Окислительно-восстановительные реакции. Лекция №9

1.

2.

Сте́пень окисле́ния
(окислительное число) — вспомогательная условная величина для записи
процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных
реакций. Она указывает на состояние окисления
отдельного атома молекулы и представляет собой лишь удобный метод
учёта переноса электронов: она не является истинным зарядом атома в
молекуле.
Широко применяется при изучении окислительно-восстановительных реакций.
Степень окисления атома равна численной величине электрического заряда,
приписываемого атому в предположении, что электронные пары,
осуществляющие связь, полностью смещены в сторону
более электроотрицательных атомов (то есть исходя из предположения,
что соединение состоит только из ионов).
В случае ковалентной связи между одинаковыми атомами электроны делят
поровну между атомами.
Степень окисления соответствует числу электронов, которое следует
присоединить к положительному иону, чтобы восстановить его до
нейтрального атома, или отнять от отрицательного иона, чтобы окислить его
до нейтрального атома:
Al+3 + 3e = Al0
S-2 -2e = S0

3.

Правила вычисления степени окисления:
•Степень окисления атома любого элемента в свободном (несвязанном) состоянии
(простое вещество) равна нулю, так, например, атомы в молекулах имеют нулевую
степень окисления:
• +1. Степень окисления элементов группы IA (Na, Li, K, Cs, Rb ,Fr ) всегда равна +1.
•Na+1Cl-1; Na2+1SO4
•Степень окисления водорода в любом неионном соединении равна +1. Это правило
применимо к подавляющему большинству соединений водорода, таких, как H2O, NH3 или
CH4 Исключение - в гидридах металлов, например NaH, степень окисления водорода −1.
•−1. Степень окисления −1 имеют ионы VIIA группы бескислородных кислот и их солей
•Cl-1 ; F-1, Br-1; I-1 Ион фтора имеет степень окисление только -1
•Степень окисления кислорода равна −2 во всех соединениях, где кислород не образует
простой ковалентной связи O—O, то есть в подавляющем большинстве соединений —
оксидах. Так, степень окисления кислорода равна −2 в H2O, H2SO4, NO, CO2 и CH3OH; но
в пероксиде водорода, H2O2 (HO—OH), она равна −1. Еще одно исключение - оксид
фтора F2O, который правильно записывать как OF2 (O+2F2-1)
•В соединениях неметаллов, не включающих водород и кислород, неметалл
с большей электроотрицательностью считается отрицательно заряжённым. Степень
окисления такого неметалла полагается равной заряду его наиболее распространённого
отрицательного иона. Например, в CCl4 степень окисления хлора −1, а углерода +4. В
CH4 степень окисления водорода +1, а углерода −4. В SF6 степень окисления фтора −1, а
серы +6, но в CS2 степень окисления серы −2, а степень окисления углерода +4.

4.

•Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в формуле
нейтрального соединения всегда равна нулю:
•Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в комплексном
ионе (катионе либо анионе) должна быть равна его общему заряду (см.
также выше 2-й пункт). Так, в ионе NH4+ степень окисления N должна быть
равной −3 и, следовательно, −3 + 4 = +1. Поскольку в ионе SO42− сумма
степеней окисления четырёх атомов кислорода равна −8, сера должна иметь
степень окисления, равную +6, чтобы полный заряд иона оказался равным −2.
•В химических реакциях должно выполняться правило сохранения
алгебраической суммы степеней окисления всех атомов.
•Элементы-металлы в соединениях обычно имеют положительную степень
окисления. Однако встречаются соединения, где степень окисления металлов
нулевая (нейтральные карбонилы Fe(CO)5 и некоторые другие комплексы) и
отрицательная (алкалиды, ауриды, анионные карбонилы, фазы Цинтля).