ядра на единица повече

след това KALA, никел, йод и протектичност се определя от номера на последователността, съответно, 19, 28, 53 и 91. За елемента в периодичната система, номерът на последователността се присвоява да не увеличава атомната му маса, а от Брой протони, съдържащи се в ядрото на този атом, т.е. при зареждане на ядрата на атома. Броят на елемента показва заряда на ядрото (броят на протоните, съдържащи се в ядрото на атома), \\ t общ брой електроните, съдържащи се в даден атом.

Задача 59.
Какви ниски и по-високи степени на окисление са въглерод, фосфор, сяра и йод? Защо? Направете формулата за връзки с данни от елементи, които отговарят на тези степени на окисление.
Решение:
Най-високата степен на окисление на елемента определя като правило броя на групата на периодичната система D. I. Mendeleev, в която се намира. По-ниската степен на окисление се определя от условния заряд, който придобива атом, когато е свързан броят на електроните, което е необходимо за образуването на стабилно осем електронно въвеждане на инертния газ NS2NP6 (в случай на NS2 водород) . Въглерод, фосфор, сяра и йодът са съответно в групи IVA, VA-, VIA- и VIIA и имат структурата на външното енергийно ниво, съответно, S 2P2, S2P3, S2P4 и S2 Р 5. Така, най-високата степен на въглеродно окисление, фосфор, сяра и йодът е равен на +4, +5, +6 и +7, съответно. Формулите на данните от елементите, съответстващи на тези окислителни степени: СО2 - въглероден оксид (II); Н 3О 4 - ортофосфорна киселина; H 2 SO 4 - сярна киселинаШпакловка Hio 4 - йодна киселина.

Най-ниската степен на въглеродно окисление, фосфор, сяра и йодът е равен на -4, -5, -6 и -7. Формулите на данните съединения на елементите, съответстващи на тези степени на окисление: CH4, H3P, H2S, Hi.

Задача 60.
Атоми от кои елементи четвърти период Периодични системи образуват оксид, съответстващ на най-високо окисление на E 2O 5? Кой дава газообразна връзка с водород? Направете формула на киселини, които отговарят на тези оксиди и ги изобразяват графично?
Решение:
Оксид Е 2 О 5, където елементът е в най-висока степен на окисление +5, е характерен за елементите на V групата. Такъв оксид може да образува два елемента от четвъртия период и V-групата е елемент № 23 (ванадий) и № 33 (арсен). Ванадий и арсен, като елементи от петата група, форма водородни съединения EN 3 състав, защото те могат да покажат по-ниска степен на окисление -3. Тъй като арсенът е неметален, той образува газообразно съединение с водород - Н3 като - Arsin.

Киселинни формули, които съответстват на оксиди в най-високо окисление на ванадий и арсен:

H 3 VO 4 - ортовандейнова киселина;
HVO 3 - метаванадска киселина;
HASO 3 - търговска киселина;
H 3 ASO 4 - Арсен (ортомисша) киселина.

Графични формовани киселини:

В химията, термините "окисляване" и "възстановяване" означава реакции, при които атом или група атоми губят или съответно придобиват електроните. Степента на окисление се приписва на един или няколко атома числена стойност, характеризираща количеството на преразпределените електрони и показва как тези електрони се разпределят между атомите по време на реакцията. Дефиницията на тази стойност може да бъде една проста и доста сложна процедура, в зависимост от атомите и молекулите, състоящи се от тях. Освен това, атомите на определени елементи могат да имат няколко окислителни степени. За щастие, има прости недвусмислени правила за определяне на степента на окисление, със сигурност използването на което е достатъчно познаване на основите на химията и алгебрата.

Стъпка

Част 1

Определяне на степента на окисление в съответствие със законите на химията

    Определете дали разглежданото вещество е елементарно. Степента на окисление на атомите извън химичното съединение е нула. Това правило е валидно за вещества, образувани от отделни свободни атоми, и за тези, които се състоят от две или многоатомни молекули от един елемент.

    • Например, Al (S) и CI2 имат степен на окисление от 0, тъй като и двете са в химически несвързано елементарно състояние.
    • Моля, обърнете внимание, че анотропната форма на сяра S8 или октасор, въпреки неговата неипсова структура, се характеризира и с нулева степен на окисление.
  1. Да определи дали разглежданото вещество е от йони. Степента на окисление на йони е равна на тяхното зареждане. Това е вярно както за свободните йони, така и за тези, които са част от химични съединения.

    • Например, степента на окисление на С1 - еквивалентна --1.
    • Степента на окисление на CL йона в състава на химичното съединение NaCl също е равна на -1. Тъй като йон Na, по дефиниция има +1 такси, ние заключаваме, че зарядът на CL -1 йона и по този начин степента на окислението е -1.
  2. Имайте предвид, че металните йони могат да имат няколко окислителни степени. Атомите от много метални елементи могат да бъдат йонизирани с различни стойности. Например, зарядът на йони на такъв метал като желязо (FE) е +2, или +3. Зареждането на металните йони (и степента им на окисление) могат да бъдат определени чрез такси на йони на други елементи, с които този метал е включен в химичното съединение; В текста тази такса се обозначава с римски номера: така, желязо (III) има степен на окисление +3.

    • Като пример, помислете за съединение, съдържащо алуминиев йон. Общото зареждане на съединението ALCL 3 е нула. Тъй като знаем, че CL йоните имат такса -1 и връзката съдържа 3 такива йони, за общата неутралност на разглежданото вещество, AL йонът трябва да има +3. Така в този случай степента на алуминиево окисление е +3.
  3. Степента на окисление на кислород е -2 (за някои изключения). Почти във всички случаи кислородните атоми имат окислителна степен -2. Има няколко изключения от това правило:

    • Ако кислородът е в началното състояние (О2), нейната степен на окисление е 0, както в случай на други елементарни вещества.
    • Ако кислородът е част от перокси, степента на окисление е -1. Packsi е група от съединения, съдържащи проста кислородна кислородна връзка (т.е. o 2 -2 пероксиден анион). Например, в състава на Н202 молекулата (водороден пероксид) кислород има заряд и степен на окисление -1.
    • В съединението с флуор, кислородът има степен на окисление +2, прочете правилото за флуор по-долу.
  4. Водородът се характеризира със степен на окисление +1, за някои изключения. Що се отнася до кислород, има и изключения. Като правило, степента на водородно окисление е +1 (ако не е в елементарното състояние Н2). Въпреки това, в съединения, наречени хидриди, степента на водородно окисление е -1.

    • Например, в Н20, степента на водородно окисление е +1, тъй като кислородният атом има заряд -2 и две заряди са необходими за обща неутралност. Обаче, в състава на натриев хидрид, степента на водородно окисление е вече -1, тъй като Na йонът се зарежда +1 и за цялостната електролуталност, трябва да бъде зарядът на водородния атом (и по този начин неговата степен на окисление) трябва да бъде 1.
  5. Флуор винаги Тя има степен на окисление -1. Както вече беше отбелязано, степента на окисление на определени елементи (метални йони, кислородните атоми в разбивките и т.н.) може да варира в зависимост от редица фактори. Степента на окисление на флуор обаче е постоянно -1. Това се обяснява с факта, че този елемент има най-голямото електроннорение - с други думи, флуорните атоми са най-малко желание със собствените си електрони и техните електрони са най-активно привлечени. Така таксата им остава непроменена.

  6. Сумата от окислителните степени във връзката е равна на нейното зареждане. Степента на окисление на всички атома, включена в химичното съединение в количеството, трябва да даде заряда на това съединение. Например, ако съединението е неутрално, сумата на степените на окисление на всичките му атоми трябва да бъде нула; Ако съединението е полихидричен йон с заряд -1, сумата от степените на окислението е -1 и т.н.

    • Това е добър метод на тестване - ако сумата на степените на окисление не е равна на общото зареждане на съединението, тогава сте грешни някъде.

    Част 2

    Определяне на степента на окисление без използване на химически закони
    1. Намерете атоми, които нямат строги правила по отношение на степента на окисление. Във връзка с някои елементи не съществуват твърдо установени правила за намиране на степента на окисление. Ако атомът не попадне под същото правило от изброените по-горе, и не знаете, че в комплекса е включен атом, а таксуването му не е посочено), можете да установите степента на окисление такъв атом по метода на изключване. Първоначално, определете заряда на всички други съединения атоми, а след това от известно общо заредено съединение, изчислете степента на окисление на този атом.

      • Например, в съединение Na2S04, серният атом (и) е неизвестен - знаем само, че не е нула, тъй като сярата не е в елементарното състояние. Това съединение служи като добър пример за илюстриране на алгебричен метод за определяне на степента на окисление.
    2. Намерете степента на окисление на другите елементи, включени във връзка. Използвайки гореописаните правила, определете степента на окисление на останалите съставни атоми. Не забравяйте за изключенията от правилата в случай на атоми O, H и така нататък.

      • За Na 2 SO 4, използвайки нашите правила, откриваме, че зарядът (и следователно степента на окисление) йон Na е +1 и за всеки от кислородните атоми той е -2.
    3. В съединенията трябва да се зарежда сумата от всички окислителни степени. Например, ако съединение е диоксидант йон, сумата от градуси на окисление на атомите трябва да бъде равна на общия йон заряд.
    4. Много е полезно да можете да използвате периодичната таблица на Менделеев и да знаете, където са разположени метални и неметални елементи.
    5. Степента на окисление на атомите в елементарната форма винаги е нула. Степента на окисление на един йон е равна на нейното зареждане. Елементите на масата на Менделеев 1А, като водород, литий, натрий, в елементарна форма, имат степен на окисление +1; Степента на окисление на метали на група 2а, като магнезий и калций, в елементарната форма е +2. Кислород и водород, в зависимост от типа химическа връзка.Може да има 2 различни степени на окисление.

При определянето на тази концепция обикновено се смята, че свързващите (валентни) електрони отиват в повече електрически атоми (виж електричество) и следователно съединенията се състоят, тъй като са от положителни и отрицателно заредени йони. Степента на окисление може да има нула, отрицателни и положителни стойности, които обикновено се поставят върху символа на елемента отгоре.

Нулевата стойност на степента на окисление се приписва на атоми от елементи в свободно състояние, например: CU, H2, N2, P4, S6. Отрицателната стойност на степента на окисление има онези атоми в посоката, в която се измества свързващият електронен облак (електронна двойка). Флуор във всичките му връзки е равно на -1. Положителна степен на окисление има атоми, които дават валентни електрони на други атоми. Например, алкални и алкални земни метали, тя е съответно +1 и +2. В обикновените йони като Cl -, S 2-, K +, CU 2+, AL 3+, тя е равна на обвинението на йона. В повечето съединения степента на окисление на водородните атоми е +1, но в метални хидриди (съединения с водород) - nah, cah 2 и други - е равно на -1. За кислород, степента на окисление -2 е характерна, но например, в съединение с флуор от 2, той ще бъде +2 и в пероксидационни съединения (BAO2 и др.) -1. В някои случаи тази стойност може да бъде изразена и фракционна номер: за желязо в железен оксид (II, iii) Fe 3 O 4 е +8/3.

Алгебричната сума на окисляването на атомите в съединението е нула и в сложния йон - зарядността на йона. С това правило изчислете, например, степента на окисление на фосфора в ортофосфорна киселина Н 3А 4. Припомняйки го чрез X и умножаване на степента на окисление за водород (+1) и кислород (-2) по броя на техните атоми в съединението, получаваме уравнението: (+1) 3 + X + (- 2) 4 \u003d 0, където x \u003d + 5. По същия начин, изчислете степента на хромов окисление в CR2O7 2-: 2x + (- 2) 7 \u003d -2; x \u003d + 6. В MNO, MN 2O3, MNO2, MN2O3, MNO2, MN3O4, K2 mN04, KMNO 4, степента на окисление на манган ще бъде +2, +3, +4, + 8/3, +6, +7.

Най-високата степен на окисление е най-голямата положителна стойност. За повечето елементи тя е равна на номера на групата в периодичната система и е важна количествена характеристика на елемента в нейните връзки. Най-малката стойност на степента на окисление на елемента, която се среща в нейните съединения, е обичайно да се нарича по-ниска степен на окисление; Всички останали са междинни. Така, за сяра, най-високата степен на окисление е +6, долна -2, междинно съединение +4.

Промяната в степените на окисляването на елементите по групи от периодичната система отразява честотата на промяната химични свойства С растежа на номера на последователността.

Концепцията за степента на окисление на елементите се използва при класифицирането на вещества, описващи техните свойства, изготвяне на формулите на съединенията и техните международни имена. Но тя е особено широко използвана в изследването на редокс реакциите. Концепцията за "степента на окисление" често се използва в неорганична химия Вместо идеята за "валентност" (виж