ОКИСЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ

1. Окислительно-восстановительные реакции

1.2. Степень окисления

Водород и хлор реагируют при ярко выраженной экзотермической реакции, превращаясь в водород хлорид:

Н₂ + Сl₂ → 2НСl.

Эта реакция также окислительно-восстановительная, хотя в этом случае, собственно, перехода электронов не происходит. В молекуле водород хлорида атом Водорода связанный с атомом Хлора общей парой электронов.

Чтобы добавить в определение понятия «окислительно-восстановительная реакция» и такие реакции, в которых участвуют молекулы, было введено понятие степень окисления.

Степень окисление означает действительный или условный заряд атома внутри единицы соединения. Его обозначают арабской цифрой, перед которой указывают знак заряда.

Атомы и молекулы элементов, которые не связаны с другими веществами, имеют степень окисления ±0.

Пример. Mg⁰, Fe⁰, O⁰₂, Н⁰₂, Cl⁰₂ и т.д.

Степень окисление одноатомных ионов в ионных соединениях соответствует их фактическому заряда.

Пример. В магний хлориде для sона Mg²⁺ степень окисления +2, Cl^- имеет степень окисления-1.

В атомах, которые входят в состав сложных молекулярных соединений, отрицательный заряд условно закрепляется за . более електронегативним реагентом. Степень окисления искомого элемента рассчитывают по алгебраической суммы степеней окисления всех атомов.

Внимание: Кислород почти всегда имеет степень окисления -2, а Водород - степень окисления +1.

Пример. В карбон діоксиді СO₂ Карбон имеет степень окисления +4. В сероводороде H₂S Сульфид имеет степень окисления +1, а Сульфур, соответственно, степень окисления-2.

Сумма степеней окисления всех атомов соединения равна нулю.

Степень окисления любого атома в молекуле можно вычислить как сумму степеней окисления остальных атомов с противоположным знаком.

Пример. В сульфатной кислоте H₂SO₄ Кислород более электроотрицательный по сравнению с Сульфуром, Водород сравнению с Сульфуром является более електропозитивним. Сумма зарядов Водорода и Кислорода равна -4 ∙ 2 ∙ (+1) + 4 ∙ (-2) = -6. Поэтому степень окисления Серы в сульфатной кислоте +6.

В электрически заряженных сложных ионах заряд иона соответствует сумме степеней окисления всех атомов, соединенных между собой.

Пример. В ионе аммония NH4⁺ Азот имеет степень окисления -3, а в нитрат-ионе NВ₃^- степень окисления - +5:

В молекулах органических веществ соединенными между собой атомами Углерода также закрепляется степень окисления.

Карбон более электроотрицательным по сравнению с Гідрогеном, а по сравнению с Оксигеном более електропозитивний. Атомы Углерода в С-С-цепи не получают заряда друг от одного.

Пример. В этаноле карбоновый цепь состоит из двух атомов Карбона. На первом сумма зарядов Водорода составляет +3. Степень окисления этого атома Углерода, соответственно, - (-3). На втором атоме Углерода сумма зарядов Водорода и Кислорода - (+1). Поэтому степень окисления этого атома Углерода - (-1).

Сумма зарядов Водорода: 3 ∙ (+1) = +3.

Сумма зарядов Водорода и Кислорода: 3 ∙ (+1) + 1 ∙ (-2) = +1.

Внимание: при окислении степень окисления увеличивается, при восстановлении степень окисления уменьшается.