Введение в химию. Стась Н.Ф. - 44 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

2. По признаку изменения степени окисления элементов (атомов), входящих в состав реагентов,
различают реакции, протекающие без изменения и с изменением степеней окисления.
К реакциям без изменения степеней окисления атомов относятся все реакции обмена и гидроли-
за, многие реакции разложения и некоторые реакции соединения.
Реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, называются окислительно-
восстановительными реакциями. Рассмотрим их подробно.
3.1. Степень окисления и валентность
В окислительно-восстановительных реакциях происходит изменение степени окисления неко-
торых (иногда всех) элементов, входящих в состав реагентов, поэтому вначале рассмотрим понятие
степень окисления. Известно три определения этого понятия, которые раскрывают его со всех сто-
рон.
Первое определение. Степенью окисления элемента в веществе называется его стехиомет-
рическая валентность, взятая со знаком плюс или минус в соответствии с общепринятым де-
лением элементов на электроположительные (знак плюс) и электроотрицательные (знак ми-
нус). Это определение наиболее точно выражает сущность понятия.
Другое часто встречающееся определение: степенью окисления элемента называется услов-
ный заряд его атома, вычисленный из предположения, что вещество состоит из ионов. Это оп-
ределение имеет тот недостаток, что, несмотря на оговорку об условности, невольно закрепляет не-
правильное представление об ионном строении веществ. В действительности чисто ионных связей не
бывает, а реальные заряды атомов в веществах (эффективные заряды) далеко не равны их степеням
окисления.
Ещѐ одно определение: степенью окисления элемента в веществе называется число электро-
нов, смещенных от атома этого элемента (при положительной степени окисления), или к атому этого
элемента (при отрицательной степени окисления), вследствие поляризации химической связи. Для
уяснения этого понятия необходимо иметь знания об электронном строении атомов и механизме образова-
ния и поляризации химических связей.
Степень окисления элемента формально определяется по правилам, которые являются следстви-
ем рассмотренных определений этого понятия.
1. В простых веществах степень окисления элементов равна нулю.
2. Водород в большинстве соединений имеет степень окисления +1, но в соединениях с метал-
лами (гидридах) она равна -1.
3. Кислород в большинстве соединений находится в степени окисления -2, но в пероксидах его
степень окисления равна -1.
4. Фтор во всех соединениях имеет степень окисления -1.
5. Металлы в соединениях имеют положительную степень окисления, причем, щелочные метал-
лы всегда +1, металлы второй группы (кроме ртути) всегда +2, алюминий всегда +3.
6. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле или формульной единице ве-
щества равна нулю, а в ионе – заряду иона.
Степень окисления указывается над символом атома арабской цифрой со знаком плюс или ми-
нус впереди, например:
11
4
26
2
1
2
12
3
2
2
3
ClNa,OSH,HCa,OFe
.
Степень окисления следует отличать от заряда иона, который указывается вверху справа циф-
рой со знаком позади (но цифра 1 не ставится), например: Fe
2+
, Cl
–
, SO
4
2–
, PO
4
3–
, NH
4
+
.
Встречаются соединения, в которых трудно определить знак степени окисления элемента, на-
пример, соединения двух неметаллов. В таких случаях сравнивают электроотрицательность элемен-
тов, входящих в состав данного соединения. Электроотрицательность характеризует свойство атомов
притягивать валентные электроны. Она выражается относительным числом в шкале, где за единицу приня-
та электроотрицательность лития. В соединениях элемент с большей электроотрицательностью имеет от-
рицательное значение степени окисления, а его партнер по химической связи – положительное.
Электроотрицательность является периодическим свойством. Электроотрицательность элемен-
тов главных подгрупп в периодах увеличивается, например: Li(1,0) – Be(1,5) – B(2,0) - C(2,5) – N(3,0)
– O(3,5) – F(4,0), а в группах уменьшается, например: F(4,0) – Cl(3,0) – Br(2,8) – I(2,5). У элементов

Страницы