Степень окисления — это численная величина условного электрического заряда, образующегося на том или ином атоме химического элемента.
При определении степени окисления, как правило, предполагают, что общие пары полностью смещены в сторону атома более электроотрицательного элемента. На практике это бывает не всегда, а только в случае соединений с ионной решёткой.
Степень окисления сокращённо называется СО.
Записывается СО в виде числа из арабской цифры или цифр. Данное число пишется над символом соответствующего элемента. Перед числом СО ставится знак: плюс или минус.
Обратите внимание: именно впереди. Если плюс или минус стоИт после цифры — то это ужЕ не СО, а заряд иона.
Основные правила определения степени окисления таковы:
1) Степень окисления элемента в простом веществе равна нулю. Например: N2 (0), O2 (0).
2) Щелочные металлы в соединениях всегда имеют СО +1.
3) Щёлочно-земельные металлы в соединениях имеют СО +2.
4) Алюминий в соединениях почти всегда имеет СО +3.
5) Водород имеет СО, равную +1, при условии, если помимо водорода в рассматриваемом соединении имеется ещё хотя бы один неметалл.
Если же рассматривается соединение водорода с металлом (гидрид), например, NaH или KH, то знайте, что в данном случае у водорода СО равна –1.
6) Кислород в соединениях имеет СО, равную –2, с двумя исключениями:
а) в соединении со фтором OF2 кислород имеет СО, равную +2. Причина состоит в том, что фтор — более электроотрицательный элемент, и он перетягивает на себя электронную пару.
б) в перекисных соединениях (например, H2O2) кислород, как правило, имеет СО, равную –1. Причина состоит в том, что в перекисях имеется связь – O – O –.
7) Сумма СО всех атомов в молекуле равна нулю.
Данное правило позволяет находить СО у элементов, у которых мы её заранее не знаем.
Например, соединение K2SO3.
Согласно правилу номер 2, у калия СО равна +1 (так как калий — это щелочной металл).
Смотрим кислород. У нас не фторид и не перекись. А значит, у кислорода СО равна –2.
Какая же СО у серы?
Составляем уравнение:
(+1)*2 + x + (–2)*4 = 0
2 + x – 8 = 0
x = –2 + 8
x = 6.
Итак, у серы в соединении K2SO4 СО равна 6. Вернее, +6.
Ещё пример.
Соединение HNO3.
Это не гидрид, значит, у водорода СО равна +1 (см. правило номер 5).
У кислорода СО равна –2.
Нужно найти у азота.
Опять же, составляем уравнение:
+1 + x + (–2)*3 = 0
1 + x – 6 = 0
x = –1 + 6
x = 5.
Значит, мы определили, что у азота в азотной кислоте СО равна +5.
И помните, что очень опасно приравнивать валентность к степени окисления!
Например, у азота в HNO3 СО, как мы вычислили, равна +5. Однако валентность равна 4.
Углерод в органических соединениях имеет постоянную валентность 4. Но степень окисления углерода равна: в метане — –4, в этане — –3, а в пропане вообще дробная валентность: минус две целых две третьих. Есть также органические соединения, в которых углерод проявляет положительную СО, например, в муравьиной кислоте (HCOOH) у углерода СО равна +2. А в формальдегиде (HCOH) СО углерода равна нулю.
