Валентность и степень окисления

Валентностью называют число одинарных связей, которые атом образует с другими атомами в молекуле. Под числом химических связей понимают число общих электронных пар. Общие электронные пары образуются только в случае ковалентной связи, поэтому валентность атомов можно определить только в ковалентных соединениях.

В ионных соединениях нет общих пар электронов, поэтому для этих веществ понятие о валентность не можно использовать. Для всех соединений, независимо от вида химических связей, применяется более универсальное понятие - степень окисления.

Степень окисления элемента - это условный заряд атома в веществе, исчисленный с предположением, что она состоит из ионов. Степень окисления характеризует число условно принятых или условно преданных электронов. Степень окисления может быть положительным (если атом отдал электроны), отрицательным (если атом принял электроны) или равняться нулю. Он обозначается арабской цифрой со знаком «плюс» или «минус» над символом элемента. Для определения степени окисления элементов необходимо запомнить определенные правила:

1. При определении степеней окисления выходят из электроотрицательности вещества: сумма степеней окисления всех атомов в соединении равна нулю.

2. Степень окисления атомов в простом веществе равна нулю.

3. Атомам некоторых химических элементов обычно приписывают стали степени окисления. Например, степень окисления Фтора в соединениях всегда равна -1; Лития, Натрия, Калия, Рубидия и Цезия +1; Магния, Кальция, Стронция, Бария и Цинка +2, Алюминия +3.

4. Степень окисления Водорода в большинстве соединений +1, и только в соединениях с некоторыми металлами он равен -1 (, ).

5. Степень окисления Кислорода в большинстве соединений -2, и лишь в некоторых соединениях ему приписывают степень окисления -1 (, или +2 ().

6. Атомы многих химических элементов проявляют переменные степени окисления.

7. Степень окисления атома металла в соединениях положительный и численно равна его валентности.

8. Максимальный положительный степень окисления элемента, как правило, равна номеру группы в периодической системе, в которой находится элемент.

9. Минимальный степень окисления для металлов равна нулю. Для неметаллов в большинстве случаев ниже негативный степень окисления равна разнице между номером группы и цифрой восемь.

10. Степень окисления атома, что образует простой ион (состоит из одного атома), равна заряда этого иона.

Пользуясь приведенными правилами, определим степени окисления химических элементов в соединении . Это сложное вещество, которое состоит из трех химических элементов - Водорода Н, Серы S и Кислорода О. Отметим степени окисления тех элементов, для которых они являются постоянными. В нашем случае это Водород Н и Кислород О:

Определим неизвестный степень окисления Серы. Пусть степень окисления Серы в этой соединении равна х:

Составим уравнение, умножив индекс каждого элемента степень окисления и полученную сумму прирівняємо к нулю:

Следовательно, степень окисления Серы равна плюс шесть:

В следующем примере выясним, как можно составить формулу соединения по известным степенями окисления атомов элементов. Составим формулу ферум(III) оксида. Слово «оксид» означает, что справа от символа Железа надо записать символ Кислорода: Отметим степени окисления химических элементов над их символами. Степень окисления Железа указанный в названии в скобках (III), следовательно, равна +3, степень окисления Кислорода в оксидах -2:

Найдем наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2, это 6. Разделим число 6 на 3, получим число 2 - это индекс для Железа. Разделим число на 6 2, получим число 3 - это индекс для Кислорода: