Степень окисления как определить

Таблица окисления химических элементов

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.

Что такое степень окисления

Условный заряд атомов элементов в сложных веществах называется степенью окисления. Значение заряда атомов записывается в окислительно-восстановительных реакциях, чтобы понять, какой элемент является восстановителем, а какой – окислителем.

Степень окисления взаимосвязана с электроотрицательностью, которая показывает возможность атомов принимать или отдавать электроны. Чем выше значение электроотрицательности, тем больше способность атома отнимать электроны в реакциях.

Рис. 1. Ряд электроотрицательности.

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:

2Na0 + Cl20 → 2Na+1Cl-1

В реакции металлов с неметаллами металл всегда является восстановителем, а неметалл – окислителем.

Как определить

Существует таблица, в которой указаны все возможные степени окисления элементов.

Или использовать на уроках этот вариант таблицы.

Рис. 2. Таблица степеней окисления.

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.

Рис. 3. Таблица Менделеева.

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.

Тест по теме

Оценка доклада

Описать углерод: (период,группа, высший оксид, атомная масса, строение атома , заряд ядра атома, число протонов, электронов и нейтронов ,формула простого вещества,валентность)

H 5 2. Формула этилового спирта: А. СН 3 ОН В. С 2 Н 5 ОН С. С 4 Н 9 ОН 3. К многоатомным спиртам относится: А. этанол В. фенол С. глицерин 4. Этиленгликоль при обычных условиях: А. газообразное вещество Б. порошок белого цвета В. бесцветная сиропообразная жидкость Г. кристаллическое вещество 5. Общая формула альдегидов: а) R — COH; б) R — COOH; в) R-CO-R 1 ; г) R-OH. 6. Найдите формулу альдегида: а) С 4 Н 10 ; б) С 2 Н 4 О; в) С 5 Н 12 О; г) С 8 Н 18 О 7. Исключите лишнее в ряду: а) пропанон; б) метаналь; в) пропаналь; г) этаналь. 8. Какая функциональная группа называется карбонильной? О О О ∕∕ ∕∕ ∕∕ а) – С — б) — С – Н в) – С – ОН г) – СН 2 — ОН 9. С каким реактивом вступает альдегид в реакцию «Серебряного зеркала» а) Cu(OH) 2 б) H 2 в) Ag 2 O (аммиачный раствор) г) AgNO 3 10.Функциональная группа карбоновых кислот называется а) карбонильной б) гидроксильной в) карбоксильной г) сложноэфирной 11. Реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, давая реакцию «серебряного зеркала», следующая кислота а) метановая б) этановая в) пальмитиновая г) олеиновая 12.Уксусная кислота не реагирует со следующим металлом а) Zn б) Mg в) Cu г) Са 13.В ходе реакции этерификации карбоновые кислоты реагируют а) с металлами б) с основаниями в) со спиртами г) с кислотами 14. Общая формула сложных эфиров: А. R— СОО— R 1 . Б. R —ОН В. R —О— R 1 . Г. R —СООН. 15. Кислота, содержащаяся в едкой жидкости, выделяемой муравьями: А. Этановая. Б. Бутановая. В. Метановая. Г. Пентановая. 16. Реакция между карбоновой кислотой и спиртом называется: А. Этерификация Б. Гидролиз В. Декарбоксилирование Г. Гидрирование 17. Класс органических веществ, к которым относятся жиры: А. Сложные эфиры Б. карбоновые кислоты В. спирты Г. простые эфиры 18.Класс веществ, соответствующих общей формуле R—СООН: А. Простые эфиры. Б. Альдегиды. В. Сложные эфиры. Г. Карбоновые кислоты. 19. В состав жира входит остаток А. формальдегида. Б.уксусной кислоты. В. этанола. Г. глицерина 20 Вещество с наивысшим содержанием крахмала а) картофель б) рис в) мед г) древесина 21. Для получения твердого жира из растительных масел используется реакция А. Этерификации Б. Гидролиза В. Окисления Г. Гидрирования 22. К моносахаридам относится A) сахароза Б) крахмал В) целлюлоза Г) глюкоза 23.Виноградным сахаром иногда называют A) Сахарозу Б) Крахмал В) Глюкозу Г) Целлюлозу 24. Этиловый спирт образуется при брожении A) молочнокислом B) спиртовом C) маслянокислом 25. Группа углеводов, к которой относится сахароза: А. Моносахарид Б. Дисахарид В Полисахарид Г. Углеводом не является. 26. Молекулярная формула сахарозы: А. С 6 Н 12 О 6 Б. С 12 Н 24 О 12 В. С 12 Н 22 О 11 Г. С 12 Н 24 О 2 . 27. Продукт с наименьшим содержанием сахарозы: А. Картофель. Б. Виноград. В. Яблоки. Г. Пчелиный мёд. 28. Молочный сахар — дисахарид: А. Мальтоза. Б. Сахароза. В. Лактоза. Г. Галактоза. 29. Молекулярная формула крахмала а) С 6 Н 12 О 6 б) С 12 Н 22 О 11 в) (С 6 Н 10 О 5 )n г) С 2 Н 5 ОН 30. При полном гидролизе крахмала образуется: а) фруктоза б) рибоза в) галактоза г) глюкоза

Обьясните как найти степень окисления!очень понятно так как я тупа:)

1) 2- метилгексаналь; 3) 3 – метилгексановая кислота;2) 3 – метилпентаналь; 4) 3 – метилпентановая кислота.А2. Вид гибридизации электронных орбиталей атома углерода, обозначенного звёздочкой в веществе, формула которого СН3 ─ СН2 ─ СН (СН3)─ С* ≡ СН 1) sp3 3) sp 2) sp2 4) не гибридизованА3. Две π-связи содержатся в молекуле1) этена; 2) бутана; 3) бутена; 4) этина4. Установите соответствие между названием вещества и классом/группой, к которому (-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВАКЛАСС/ГРУППАА) метилбензол1) альдегидыБ) анилин2) аминыВ) 3-метилбутаналь3) аминокислоты4) углеводородыА5. Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются структурными изомерами бутена-1. Запишите в ответе номера выбранных веществ. Составьте их структурные формулы.1) бутан2) циклобутан3) бутин-24) бутадиен-1,35) метилпропенА6. Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются гомологами бутана. Составьте их структурные формулы.1) пропан2) циклобутан3) бутин-24) бутадиен-1,35) гексанА7. Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми реагирует формальдегид. Запишите соответствующие уравнения реакций. 1) Сu2) N23) H24) Ag2O (NH3 р-р)5) СН3ОСН3А8. Установите соответствие между исходными веществами и основным продуктом, полученным в результате их взаимодействия. Впишите соответствующие буквам цифрыИсходные вещества Основной продукт реакцииА. СН3СОН + Н2 1. Углекислый газБ. С2Н5ОН + О2 2. ГексахлорбензолВ. С2Н2 + 2Н2 3. ЭтанГ. С6Н6 + СI2 (в присутствии УФ) 4. Этанол5. ХлорбензолА9 . Задана следующая схема превращений веществ:CH3CH2Cl +X→ CH3CH2OH +Y→ CH3CHO. Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.1) H22) CuO3) Cu(OH)24) NaOH (H2O)5) NaOH (спирт)Запишите номера выбранных веществ под соответствующими буквами. А10. Реакция присоединения галогеноводородов по кратным связям называется реакцией ________________.А11. Это вещество используется человеком в медицине для приготовления растворов лекарств, как антисептик, как согревающее средство. При чрезмерном использовании этого вещества внутрь возникает зависимость от него. Это вещество _____________________________.А12. Вычислите массу пропена, необходимого для взаимодействия с 67,2 л водорода.(ответ запишите с точностью до десятых) Ответ: __________.В1. Выведите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором 15,79 %, а плотность паров этого вещества по воздуху равна 3,93.В2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: СаС2 → С2Н2 → С6Н6 → С6Н5NO2

Как расставлять и как определить степень окисления элементов

В химических процессах главную роль играют атомы и молекулы, свойства которых определяют исход химических реакций. Одной из важных характеристик атома является окислительное число, которое упрощает метод учета переноса электронов в частице. Как определить степень окисления или формальный заряд частицы и какие правила необходимо знать для этого?

Определение

Любая химическая реакция обусловлена взаимодействием атомов различных веществ. От характеристик мельчайших частиц зависит процесс реакции и ее результат.

Термин окисление (оксидация) в химии означает реакцию, в ходе которой группа атомов или один из них теряют электроны или приобретают, в случае приобретения реакцию называют «восстановлением».

Степень окисления – это величина, которая измеряется количественно и характеризует перераспределяемые электроны в ходе реакции. Т.е. в процессе оксидации электроны в атоме уменьшаются или увеличиваются, перераспределяясь между другими взаимодействующими частицами, и уровень оксидации показывает, как именно они реорганизуются. Данное понятие тесно связано с электроотрицательностью частиц – их умением притягивать и отталкивать от себя свободные ионы.

Это интересно! Что такое алканы: строение и химические свойства

Определение уровня оксидации зависит от характеристик и свойств конкретного вещества, поэтому нельзя однозначно назвать процедуру вычисления легкой или сложной, но ее результаты помогают условно записать процессы окислительно-восстановительных реакций. Следует понимать, что полученный результат вычислений является результатом учета переноса электронов и не имеет физического смысла, а также не является истинным зарядом ядра.

Важно знать! Неорганическая химия часто использует термин валентности вместо степени окисления элементов, это не является ошибкой, но следует учитывать, что второе понятие более универсальное.

Понятия и правила вычислений движения электронов являются основой для классификации химических веществ (номенклатура), описания их свойств и составления формул связи. Но наиболее часто данное понятие используется для описания и работы с окислительно-восстановительными реакциями.

Правила определения степени окисления

Как узнать степень окисления? При работе с окислительно-восстановительными реакциями важно знать, что формальный заряд частицы всегда будет равен величине электрона, выраженного в числовом значении. Эта особенность связана с тем предположением, что электронные пары, образующие связь, всегда полностью смещаются в сторону более отрицательных частиц. Следует понимать, что речь идет об ионных связях, а в случае реакции при ковалентной связи электроны будут делиться поровну между одинаковыми частицами.

Окислительное число может иметь как положительные, так и отрицательные значения. Все дело в том, что в процессе реакции атом должен стать нейтральным, а для этого нужно либо присоединить к иону некое количество электронов, если он положительный, либо отнять их, если он отрицательный. Для обозначения данного понятия при записи формулы обычно прописывают над обозначением элемента арабскую цифру с соответствующим знаком. Например,

илии т.д.

Следует знать, что формальный заряд металлов всегда будет положительным, а в большинстве

случаев, чтобы определить его, можно воспользоваться таблицей Менделеева. Существует ряд особенностей, которые необходимо учитывать, чтобы определять показатели правильно.

Как определить степень окисления

Степень оксидации:

  1. У простых элементов всегда равна нулю: или .
  2. У фтора всегда будет равна -1.
  3. Как и у металлов, у элементов из групп IA, IIA и IIIA групп всегда одинаковая – это номер группы, в которой они расположены.
  4. У кислорода в любой связи равна -2, кроме связей с пероксидами (Н2О2), когда значение равно -1 и оксидом фтора (O+2F2-1, O2+1F2-1), когда она равна +2.
  5. У водорода всегда +1, кроме его взаимодействия с гидридами (Na+H- и связями по типу C+4H4-1).
  6. У простого вещества без связей с другими элементами всегда равна нулю.
  7. У простого иона с одним атомом равна числу его электрона (Na+, Ca+2).
  8. Если рассматривается связь двух веществ различной природы (металл и неметалл), то отрицательное окислительное число будет наблюдаться у вещества, которое обладает большей электроотрицательностью (H+F-, Cu+Br-), а положительное, соответственно, у элемента с электроотрицательностью больше нуля.
  9. У щелочных металлов, таких как литий, натрий, калий и прочих, всегда +1.
  10. У металлов из главной подгруппы II (магний, барий, кальций и стронций) равна +2.
  11. У алюминия всегда одинаковое значение — +3.

Запомнив эти особенности, достаточно просто будет определять окислительное число у элементов, независимо от сложности и количества уровней атомов.

Полезное видео: определение степени окисления

Как определить степень окисления

Периодическая таблица Менделеева содержит почти всю необходимую информацию для работы с химическими элементами. Например, школьники используют только ее для описания химических реакций. Так, чтобы определить максимальные положительные и отрицательные значения окислительного числа необходимо свериться с обозначением химического элемента в таблице:

  1. Максимально положительное – это номер группы, в которой находится элемент.
  2. Максимально отрицательная степень окисления – это разница между максимально положительной границей и числом 8.

Таким образом, достаточно просто узнать крайние границы формального заряда того или иного элемента. Такое действие можно совершить с помощью вычислений на основе таблицы Менделеева.

Важно знать! У одного элемента могут быть одновременно несколько различных показателей оксидации.

Различают два основных способа определения уровня оксидации, примеры которых представлены ниже. Первый из них – это способ, который требует знаний и умений применять законы химии. Как расставлять степени окисления с помощью этого способа?

Правило определения степеней окисления

Для этого необходимо:

  1. Определить, является ли данное вещество элементарным и находится ли оно вне связи. Если да, то его окислительное число будет равно 0, независимо от состава вещества (отдельные атомы или многоуровневые атомные соединения).
  2. Определить, состоит ли рассматриваемое вещество из ионов. Если да, то степень оксидации будет равна их заряду.
  3. Если рассматриваемое вещество металл, то посмотреть на показатели других веществ в формуле и вычислить показания металла путем арифметических действий.
  4. Если все соединение имеет один заряд (по сути это сумма всех частиц представленных элементов), то достаточно определить показатели простых веществ, затем вычесть их от общей суммы и получить данные металла.
  5. Если связь нейтральная, то общая сумма должна быть равна нулю.

Это интересно! Уроки химии: что это такое галогены

Для примера можно рассмотреть объединение

с ионом алюминия, чей общий заряд равен нулю. Правила химии подтверждают тот факт, что ион Cl имеет окислительное число -1, а в данном случае их три в соединении. Значит ион Al должен быть равен +3, чтобы все соединение было нейтральным.

Этот способ весьма хорош, поскольку правильность решения всегда можно проверить, если сложить все уровни оксидации вместе.

Второй метод можно применять без знания химических законов:

  1. Найти данные частиц, по отношению к которым нет строгих правил и точное количество их электронов неизвестно (можно путем исключения).
  2. Выяснить показатели всех прочих частиц и после из общей суммы путем вычитания найти нужную частицу.

Рассмотрим второй метод на примере вещества Na2SO4, в котором не определен атом серы S, известно лишь, что он отличен от нуля.

Это интересно! Уроки химии: катионы и анионы – что это такое

Чтобы найти, чему равны все степени окисления необходимо:

  1. Найти известные элементы, помня о традиционных правилах и исключениях.
  2. Ион Na = +1, а каждый кислород = -2.
  3. Умножить количество частиц каждого вещества на их электроны и получить степени оксидации всех атомов, кроме одного.
  4. В Na2SO4 состоят 2 натрия и 4 кислорода, при умножении получается: 2 X +1 = 2 – это окислительное число всех частиц натрия и 4 X -2 = -8 – кислородов.
  5. Сложить полученные результаты 2+(-8) =-6 – это общий заряд соединения без частицы серы.
  6. Представить химическую запись в виде уравнения: сумма известных данных + неизвестное число = общий заряд.
  7. Na2SO4 представлено следующим образом: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Таким образом, чтобы использовать второй метод, достаточно знать простые законы арифметики.

Таблица оксидации

Для простоты работы и вычисления показателей оксидации для каждого химического вещества используют специальные таблицы, где прописаны все данные.

Она выглядит следующим образом:

Полезное видео: учимся определять степень окисления по формулам

Вывод

Нахождение степени окисления для химического вещества – это простое действие, которое требует лишь внимательности и знания основных правил и исключений. Зная исключения и пользуясь специальными таблицами, это действие не будет занимать много времени.

Степень окисления.

Степень окисления – это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный из предположения, что все связи имеют ионный тип.

Степени окисления могут иметь положительное, отрицательное или нулевое значение, поэтому алгебраическая сумма степеней окисления элементов в молекуле с учётом числа их атомов равна 0, а в ионе – заряду иона.

1. Степени окисления металлов в соединениях всегда положительные.

2. Высшая степень окисления соответствует номеру группы периодической системы, где находится данный элемент (исключение составляют: Au+3 (I группа), Cu+2 (II), из VIII группы степень окисления +8 может быть только у осмия Os и рутения Ru.

3. Степени окисления неметаллов зависят от того, с каким атомом он соединён:

  • если с атомом металла, то степень окисления отрицательная;
  • если с атомом неметалла то степень окисления может быть и положительная, и отрицательная. Это зависит от электроотрицательности атомов элементов.

4. Высшую отрицательную степень окисления неметаллов можно определить вычитанием из 8 номера группы, в которой находится данный элемент, т.е. высшая положительная степень окисления равна числу электронов на внешнем слое, которое соответствует номеру группы.

5. Степени окисления простых веществ равны 0, независимо от того металл это или неметалл.

Элементы с неизменными степенями окисления.

Степени окисления химических элементов (таблица).

Степенью окисления называют условный заряд частицы в предположении, что связь полностью разорвана (имеет ионных характер).

H­Cl = H+ + Cl-,

Связь в соляной кислоте ковалентная полярная. Электронная пара в большей степени смещена в сторону атома Cl-, т.к. он более электроотрицацельный элемент.

Как определить степень окисления?

Электроотрицательность – это способность атомов притягивать к себе электроны других элементов.

Степень окисления указывается над элементом: Br20, Na0, O+2F2-1, K+Cl- и т.д.

Она может быть отрицательной и положительной.

— Степень окисления простого вещества (несвязанное, свободное состояние) равна нулю.

— Степень окисления кислорода у большинстве соединений равна -2 (исключение составляют пероксиды Н2О2, где она равна -1 и соединения с фтором – O+2F2-1, O2+1F2-1).

— Степень окисления простого одноатомного иона равна его заряду: Na+, Ca+2.

— Водород в своих соединениях имеет степень окисления равную +1 (исключения составляют гидриды — Na+H- и соединения типа C+4H4-1).

Правила определения степени окисления в химических соединениях.

Возьмем соединение KMnO4, необходимо определить степень окисления у атома марганца.

Рассуждения:

  1. Калий – щелочной металл, стоящий в I группе периодической таблицы, в связи с чем, имеет только положительную степень окисления +1.
  2. Кислород, как известно, в большинстве своих соединений имеет степень окисления -2. Данное вещество не является пероксидом, а значит, — не исключение.
  3. Составляет уравнение:

К+MnXO4-2

Пусть Х – неизвестная нам степень окисления марганца.

Количество атомов калия – 1, марганца – 1, кислорода – 4.

Доказано, что молекула в целом электронейтральна, поэтому ее общий заряд должен быть равен нулю.

Отсюда:

1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0,

Х = +7,

Значит, степень окисления марганца в перманганате калия = +7.

Возьмем другой пример оксида Fe2O3.

Необходимо определить степень окисления атома железа.

Рассуждение:

  1. Железо – металл, кислород – неметалл, значит, именно кислород будет окислителем и иметь отрицательный заряд. Мы знаем, что кислород имеет степень окисления -2.
  2. Считаем количества атомов: железа – 2 атома, кислорода – 3.
  3. Составляем уравнение, где Х – степень окисления атома железа:

2*(Х) + 3*(-2) = 0,

Х= +3.

Вывод: степень окисления железа в данном оксиде равна +3.

Примеры. Определить степени окисления всех атомов в молекуле.

1. K2Cr2O7.

Степень окисления К +1, кислорода О –2.

Учитывая индексы: О=(–2)×7=(–14), К=(+1)×2=(+2).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *