Пятница, 10 июля 2020   Подписка на обновления  RSS
Пятница, 10 июля 2020   Подписка на обновления  RSS
Популярно
Степень окисления и валентность

Степень окисления и валентность


Степень окисления ― это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна. В этом материале мы рассмотрим степень окисления и валентность химических элементов.

Расчет степени окисления

Существуют следующие правила для определения степеней окисления (СО):

  1. CO любого элемента в простом веществе (Н2, Al, S) равна 0.
  2. Сумма всех CO атомов в молекуле равна 0.
  3. Наиболее электроотрицательные элементы в соединении имеют отрицательные CO, а атомы элементов с меньшей электроотрицательностью ― положительные.

Например, азот более электроотрицательный, чем водород, поэтому он имеет заряд –3, а водород +1. В молекуле три атома водорода, каждый дает заряд +1, а в сумме +3, молекула сама нейтральна, заряд = 0.

степень окисления азота

Максимальная CO любого элемента равна номеру группы (исключения: медь, серебро, золото, фтор, кислород), а минимальная отрицательная равна N – 8, где N ― номер группы.

Некоторые элементы имеют постоянные CO, их нужно знать, они помогут вычислить СО других элементов, имеющих несколько значений СО.

  • щелочных металлов +1;
  • Mg, Be и щелочноземельных металлов +2;
  • алюминия +3;
  • фтора –1;
  • водорода +1 (кроме гидридов NaH, CaH2 и др., где степень окисления водорода ―1);
  • кислорода –2 (кроме OF2 и пероксидов, содержащих группу –O–O–, в которой степень окисления кислорода ―1).

Пример расчета степеней окисления в сложной молекуле (серная кислота):

Изображаем структурную формулу молекулы, черточка ― это связь, пара электронов.

расчет степеней окисления

Из черточки рисуем стрелку, направленную к более ЭО атому. Эта стрелка символизирует переход электрона к атому. Если связаны два одинаковых атома, оставляем черту как есть ― нет перехода электронов.

расчет степеней окисления

У кислорода и водорода известные степени окисления: у кислорода -2, у водорода +1. Степень окисления серы принимаем за X.

степень окисления кислорода и водорода

Составляем уравнение (складываем все степени окисления и приравниваем к 0, так как молекула является нейтральной)

+1 + (+1) + (-2) + (-2) + (-2) + (-2) + Х = 0

X = +6

Валентность — что это?

Валентность ― способность атомов образовывать определенное количество связей с другими атомами.

Валентные возможности атомов определяются:

  • числом неспаренных электронов (одноэлектронных орбиталей);
  • наличием свободных орбиталей;
  • наличием неподеленных пар электронов.

Если нарисовать структурную формулу и посчитать количество черточек (связей) мы узнаем валентность.

Для примера разберем молекулу серной кислоты:

валентность молекулы серной кислоты

Взаимосвязь между высшей валентностью элемента и числом неспаренных электронов.

№ группы I II III IV V VI VII I II III IV V VI VII
Элементы Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl
Число неспаренных

электронов в основном

состоянии

1 0 1 2 3 2 1 1 0 1 2 3 2 1
Число неспаренных

электронов в возбужденном

состоянии

2 3 4 2 3 4 5 4

6

3

5

7

Высшая валентность I II III IV III II I I II III IV V IV VII

Рассмотрим атом серы, какие валентности он может иметь.

Для атома серы переход в возбужденное состояние возможен. В процессе возбуждения электроны атома серы переходят с 3s- и 3p-подуровней на свободные орбитали 3d-подуровня:

валентности атома серы

Примеры ЕГЭ на расчет степени окисления и валентность

Задание 1.

Ряд элементов: 1) Na 2) Cl 3) Si 4) Mn 5) Cr

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые
в соединениях могут проявлять валентность I.

Ответ: 12

Решение: Na – находится в первой группе, значит он может проявлять валентность только 1, а Cl находится в VII группе, то он может проявлять различные валентности, но самое главное, что в соединении HCl он проявляет валентность равную I.

Задание 2.

Ряд элементов: 1) Al 2)S 3)Cr 4)P 5)Si

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, степень окисления которых в высших оксидах равна +6. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ: 23

Решение: Нам нужно найти те элементы, которые находятся в VI группе – это сера и хром, именно их мы и выбираем.

Задание 3.

Ряд элементов: 1) Al 2) Si 3)Mg 4) C 5) N

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединениях проявляют постоянную степень окисления. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ: 13

Решение: Что значит найти постоянную степень окисления? Это значит то, что вещество должно проявлять только одну степень окисления. Например алюминий всегда проявляет степень окисления +3, а магний только +2.

Задание 4.

Ряд элементов: 1) B 2) Al 3) F 4) Fe 5) N

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые проявляют в оксидах степень окисления как +2, так и +3. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ: 45

Решение: Мы видим степени окисления +2 и +3, это однозначно железо, потому что у него есть оксиды: FeO и Fe2O3. Азот может принимать любую степень окисления от -3 до +5, поэтому этот вариант нам тоже подходит. NO и N2O3

Задание 5.

Ряд элементов: 1) S 2) Na 3) Al 4) Si 5) Mg

Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединении с кислородом проявляют степень окисления +4.

Ответ: 14

Решение: Соединения с кислородом в степени окисления +4 имеют общий вид: ЭO2. Есть такой оксид, как SiO2 и SO2, значит эти элементы могут проявлять степень окисления +4 с кислородом.


© 2020 Студенты
Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Adblock
detector