Як визначити ступінь окислення?

Ступінь окислення - це умовний заряд атома в молекулі, він отримує атом в результаті повного прийняття електронів, його обчислюють з припущення, що всі зв`язки являють собою іонний характер. Як визначити ступінь окислення?

Визначення ступеня окислення

Існують заряджені частинки іони, позитивний заряд яких дорівнює кількості електронів, одержуваних від одного атома. Негативний заряд іона дорівнює числу електронів, прийнятих одним атомом хімічного елемента. Наприклад, запис такого елемента як Ca2 + означає, що атоми елементів втратили одного, двох або ж трьох елементів. Щоб визначити склад іонних з`єднань і з`єднань молекул нам необхідно знати, як визначити ступінь окислення елементів. Ступені окислення бувають негативними, позитивними і нульовими. Якщо враховувати числа атомів, то алгебраїчна ступінь окислення в молекулі дорівнює нулю.

Щоб визначити ступінь окислення елемента потрібно керуватися певними знаннями. Наприклад, в з`єднаннях металів ступінь окислення позитивна. А найвищий рівень окислення відповідає номеру групи періодичної системи, де і знаходиться елемент. У металів ступеня окислення можуть бути позитивними і негативними. Це буде залежати від того фактора, яким саме атомом з`єднаний метал. Наприклад, якщо з`єднаний з атомом металу, то тоді ступінь буде негативною, якщо ж з`єднаний з неметаллом, то ступінь буде позитивна.

Негативну ж вищий ступінь окислення металу визначити можна вирахуванням з цифри вісім номер групи, де знаходиться необхідний елемент. Як правило, вона буває дорівнює числу електронів, що знаходяться на зовнішньому шарі. Число цих електронів теж відповідає номеру групи.

Як розрахувати ступінь окислення

У більшості випадків ступінь окислення атома конкретного елемента не збігається з числом зв`язків, які він утворює, тобто вона не дорівнює валентності цього елемента. Наочно це можна побачити на прикладі органічних сполук.

Нагадаю, валентність вуглецю в органічних сполуках дорівнює 4 (тобто утворює 4 зв`язки), але ступінь окислення вуглецю, наприклад, в метанолі CH 3 OH дорівнює -2, в CO 2 +4, у CH4 -4, в мурашиної кислоти HCOOH + 2. Валентність вимірюється числом ковалентних хімічних зв`язків, включаючи ті, які виникли по донорно-акцепторного механізму.

При визначенні ступеня окислення атомів в молекулах, електронегативний атом, при зміщенні в свою сторону однієї електронної пари, набуває заряд -1, якщо ж дві електронні пари то -2 буде заряд. На ступінь окислення не впливає зв`язок між однаковими атомами. наприклад:

Зв`язок атомів C-C дорівнює їх нульової ступеня окислення.
Зв`язок C-H - тут, вуглецю як найбільш електронегативного атома буде відповідати заряд -1.
Зв`язок C-O заряд вуглецю, як менш електронегативний, буде дорівнювати +1.

Приклади визначення ступеня окислення

У такій молекулі як CH 3Cl три зв`язку C-HC). Таким чином, ступінь окислення атома вуглецю в даному з`єднанні буде дорівнює: -3 + 1 = -2.
Знайдемо ступінь окислення атомів вуглецю в молекулі оцтового альдегіду C H3-C O-H. В даному з`єднанні три зв`язку C-H будуть давати загальний заряд на атомі C, який дорівнює (C + 3e C ) -3. Подвійна ж зв`язок C = O (тут кисень буде забирати електрони у атома вуглецю, т.к кисень більш електронегативний) дає заряд на атомі C, він дорівнює +2 (C -2e C ), зв`язок же CH заряд -1, значить загальний заряд на атомі C дорівнює: (2-1 = 1) +1.
Тепер знайдемо ступінь окислення в молекулі етанолу: C H-C H2-OH. Тут три зв`язку C-H дадуть загальне налаштування на атомі C, він дорівнює (C + 3e C ) -3. Дві зв`язку C-H дадуть заряд на атомі C, який буде дорівнює -2, зв`язок же C O дасть заряд +1, значить загальний заряд на атомі C: (-2 + 1 = -1) -1.

Тепер Ви знаєте, як визначити ступінь окислення елемента. Якщо Ви маєте хоча б базові знання з хімії, то для Вас це завдання буде не проблемою.