Правила определения степени окисления

Состояние окисления можно определить для каждого атома в любом соединении, руководствуясь определенными положениями, суть которых сводится к следующему.

• 1. В простых веществах (N₂, С1₂, 0₂, Н₂ и т. д.) электроны обобществлены поровну одноименными атомами, т. е. нет смещения связующих электронов, поэтому степень окисления атомов равна нулю.
• 2. Степень окисления одноатомного (простого) иона типа Са²⁺ совпадает с зарядом иона (+2 в данном случае).
• 3. Во всех соединениях щелочные металлы имеют степень окисления +1, щелочно-земельные — +2.
• 4. Водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления +1, а в солеобразных гидридах (СаН₂, Nall и т. д.) степень окисления водорода равна -1.
• 5. Фтор — наиболее электроотрицательный элемент; в соединениях с другими элементами он имеет степень окисления -1.
• 6. Кислород в своих соединениях проявляет преимущественно степень окисления -2. Исключение составляет OF₂, где степень окисления кислорода +2, а фтора -1. В пероксидах Н₂0₇, Na₇0₂ степень окисления кислорода равна -1. Сера как электронный аналог кислорода способна к образованию персульфидов типа FeS₂, где степень окисления серы равна -1.
• 7. Сумма степеней окисления всех атомов, входящих в ион, определяет полный заряд частицы. Это позволяет установить неизвестные степени окисления различных атомов в молекуле. Рассмотрим в качестве примера ион NO3. Согласно принятым правилам степень окисления кислорода равна -2, а всего в этот ион входят три атома кислорода и на них приходится формальный заряд 3 (-2). Следовательно, азот в данном соединении имеет степень окисления +5.
• 8. В нейтральных молекулах алгебраическая сумма всех степеней окисления равна нулю.
• 9. Высшая положительная степень окисления атомов элементов определяется номером группы. Исключение составляют элементы 11-й группы (Си, Ag и Аи), О, F, а также металлы 8-Й группы. В периодах слева направо положительная степень окисления увеличивается (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Зависимость максимальной положительной степени окисления от порядкового номера элемента

• 10. При написании уравнений химических реакций всегда должно соблюдаться правило сохранения алгебраической суммы степеней окисления всех атомов. Если у одного компонента реакции степень окисления повышается (процесс окисления), то у его партнера по реакции степень окисления должна понижаться (процесс восстановления). Это означает, что процессы окисления и восстановления взаимосвязаны и компенсируют друг друга.
• 11. Степень окисления может быть и дробным числом, что иллюстрируется следующими примерами: в К0₂ степень окисления калия — +1, кислорода —½; в пропане (С₃Н₈) степень окисления углерода—8/3, водорода — +1. Ниже приведены примеры степеней окисления:

Анализируя важнейшие типы химических реакций, можно сказать, что некоторые из них протекают без изменения степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ (реакции обмена). Реакции присоединения, разложения и замещения протекают с изменением состояний окисления атомов реагирующих веществ.

Реакции, сопровождающиеся переходом электронов от одних атомов (или ионов) к другим атомам (или ионам), в результате которых изменяется состояние окисления атомов (или ионов), называются окислительновосстановительными реакциями.