Степень окисления

Научиться определять степень окисления атомов в простых и сложных веществах и понимать её физический смысл.

Степень окисления помогает предсказывать, как атомы соединяются в молекулы, и объясняет, почему одни вещества окисляются (например, ржавление железа), а другие восстанавливаются. Без этого понятия невозможно понять суть многих химических процессов, от горения до дыхания.

• Степень окисления — это условный заряд атома, вычисленный в предположении, что все связи в молекуле ионные.
• В простых веществах (например, O2, H2, Fe) степень окисления атомов равна нулю.
• В соединениях степень окисления может быть положительной, отрицательной или равной нулю.
• Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю, а в сложном ионе — заряду иона.
• Степень окисления связана с электроотрицательностью: более электроотрицательный атом получает отрицательную степень окисления.
• Высшая положительная степень окисления обычно равна номеру группы, а низшая — номеру группы минус 8 (для неметаллов).
• Степень окисления — это формальное понятие, но оно очень удобно для описания химических реакций.

Степень окисления

Условный заряд атома в химическом соединении, который показывает, сколько электронов атом отдал (положительная степень) или принял (отрицательная степень) от других атомов.

Окисление

Процесс отдачи электронов атомом, при котором его степень окисления повышается.

Восстановление

Процесс присоединения электронов атомом, при котором его степень окисления понижается.

Окислитель

Вещество, которое принимает электроны от других веществ, само при этом восстанавливается.

Восстановитель

Вещество, которое отдаёт электроны другим веществам, само при этом окисляется.

Электроотрицательность

Способность атома притягивать к себе электроны от других атомов в соединении.

• Степень окисления атомов в простых веществах всегда равна 0 (например, в N2, O2, S8).
• Водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления +1, а с металлами (гидриды) — -1.
• Кислород в большинстве соединений имеет степень окисления -2, кроме пероксидов (например, H2O2, где -1) и фторида кислорода OF2 (где +2).
• Металлы в соединениях всегда имеют положительную степень окисления (например, Na+1, Ca+2, Al+3).
• Высшая степень окисления элемента обычно равна номеру группы в Периодической системе (например, сера в VI группе — высшая +6).
• Низшая степень окисления для неметаллов равна номеру группы минус 8 (например, для хлора (VII группа) низшая -1).
• Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю, а в ионе — заряду иона.

1. Пример 1случай
   • В молекуле воды (H2O) кислород более электроотрицателен, чем водород, поэтому он «забирает» электроны у водорода: степень окисления кислорода -2, водорода +1
2. Пример 2случай
   • В поваренной соли (NaCl) натрий отдаёт электрон хлору: натрий имеет степень окисления +1, хлор -1
3. Пример 3случай
   • В молекуле углекислого газа (CO2) кислород оттягивает электроны от углерода: углерод +4, кислород -2
4. Пример 4случай
   • В металлическом железе (Fe) все атомы имеют степень окисления 0, поэтому оно может вступать в реакции окисления

• Степень окисления — это формальное понятие, но именно оно позволяет объяснить, почему железо ржавеет (Fe0 → Fe+3), а медь зеленеет (Cu0 → Cu+2).
• В молекуле перекиси водорода (H2O2) кислород имеет необычную степень окисления -1, поэтому перекись — сильный окислитель и используется для дезинфекции.
• Степень окисления атома углерода в органических соединениях может меняться от -4 (в метане) до +4 (в углекислом газе), что объясняет разнообразие органических веществ.

• Знание степеней окисления помогает предсказывать опасность веществ: например, сильные окислители (пероксиды, хлораты) могут вызывать пожары при контакте с горючими веществами.
• При работе с веществами, где элементы имеют необычные степени окисления (например, перекись водорода), соблюдай осторожность: они могут быть едкими или взрывоопасными.

• Окислительно-восстановительные реакции
• Электроотрицательность химических элементов
• Составление химических формул по степени окисления