Елементи і їх ступеня окислення. Алгоритм визначення ступеня окислення і валентності елемента в з'єднанні

Ступінь окислення - це умовний заряд атомів хімічного елемента в з'єднанні, обчислений з припущення, що всі зв'язки мають іонний тип. Ступені окислення можуть мати позитивне, негативне або нульове значення, тому алгебраїчна сума ступенів окислення елементів в молекулі з урахуванням числа їх атомів дорівнює 0, а в іоні - заряду іона.

Даний список ступенів окислення показує всі відомі ступеня окислення хімічних елементів періодичної таблиці Менделєєва. Список заснований на таблиці Грінвуда з усіма доповненнями. У рядках, які виділені кольором, вписані інертні гази ступінь окислення яких дорівнює нулю.

Вища ступінь окислення елемента відповідає номеру групи періодичної системи, де знаходиться даний елемент (виняток становлять: Au + 3 (I група), Cu + 2 (II), з VIII групи ступінь окислення +8 може бути тільки у осмію Os і рутенію Ru.

Ступені окислення металів в з'єднаннях

Ступені окислення металів в з'єднаннях завжди позитивні, якщо ж говорити про неметалах, то їх ступінь окислення залежить від того, з яким атомом він з'єднаний елемент:

• якщо з атомом неметалла то ступінь окислення може бути і позитивна, і негативна. Це залежить від електронегативності атомів елементів;
• якщо з атомом металу, то ступінь окислення негативна.

Негативна ступінь окислення неметалів

Вищу негативну ступінь окислення неметалів можна визначити відніманням з 8 номера групи, в якій знаходиться даний хімічний елемент, тобто вища позитивна ступінь окислення дорівнює числу електронів на зовнішньому шарі, яке відповідає номеру групи.

Зверніть увагу, що ступеня окислення простих речовин дорівнюють 0, незалежно від того метал це чи неметалл.

джерела:

• Greenwood, Norman N .; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements - 2-е вид. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997.
• Green Stable Magnesium (I) Compounds with Mg-Mg Bonds / Jones C .; Stasch A .. - Журнал Science, 2007. - Грудень (вип. 318 (№ 5857)
• Журнал Science, 1970. - Вип. 3929. - № 168. - С. 362.
• Журнал Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, 1975. - С. 760b-761.
• Irving Langmuir The arrangement of electrons in atoms and molecules. - Журнал J. Am. Chem. Soc., 1919. - Вип. 41.

ВИЗНАЧЕННЯ

Ступінь окислення- це кількісна оцінка стану атома хімічного елемента в з'єднанні, заснована на його електронегативності.

Вона приймає як позитивні, так і негативні значення. Щоб вказати ступінь окислення елемента в з'єднанні потрібно поставити зверху над його символом арабську цифру з відповідним знаком ( «+» або «-»).

Слід пам'ятати, що ступінь окислення - величина, яка не має фізичного сенсу, так як не відображає реальний заряд атома. Однак це поняття досить широко використовується в хімії.

Таблиця ступеня окислення хімічних елементів

Максимальну позитивну і мінімальну негативну ступінь окислення можна визначити за допомогою Періодичної таблиці Д.І. Менделєєва. Вони рівні номеру групи, в якій розташований елемент, і різниці між значенням «вищої» ступеня окислення і числом 8, відповідно.

Якщо розглядати хімічні сполуки більш конкретно, то в речовинах з неполярними зв'язками ступінь окислення елементів дорівнює нулю (N 2, H 2, Cl 2).

Ступінь окислювання металів в елементарному стані дорівнює нулю, так як розподіл електронної щільності в них рівномірно.

У простих іонних з'єднаннях ступінь окислення входять до них елементів дорівнює електричному заряду, оскільки при утворенні цих сполук відбувається практично повний перехід електронів від одного атома до іншого: Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F - -1 3, Zr +4 Br -1 4.

При визначенні ступеня окислення елементів в з'єднаннях з полярними ковалентними зв'язками порівнюють значеннях їх електронегативності. Оскільки при утворенні хімічного зв'язку електрони зміщуються до атомів більш електронегативний елементів, то останні мають в з'єднаннях негативну ступінь окислення.

Існують елементи, для яких характерно тільки одне значення ступеня окислення (фтор, метали IA і IIA груп і т.д.). Фтор, що характеризується найбільшим значенням електронегативності, в з'єднаннях завжди має постійну негативну ступінь окислення (-1).

Лужні і лужноземельні елементи, для яких властиво відносно невисоку значення електронегативності, завжди мають позитивну ступінь окислення, рівну відповідно (+1) і (+2).

Однак, є і такі хімічні елементи, для яких характерні кілька значень ступеня окислення (сірка - (-2), 0, (+2), (+4), (+6) і ін.).

Для того, щоб легше було запам'ятати скільки і які ступені окислення характерні для конкретного хімічного елемента використовують таблиці ступенів окислення хімічних елементів, які виглядають наступним чином:

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

• Ступінь окислення фосфору в фосфіну дорівнює (-3), а в ортофосфорної кислоти - (+5). Зміна ступеня окислення фосфору: +3 → +5, тобто перший варіант відповіді.
• Ступінь окислювання хімічного елемента в простому речовині дорівнює нулю. Ступінь окислення фосфору в оксиді складу P 2 O 5 дорівнює (+5). Зміна ступеня окислення фосфору: 0 → +5, тобто третій варіант відповіді.
• Ступінь окислення фосфору в кислоті складу HPO 3 дорівнює (+5), а H 3 PO 2 - (+1). Зміна ступеня окислення фосфору: +5 → +1, тобто п'ятий варіант відповіді.

ПРИКЛАД 2

Валентність атомів фтору завжди дорівнює I

Li, Na, K, F,H, Rb, Cs- одновалентних;

Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Zn,O, Ra- володіють валентністю, що дорівнює II;

Al, BGa, In- Тривалентне.

Максимальна валентність для атомів даного елемента збігається з номером групи, в якій він знаходиться в Періодичній системі. Наприклад, для Са цеII, Для сірки -VI, Для хлору -VII. винятків з цього правила теж чимало:

елементVIгрупи, О, має валентність II (в H 3 O + - III);
- одновалентен F (замістьVII);
- дво- і тривалентного зазвичай залізо, елемент VIII групи;
- N може утримати біля себе тільки 4 атома, а не 5, як випливає з номера групи;
- одно- і двовалентних мідь, розташована в I групі.

Мінімальне значення валентності для елементів, у яких вона змінна, визначається за формулою: № групи в ПС - 8. Так, нижча валентність сірки 8 - 6 = 2, фтору та інших галогенів - (8 - 7) = 1, азоту і фосфору - (8 - 5) = 3 і так далі.

У з'єднанні сума одиниць валентності атомів одного елемента повинна відповідати сумарної валентності іншого (або загальне число валентностей одного хімічного елемента дорівнює загальній кількості валентностей атомів іншого хімічного елемента). Так, в молекулі води Н-О-Н валентність Н дорівнює I, таких атомів 2, значить, все одиниць валентності у водню 2 (1 × 2 = 2). Таке ж значення має і валентність кисню.

При з'єднанні металів з неметалами останні виявляють нижчу валентність

У з'єднанні, що складається з атомів двох видів, елемент, розташований на другому місці, володіє нижчою валентністю. Так при з'єднанні неметалів між собою, нижчу валентність проявляє той елемент, який знаходиться в ПСХЕ Менделєєва правіше і вище, а вищу відповідно лівіше і нижче.

Валентність кислотного залишку збігається з кількістю атомів Н у формулі кислоти, валентність групи OH дорівнює I.

У з'єднанні, утвореному атомами трьох елементів, той атом, який знаходиться в середині формули, називають центральним. Безпосередньо з ним пов'язані атоми О, а з киснем утворюють зв'язку інші атоми.

Правила визначення ступеня окислення хімічних елементів.

Ступінь окислення - це умовний заряд атомів хімічного елемента в з'єднанні, обчислений з припущення, що з'єднання складаються тільки з іонів. Ступені окислення можуть мати позитивне, негативне або нульове значення, причому знак ставиться перед числом: 1, 2, +3, на відміну від заряду іона, де знак ставиться після числа.
Ступені окислення металів в з'єднаннях завжди позитивні, найвищий рівень окислення відповідає номеру групи періодичної системи, де знаходиться даний елемент (виключаючи деякі елементи: золото Au +3 (I група), Cu +2 (II), з VIII групи ступінь окислення +8 може бути тільки у осмію Os і рутенію Ru).
Ступені неметалів можуть бути як позитивними так і негативними, залежно від того з яким атомом він з'єднаний: якщо з атомом металу то завжди негативна, якщо з неметаллом-то може бути і +, і -. При визначенні ступенів окислення необхідно використовувати такі правила:

Ступінь окислення будь-якого елемента в простому речовині дорівнює 0.

Сума ступенів окислення всіх атомів, що входять до складу частки (молекул, іонів і т. Д.) Дорівнює заряду цієї частки.

Сума ступенів окислення всіх атомів у складі нейтральної молекули дорівнює 0.

Якщо з'єднання утворено двома елементами, то у елемента з більшою електронегативність ступінь окислення менше нуля, а у елемента з меншою електронегативність - більше нуля.

Максимальна позитивна ступінь окислення будь-якого елемента дорівнює номеру групи в періодичній системі елементів, а мінімальна негативна дорівнює N- 8, де N - номер групи.

Ступінь окислювання фтору в сполуках дорівнює -1.

Ступінь окислення лужних металів (літію, натрію, калію, заліза, цезію) дорівнює +1.

Ступінь окислювання металів головної підгрупи II групи періодичної системи (магнію, кальцію, стронцію, барію) дорівнює +2.

Ступінь окислення алюмінію дорівнює +3.

Ступінь окислення водню в сполуках дорівнює +1 (виняток - з'єднання з металами NaH, CaH 2 , В цих з'єднаннях ступінь окислення у водню дорівнює -1).

Ступінь окислювання кисню дорівнює -2 (виключення - перекису H 2 O 2 , Na 2 O 2 , BaO 2 в них ступінь окислювання кисню дорівнює -1, а в поєднанні з фтором - +2).

У молекулах алгебраїчна сума ступенів окислення елементів з урахуванням числа їх атомів дорівнює 0.

Приклад. Визначити ступеня окислення в з'єднанні K 2 Cr 2 O 7 .
У двох хімічних елементів калію і кисню ступеня окислення постійні і дорівнюють відповідно +1 і -2. Число ступенів окислення у кисню дорівнює (-2) · 7 = (- 14), у калію (+1) · 2 = (+ 2). Число позитивних ступенів окислення дорівнює числу негативних. Отже (-14) + (+ 2) = (- 12). Значить у атома хрому число позитивних ступенів дорівнює 12, але атомів 2, значить на один атом припадає (+12): 2 = (+ 6), записуємо ступеня окислення над елементамиДо + 2 Cr +6 2 O -2 7

У багатьох шкільних підручниках і посібниках вчать складати формули за валентністю, навіть для з'єднань з іонними зв'язками. Для спрощення процедури складання формул це, на наш погляд, допустимо. Але потрібно розуміти, що це не зовсім коректно з огляду на вищевикладеної причини.

Більш універсальним поняттям є поняття про ступінь окислення. За значеннями ступенів окислення атомів так само як і за значеннями валентності можна складати хімічні формули і записувати формульні одиниці.

Ступінь окислення- це умовний заряд атома в частці (молекулі, йоні, радикал), обчислений у наближенні того, що всі зв'язки в частці є іонними.

Перш ніж визначати ступеня окислення, необхідно порівняти електронегативності з'єднуваних атомів. Атом з великим значенням електронегативності має негативну ступінь окислення, а з меншим позитивну.

З метою об'єктивного порівняння значень електронегативності атомів при розрахунку ступенів окислення, в 2013 році IUPAC дав рекомендацію використовувати шкалу Аллена.

* Так, наприклад, за шкалою Аллена електронний торгівельний азоту 3,066, а хлору 2,869.

Проілюструємо дане вище визначення на прикладах. Складемо структурну формулу молекули води.

Ковалентні полярні зв'язку O-H позначені синім кольором.

Уявімо, що обидві зв'язку не є ковалентними, а іонними. Якби вони були іонними, то з кожного атома водню на більш електронегативний атом кисню перейшло б по одному електрону. Позначимо ці переходи синіми стрілками.

*В цьомуприкладі, стрілка служить для наочної ілюстрації повного переходу електронів, а не для ілюстрації індуктивного ефекту.

Легко помітити, що число стрілок показує кількість перейшли електронів, а їх напрямок - напрямок переходу електронів.

На атом кисню направлено дві стрілки, це означає, що до атома кисню переходить два електрона: 0 + (-2) = -2. На атомі кисню утворюється заряд рівний -2. Це і є ступінь окислення кисню в молекулі води.

З кожного атома водню йде по одному електрону: 0 - (-1) = +1. Значить, атоми водню мають ступінь окислення дорівнює +1.

Сума ступенів окислення завжди дорівнює загальному заряду частинки.

Наприклад, сума ступенів окислення в молекулі води дорівнює: +1 (2) + (-2) = 0. Молекула - електронейтральна частинка.

Якщо ми обчислюємо ступеня окислення в йоні, то сума ступенів окислення, відповідно, дорівнює його заряду.

Значення ступеня окислення прийнято вказувати в верхньому правому куті від символу елемента. причому, знак пишуть попереду числа. Якщо знак стоїть після числа - то це заряд іона.

Наприклад, S -2 - атом сірки в ступені окислення -2, S 2 - аніон сірки з зарядом -2.

S +6 O -2 4 2 - значення ступенів окиснення атомів в сульфат-аніоні (заряд іона виділено зеленим кольором).

Тепер розглянемо випадок, коли з'єднання має змішані зв'язку: Na 2 SO 4. Зв'язок між сульфат-аніоном і катіонами натрію - іонна, зв'язку між атомом сірки і атомами кисню в сульфат-йоні - ковалентні полярні. Запишемо графічну формулу сульфату натрію, а стрілками вкажемо напрямок переходу електронів.

* Структурна формула відображає порядок ковалентних зв'язків в частці (молекулі, йоні, радикал). Структурні формули застосовують тільки для частинок з ковалентними зв'язками. Для частинок з іонними зв'язками поняття структурної формули не має сенсу. Якщо в частці є іонні зв'язку, то застосовують графічну формулу.

Бачимо, що від центрального атома сірки йде шість електронів, значить ступінь окислення сірки 0 - (-6) = +6.

Кінцеві атоми кисню приймають по два електрона, значить їх ступеня окислення 0 + (-2) = -2

Мостіковие атоми кисню приймають по два електрона, їх ступінь окислення дорівнює -2.

Визначити ступеня окислення можливо і по структурно-графічної формулою, де рисками вказують ковалентні зв'язки, а у іонів вказують заряд.

У цій формулі мостіковие атоми кисню вже мають поодинокі негативні заряди і до них додатково приходить по електрону від атома сірки -1 + (-1) = -2, значить їх ступеня окислення рівні -2.

Визначимо ступеня окислення елементів в надпероксида (супероксид) калію. Для цього складемо графічну формулу супероксида калію, стрілочкою покажемо перерозподіл електронів. Зв'язок O-O є ковалентним неполярной, тому в ній перерозподіл електронів не вказується.

* Надпероксида-аніон є іон-радикалом. Формальний заряд одного атома кисню дорівнює -1, а іншого, з неспареним електроном, 0.

Бачимо, що ступінь окислення калію дорівнює +1. Ступінь окислювання атома кисню, записаного в формулі напроти калію, дорівнює -1. Ступінь окислювання другого атома кисню дорівнює 0.

Точно також можна визначити ступеня окислення і по структурно-графічної формулою.

У кружочках вказані формальні заряди іона калію і одного з атомів кисню. При цьому значення формальних зарядів збігаються зі значеннями ступенів окислення.

Так як обидва атоми кисню в надпероксід-аніоні мають різні значення ступеня окислення, то можна обчислити середньо-арифметичну ступінь окисленнякисню.

Вона буде дорівнює / 2 = - 1/2 = -0,5.

Значення среднеарифметических ступенів окислення зазвичай вказують в брутто-формулах або формульних одиницях, щоб показати що сума ступенів окислювання дорівнює загальному заряду системи.

Для випадку з надпероксида: +1 + 2 (-0,5) = 0

Легко визначити ступеня окислення використовуючи електронно-точкові формули, в яких вказують точками неподіленого електронні пари і електрони ковалентних зв'язків.

Кисень - елемент VIа - групи, отже в його атомі 6 валентних електронів. Уявімо, що в молекулі води зв'язку іонні, в цьому випадку атом кисню отримав би октет електронів.

Ступінь окислювання кисню відповідно дорівнює: 6 - 8 = -2.

А атомів водню: 1 - 0 = +1

Уміння визначати ступеня окислення по графічним формулами безцінне для розуміння сутності цього поняття, так само це вміння потрібно в курсі органічної хімії. Якщо ж ми маємо справу з неорганічними речовинами, то необхідно вміти визначати ступеня окислення за молекулярними формулами і формульним одиницям.

Для цього перш за все потрібно зрозуміти, що ступеня окислення бувають постійними і змінними. Елементи, що проявляють постійну ступінь окислення необхідно запам'ятати.

Будь-хімічний елемент характеризується вищою і нижчою ступенями окислення.

Нижча ступінь окислення- це заряд, який набуває атом в результаті прийому максимальної кількості електронів на зовнішній електронний шар.

Зважаючи на це, нижча ступінь окислення має від'ємне значення,за винятком металів, атоми яких електрони ніколи не приймають зважаючи на низькі значень електронегативності. Метали мають нижчу ступінь окислення дорівнює 0.

Більшість неметалів головних підгруп намагається заповнити свій зовнішній електронний шар до восьми електронів, після цього атом набуває стійку конфігурацію ( правило октету). Тому, щоб визначити нижчу ступінь окислення, необхідно зрозуміти скільки атому не вистачає валентних електронів до октету.

Наприклад, азот - елемент VА групи, це означає, що в атомі азоту п'ять валентних електронів. До октету атому азоту не вистачає трьох електронів. Значить нижча ступінь окислення азоту дорівнює: 0 + (-3) = -3

визначення

Електронегативність (ЕО) $ \ chi $(Хі) - величина, що характеризує здатність атома елемента притягувати до себе електрони при утворенні хімічного зв'язку з іншими атомами.

Сучасне поняття про електронегативність атомів введено американським вченим Лайнусом Полингом в 1932 році. Теоретичне визначення електронегативності було розроблено пізніше. Американський фізик Роберт Маллікен запропонував розраховувати електронний торгівельний як полусумму потенціалу іонізації та спорідненості до електрона:

$ \ Chi _ (\ textrm (М)) = \ dfrac (I + A_e) (2), $

де $ I $ - потенціал іонізації, $ A_e $ - спорідненість до електрона.

Крім шкали Маллікен, описаної вище, існує більше 20-ти різних інших шкал електронегативності (в основу розрахунку значень яких покладено різні властивості речовин), серед яких шкала Л. Полінга (заснована на енергії зв'язку при утворенні складного речовини з простих), шкала Олреда- Рохова (заснована на електростатичного силі, що діє на зовнішній електрон) і ін.

В даний час існує багато способів, що дозволяють кількісно оцінити величину електронегативності атома. Значення електронегативності елементів, розраховані різними способами, як правило, не збігаються навіть при введенні поправочних коефіцієнтів. Однак загальні тенденції в зміні $ \ chi $ за періодичною системою зберігаються. Проілюструвати це можна, порівнявши дві найбільш широко використовуються шкали - по Полингу і по олреде-Рохової ( жирнимшрифтом виділені значення ЕО за шкалою Полінга, курсивом- за шкалою олреде-Рохова; $ S $ -елементи виділені рожевим кольором, $ p $ -елементи - жовтим, $ d $ -елементи - зеленим, $ f $ -елементи - блакитним):

Строго кажучи, елементу не можна приписати постійну електронегативність. Електронегативність атома залежить від багатьох факторів, зокрема, від валентного стану атома, формальної ступеня окислення, типу з'єднання, координаційного числа, природи лігандів, що становлять оточення атома в молекулярній системі, і від деяких інших.

Електронегативність пов'язана з окисно-відновної активністю елемента. Відповідно, чим більше електронний торгівельний елемента, тим сильніше його окисні властивості.

Чим більше наближена електронна оболонка даного атома до електронної оболонці інертного газу, тим вище його електронегативність. Іншими словами, в періодахв міру заповнення зовнішнього енергетичного рівня електронами (тобто зліва направо) електронегативність зростає, так як зростає номер групи і кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні.

Чим далі виявляються валентні електрони від ядра, тим слабкіше вони утримуються і тим нижче здатність атома притягувати до себе додаткові електрони. Таким чином, в групахелектронегативність зростає зі зменшенням атомного радіуса, тобто знизу вгору. Елементом з найбільшою електронегативні є фтор, а з найменшою - цезій. Типові неметали, таким чином, мають високі значення електронегативності, а типові метали - низькі.

Валентність ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

валентністьхарактеризує здатність атомів даного хімічного елемента до утворення хімічних зв'язків.

валентністьвизначає число хімічних зв'язків, якими атом пов'язаний з іншими атомами в молекулі.

Раніше валентність визначали як число атомів одновалентного елемента, з яким з'єднується один атом даного елемента. Так, водень вважається одновалентним елементом. У молекулі $ HBr $ атом брому з'єднується з одним атомом водню, а атом сірки в молекулі $ H_2S $ - з двома атома водню. Отже, бром в $ HBr $ одновалентен, а сірка в $ H_2S $ двовалентну. Значення валентності для різних елементів можуть змінюватися від одного до восьми. Так, в хлорним кислоті $ HClO_4 $ елемент водень - одновалентних, кисень - двовалентний, хлор - семивалентного. У молекулі оксиду ксенону $ XeO_4 $ валентність ксенону досягає значення вісім. Все це наочно демонструють такі структурні формули, в яких показаний порядок зв'язку атомів в молекулі один з одним відповідно до їх валентності (причому кожній одиниці валентності відповідає один валентний штрих):

визначення

В даний час під валентністюрозуміють число електронних пар, якими даний атом пов'язаний з іншими атомами.

валентність(Або ковалентность) визначається числом ковалентних зв'язків, утворених даними атомом в з'єднанні. При цьому враховуються як ковалентні зв'язки, утворені за обмінним механізмом, так і ковалентні зв'язки, утворені за донорно-акцепторного механізму.

Валентність не має знака!

Оскільки існує два механізми утворення ковалентного зв'язку (механізм спарювання електронів і донорно-акцепторні механізм), то валентні можливості атомів залежать від:

• числа неспарених електронів в даному атомі;
• від наявності вакантних атомних орбіталей в зовнішньому рівні;
• від числа неподіленого електронних пар.

Валентність елементів першого періоду не може перевищувати I, валентність елементів другого періоду не може перевищувати IV. Починаючи з третього періоду валентність елементів може збільшуватися до VIII (наприклад, $ XeO_4 $) відповідно до номером групи, в якій знаходиться елемент.

Розглянемо, наприклад, валентні можливості атомів ряду елементів.

Валентність МОЖЛИВОСТІ ВОДНЮ

Атом водню має єдиний валентний електрон, що відображає електронна формула $ 1s ^ 1 $ або графічна формула:

За рахунок цього неспареного електрона атом водню може утворити лише одну ковалентний зв'язок з будь-яким іншим атомом за механізмом спарювання (або усуспільнення) електронів. Інші валентні можливості у атома водню відсутні. Тому водень проявляє єдину валентність, рівну I.

Валентність МОЖЛИВОСТІ ФОСФОРУ

Елемент фосфор знаходиться в третьому періоді, в головній підгрупі п'ятої групи. Електронна конфігурація його валентних електронів $ 3s ^ 23p ^ 3 $ або

Будучи аналогом азоту, фосфор також може проявляти валентності I, II, III і IV. Але так як для елементів третього періоду доступні вакантні $ 3d $ орбіталі, атом фосфору може перейти в збуджений стан, перевівши один з $ s $ -електронів на $ d $ -подуровень:

Таким чином, атом фосфору може утворити п'ять ковалентних зв'язків з обмінним механізмом. Максимальну валентність V фосфор проявляє в молекулах $ PF_5 $, $ H_3PO_4 $, $ POCl_3 $ і ін .:

СТУПІНЬ ОКИСЛЕННЯ

визначення

Ступінь окислення- це умовний заряд атома в з'єднанні в припущенні, що всі зв'язки в цьому з'єднанні іонні (тобто все що зв'язують електронні пари повністю зміщені до атома більш електронегативного елемента).

Іншими словами, ступінь окислення - це число, яке показує, скільки електронів віддав (заряд «+») або прийняв (заряд «-») атом при утворенні хімічного зв'язку з іншим атомом.

На відміну від валентності, ступінь окислення має знак - вона може бути негативною, нульовий або позитивною.

Для підрахунку ступенів окислення атомів у сполуці є ряд простих правил:

• Ступінь окислювання елемента в складі простого речовини приймається рівною нулю. Якщо речовина знаходиться в атомарному стані, то ступінь окислення його атомів також дорівнює нулю.
• Ряд елементів виявляють в з'єднаннях постійну ступінь окислення. Серед них фтор (-1), лужні метали (+1), лужноземельні метали, берилій, магній і цинк (+2), алюміній (+3).
• Кисень, як правило, виявляє ступінь окислення -2 за винятком пероксидів $ H_2O_2 $ (-1), супероксидів $ MO_2 $ ($ - \ frac (1) (2) $), озонідов $ M ^ IO_3, \ M ^ (II ) (O_3) _2 $ ($ - \ frac (1) (3) $) і фториду кисню $ OF_2 $ (+2).
• Водень в з'єднанні з металами (в гидридах) проявляє ступінь окислення -1, а в з'єднаннях з неметалами, як правило, +1 (крім $ SiH_4, \ B_2H_6 $).
• Алгебраїчна сума ступенів окислення всіх атомів в молекулі повинна бути рівною нулю, а в складному йоні - заряду цього іона.

Вища позитивна ступінь окисленнядорівнює, як правило, номеру групи елемента в періодичній системі.

Так, сірка (елемент VIA групи), проявляє вищу ступінь окислення +6, азот (елемент V групи) - вищий ступінь окислення +5, марганець - перехідний елемент VIIБ групи - вищий ступінь окислення +7. Це правило не поширюється на елементи побічної підгрупи першої групи, ступеня окислення яких зазвичай перевищують +1, а також на елементи побічної підгрупи VIII групи. Також не виявляють своїх вищих ступенів окислення, рівних номеру групи, елементи кисень і фтор.

Нижча негативна ступінь окисленнядля елементів-неметалів визначаєтьсявирахуванням номера групи з числа 8.

Так, сірка (елемент VIA групи), проявляє нижчу ступінь окислення -2, азот (елемент V групи) - нижчу ступінь окислення -3.

На підставі наведених вище правил можна знайти ступінь окислення елемента в будь-якій речовині.

$ + 1 + x = 0 \ hspace (1.5cm) +2 + 2x = 0 \ hspace (1.5cm) +3 + 3x = 0 $

$ X = - 1 \ hspace (2.3 cm) x = - 1 \ hspace (2.6 cm) x = - 1 $

$ \ Overset (x) (Cl \ overset (-2) (O_3)) ^ (- 1) $