Как определить степень окисления?

Автор - Александр Игоревич Новичков .

Степень окисления - это формальный заряд атома. Слово «формальный» означает, что этого заряда у атома в действительности может и не быть, вернее, он может оказаться немного другим. Однако по разным причинам эти условные заряды удобны и химики всего мира пользуются понятием «степень окисления».

Отметим, что степень окисления указывается в верхнем правом углу атома в формате \(+n\) или \(-n\), где \(n\) – целое число. Например: \(\rm K^+Mn^{+7}O_{\mkern 13mu 4}^{-2},\; Fe^{+3}Cl_{\mkern 4mu3}^{-},\; O_{\mkern 0mu 2}^{0}.\)

Существуют определённые правила нахождения степени окисления.

1. 1. Степень окисления простых веществ равна нулю. Напомню, что простыми называют вещества, состоящие из одного вида атомов. Примеры: \(\rm O_{\mkern 0mu 2}^{0},\;P_{\mkern 0mu 4}^{0},\;Na^0.\)
   2. Некоторые атомы в сложных соединениях проявляют только одну степень окисления. Такие степени окисления называются постоянными.

\(\scriptstyle *\) - Исключения у водорода соединения \(\rm MeH^-\), в которых у водорода степень окисления \(-1.\)
\(\scriptstyle **\) - Исключения у кислорода \(\rm H_{\mkern 2mu 2}^+O_{\mkern 2mu 2}^-,\;Na_{\mkern 2mu 2}^+O_{\mkern 2mu 2}^-,\;K^+O_{\mkern 2mu 2}^{-\frac{1}{2}}, \;K^+O_{\mkern 2mu 3}^{-\frac{1}{3}}, \;O^{+2}F_{\mkern 2mu 2}^{-}, \;O_2^{\mkern -3mu +}F_{\mkern 2mu 2}^{-}.\)

1. 1. Сумма степеней окисления всех атомов сложного соединения должна быть равна нулю. Пользуясь именно эти правилом, мы будем расставлять степени окисления в сложных соединениях.
      Как именно?

Пример 1: расставьте степени окисления в соединении \(\rm Al_4C_3\).
Мы знаем степень окисления \(\rm Al = + 3\) тогда мы можем найти, что общее количество «плюсов» у четырех атомов \(12\). Чтобы в сумме был ноль, у трех атомов \(\rm C\) заряд должен быть \(-12\), значит у каждого атома \(\rm \; C \rightarrow -4 \;\; Al_{\mkern 13mu 4}^{+3}C_{\mkern 14mu 3}^{-4}.\)

Пример 2: Найдите степени окисления всех атомов в соединении \(\rm K_2Cr_2O_7.\)
Сначала подпишем постоянные степени окисления \(\rm K_{\mkern 3mu 2}^{+}Cr_2^{?}O_{\mkern 14mu 7}^{-2}.\)

Посчитаем общее количество плюсов и минусов \(\rm \frac{\displaystyle K_{\mkern 3mu 2}^{+}}{\displaystyle +2} \;\frac{\displaystyle Cr_2^{?}}{\displaystyle ?} \;\frac{\displaystyle O_{\mkern 14mu 7}^{-2}}{\displaystyle -14}.\)

Для того, чтобы плюсов и минусов было одинаковое количество у двух хромов в сумме должно быть \(+12\), а значит, у каждого атома \(\rm +6, \; K_{\mkern 3mu 2}^{+}Cr_2^{+6}O_{\mkern 14mu 7}^{-2}.\)

Пример 3: Найдите степени окисления всех атомов в соединении \(\rm Al(ClO_3)_3.\)
Для начала заметим, что для нахождения степени окисления удобно «раскрыть скобки» и представить соединение как \(\rm AlCl_3O_9\) и тогда задание выполняется аналогично заданию из примера 2.
Ответ: \(\rm Al^{+3}(Cl^{+5}O_{\mkern 14mu 3}^{-2})_3.\)

1. 1. В некоторых устоявшихся группах атомов в составе веществ (кислотные остатки и ион аммония) степени окисления атомов неизменны и их тоже стоит запомнить.

\(\rm (S^{+6}O_{\mkern 13mu 4}^{-2})^{2-},\;(S^{+4}O_{\mkern 14mu 3}^{-2})^{2-},\;(C^{+4}O_{\mkern 14mu 3}^{-2})^{2-},\;(Si^{+4}O_{\mkern 14mu 3}^{-2})^{2-},\;(P^{+5}O_{\mkern 13mu 4}^{-2})^{3-},\)
\(\rm (N^{+5}O_{\mkern 14mu 3}^{-2})^{-},\;(N^{+3}O_{\mkern 14mu 2}^{-2})^{-},\;(N^{-3}H_{\mkern 2mu 4}^{+})^{+}.\)

Пользуясь этими правилами, можно расставить степени окисления практически во всех соединений, встречающихся на ЕГЭ по химии.

Если вам понравился наш материал - записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ по химии онлайн