Чтобы определить условный заряд атомов в окислительно-восстановительных реакциях, используют таблицу окисления химических элементов. В зависимости от свойств атома элемент может проявлять положительную или отрицательную степень окисления.
Степень окисления может иметь три значения:
- нулевое – атом находится в состоянии покоя (все простые вещества имеют степень окисления 0);
- положительное – атом отдаёт электроны и является восстановителем (все металлы, некоторые неметаллы);
- отрицательное – атом принимает электроны и является окислителем (большинство неметаллов).
Например, степени окисления в реакции натрия с хлором выглядят следующим образом:
В реакции металлов с неметаллами металл всегда является восстановителем, а неметалл – окислителем.
Как определить
Существует таблица, в которой указаны все возможные степени окисления элементов.
|
Название |
Символ |
Степень окисления |
|
Водород |
H |
+1, -1 |
|
Гелий |
He |
0 |
|
Литий |
Li |
+1 |
|
Бериллий |
Be |
+2 |
|
Бор |
B |
-1, 0, +1, +2, +3 |
|
Углерод |
C |
-4, -3, -2, -1, 0, +2, +4 |
|
Азот |
N |
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 |
|
Кислород |
O |
-2, -1, 0, +1, +2 |
|
Фтор |
F |
-1 |
|
Неон |
Ne |
0 |
|
Натрий |
Na |
+1 |
|
Магний |
Mg |
+2 |
|
Алюминий |
Al |
+3 |
|
Кремний |
Si |
-4, 0, +2, +4 |
|
Фосфор |
P |
3, 0, +3, +5 |
|
Сера |
S |
2, 0, +4, +6 |
|
Хлор |
Cl |
1, 0, +1, +3, +5, +7, редко +2 и +4 |
|
Аргон |
Ar |
0 |
|
Калий |
K |
+1 |
|
Кальций |
Ca |
+2 |
|
Скандий |
Sc |
+3 |
|
Титан |
Ti |
+2, +3, +4 |
|
Ванадий |
V |
+2, +3, +4, +5 |
|
Хром |
Cr |
+2, +3, +6 |
|
Марганец |
Mn |
+2, +3, +4, +6, +7 |
|
Железо |
Fe |
+2, +3, редко +4 и +6 |
|
Кобальт |
Co |
+2, +3, редко +4 |
|
Никель |
Ni |
+2, редко +1, +3, +4 |
|
Медь |
Cu |
+1, +2, редко +3 |
|
Цинк |
Zn |
+2 |
|
Галлий |
Ga |
+3, редко +2 |
|
Германий |
Ge |
-4, +2, +4 |
|
Мышьяк |
As |
-3, +3, +5, редко +2 |
|
Селен |
Se |
-2, +4, +6, редко +2 |
|
Бром |
Br |
-1, +1, +5, редко +3, +4 |
|
Криптон |
Kr |
0 |
|
Рубидий |
Rb |
+1 |
|
Стронций |
Sr |
+2 |
|
Иттрий |
Y |
+3 |
|
Цирконий |
Zr |
+4, редко +2, +3 |
|
Ниобий |
Nb |
+3, +5, редко +2, +4 |
|
Молибден |
Mo |
+3, +6, редко +2, +3, +5 |
|
Технеций |
Tc |
+6 |
|
Рутений |
Ru |
+3, +4, +8, редко +2, +6, +7 |
|
Родий |
Rh |
+4, редко +2, +3, +6 |
|
Палладий |
Pd |
+2, +4, редко +6 |
|
Серебро |
Ag |
+1, редко +2, +3 |
|
Кадмий |
Cd |
+2, редко +1 |
|
Индий |
In |
+3, редко +1, +2 |
|
Олово |
Sn |
+2, +4 |
|
Сурьма |
Sb |
-3, +3, +5, редко +4 |
|
Теллур |
Te |
-2, +4, +6, редко |
|
Иод |
I |
-1, +1, +5, +7, редко +3, +4 |
|
Ксенон |
Xe |
0 |
|
Цезий |
Cs |
+1 |
|
Барий |
Bа |
+2 |
|
Лантан |
La |
+3 |
|
Церий |
Ce |
+3, +4 |
|
Празеодим |
Pr |
+3 |
|
Неодим |
Nd |
+3, +4 |
|
Прометий |
Pm |
+3 |
|
Самарий |
Sm |
+3, редко +2 |
|
Европий |
Eu |
+3, редко +2 |
|
Гадолиний |
Gd |
+3 |
|
Тербий |
Tb |
+3, +4 |
|
Диспрозий |
Dy |
+3 |
|
Гольмий |
Ho |
+3 |
|
Эрбий |
Er |
+3 |
|
Тулий |
Tm |
+3, редко +2 |
|
Иттербий |
Ib |
+3, редко +2 |
|
Лютеций |
Lu |
+3 |
|
Гафний |
Hf |
+4 |
|
Тантал |
Ta |
+5, редко +3, +4 |
|
Вольфрам |
W |
+6, редко +2, +3, +4, +5 |
|
Рений |
Re |
+2, +4, +6, +7, редко -1, +1, +3, +5 |
|
Осмий |
Os |
+3, +4, +6, +8, редко +2 |
|
Иридий |
Ir |
+3, +4, +6, редко +1, +2 |
|
Платина |
Pt |
+2, +4, +6, редко +1, +3 |
|
Золото |
Au |
+1, +3, редко +2 |
|
Ртуть |
Hg |
+1, +2 |
|
Талий |
Tl |
+1, +3, редко +2 |
|
Свинец |
Pb |
+2, +4 |
|
Висмут |
Bi |
+3, редко +3, +2, +4, +5 |
|
Полоний |
Po |
+2, +4, редко -2, +6 |
|
Астат |
At |
– |
|
Радон |
Ra |
0 |
|
Франций |
Fr |
– |
|
Радий |
Ra |
+2 |
|
Актиний |
Ac |
+3 |
Или использовать на уроках этот вариант таблицы.
Кроме того, степени окисления химических элементов можно определить по периодической таблице Менделеева:
- высшая степень (максимально положительная) совпадает с номером группы;
- для определения минимального значения степени окисления из номера группы вычитается восемь.
Большинство неметаллов имеют положительную и отрицательную степени окисления. Например, кремний находится в IV группе, значит, его максимальная степень окисления +4, а минимальная -4. В соединениях неметаллов (SO3, CO2, SiC) окислителем является неметалл с отрицательной степенью окисления или с большим значением электроотрицательности. Например, в соединении PCl3 фосфор имеет степень окисления +3, хлор -1. Электроотрицательность фосфора – 2,19, хлора – 3,16.
Второе правило не работает для щелочных и щелочноземельных металлов, которые всегда имеют одну положительную степень окисления, равную номеру группы. Исключения составляют магний и бериллий (+1, +2). Также постоянную степень окисления имеют:
- алюминий (+3);
- цинк (+2);
- кадмий (+2).
Остальные металлы имеют непостоянную степень окисления. В большинстве реакций выступают в качестве восстановителя. В редких случаях могут быть окислителями с отрицательной степенью окисления.
Фтор – самый мощный окислитель. Его степень окисления всегда -1.
Что мы узнали?
Из урока 8 класса узнали о степени окисления. Это условная величина, показывающая, сколько электронов может отдать или принять атом в ходе химической реакции. Значение связано с электроотрицательностью. Окислители принимают электроны и имеют отрицательную степень окисления, восстановители отдают электроны и проявляют положительную степень окисления. Большинство металлов – восстановители с постоянной или переменной степенью окисления. Неметаллы могут проявлять свойства окислителя и восстановителя в зависимости от вещества, с которым реагируют.
