Заказ №38812

Какую высшую и низшую степень окисления проявляет углерод, мышьяк, сера и хлор? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

Решение:

Степень окисления и окислительное число. При реакциях образования ионных соединений переход электронов от одних реагирующих атомов или ионов к другим сопровождается соответствующим изменением величины или знака их электровалентности. При образовании соединений ковалентной природы такого изменения электровалентного состояния атомов фактически не происходит, а только имеет место перераспределение электронных связей, причем валентность исходных реагирующих веществ не изменяется. В настоящее время для характеристики состояния элемента в соединениях введено условное понятие степени окисления. Численное выражение степени окисления называют окислительным числом. Окислительные числа атомов могут иметь положительное, нулевое и отрицательное значения. Положительное окислительное число определяется числом электронов, оттянутых от данного атома, а отрицательное окислительное число – числом притянутых данным атомом электронов. Окислительное число может быть приписано каждому атому в любом веществе, для чего нужно руководствоваться следующими простыми правилами: 1. Окислительные числа атомов в любых элементарных веществах равны нулю. 2. Окислительные числа элементарных ионов в веществах ионной природы равны значениям электрических зарядов этих ионов. 3. Окислительные числа атомов в соединениях ковалентной природы определяются при условном расчете, что каждый оттянутый от атома электрон придает ему заряд, равный +1, а каждый притянутый электрон – заряд, равный – 1. 4. Алгебраическая сумма окислительных чисел всех атомов любого соединения равна нулю. 5. Атом фтора во всех его соединениях с другими элементами имеет окислительное число – 1. Определение степени окисления связано с понятием об электроотрицательности элементов. С использованием этого понятия формулируется еще одно правило. 6. В соединениях окислительное число отрицательно у атомов элементов с большей электроотрицательностью и положительно – у атомов элементов с меньшей электроотрицательностью. Понятие степени окисления, таким образом, пришло на смену понятию электровалентности. В связи с этим представляется нецелесообразным пользоваться и понятием ковалентности. Для характеристики элементов лучше применять понятие валентности, определяя ее числом электронов, используемых данным атомом для образования электронных пар, независимо от того, притягиваются они к данному атому, или, наоборот, оттягиваются от него. Тогда валентность будет выражаться числом без знака. В отличие от валентности степень окисления определяется числом электронов, оттянутых от данного атома, – положительная, или притянутых к нему, – отрицательная. 827 Во многих случаях арифметические значения валентности и степени окисления совпадают – это вполне естественно. В некоторых же случаях числовые значения валентности и степени окисления отличаются друг от друга. Так, например, в молекулах свободных галогенов валентность обоих атомов равна единице, а степень окисления – нулю. Очевидно, что валентность характеризует атомы, только входящие в состав какоголибо соединения, хотя бы гомоядерного, т. е. состоящего из атомов одного элемента; о валентности же отдельных атомов говорить бессмысленно. Степень же окисления характеризует состояние атомов как входящих в какое-либо соединение, так и существующих отдельно. Принимая электроны, атом элемента проявляет свойства окислителя и число принимаемых недостающих электронов до устойчивого состояния подуровня является низшей степенью окисления элемента. Для р - элементов низшая степень окисляется по формуле: СО=№ группы в таблице Менделеева-8 элемент формула номер группы низшая степень окисления примеры мышьяк As VA 5-8=-3 H3As селен Se VI A 6-8=-2 H2Se хлор Cl VII А 7-8=-1 HCl, KCl Высшая степень окисления для элементов А-подгруппы, как правило, равна номеру группы. Следовательно, высшая степень окисления элемент формула номер группы высшая степень окисления примеры мышьяк As VA +5 H3AsO4 селен Se VI A +6 H2SeO4 хлор Cl VII А +7 HClO4 Степень окисления — условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что все связи имеют ионный характер. Это означает, что более электроотрицательный атом, смещая к себе полностью одну электронную пару, приобретает заряд l-. Неполярная ковалентная связь между одинаковыми атомами дает вклад в степень окисления: При пользовании степенями окисления полезно придерживаться следующих правил: 1) сумма степеней окисления атомов в любой частице равна ее электрическому заряду. Следовательно, степень окисления элемента в его простом веществе равна нулю; 2) в соединениях фтор всегда проявляет степень окисления -1; 3) степень окисления кислорода в соединениях обычно равна -2 (кроме ОF2, Н2О2 и др.); 4) степень окисления водорода равна +1 в соединениях с неметаллами и -1 в соединениях с металлами (КН, СаН2). Высшая степень окисления элемента обычно совпадает с номером его группы в периодической системе. Низшая степень окисления элемента равна максимальной положительной степени окисления - минус восемь. НО=№группы-8 Исключение составляют фтор, кислород, железо: их высшая степень окисления выражается числом, значение которого ниже, чем номер группы, к которой они относятся.