Валентность и степень окисления — Подготовка к ЕГЭ по химии

Валентность —

— это способность атома образовывать определенное количество связей с другими атомами.

 

Правила определения валентности

1. В молекулах простых веществ: H₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂ равна единице.

2. В молекулах простых веществ: O₂, S₈ равна двум.

3. В молекулах простых веществ: N₂, P₄ и CO — оксиде углерода (II) — равна трем.

4. В молекулах простых веществ, которые образует углерод (алмаз, графит), а также в органических соединениях, которые он образует, валентность углерода равна четырем.

5. В составе сложных веществ водород одновалентен, кислород, в основном, двухвалентен. Для определения валентности атомов других элементов в составе сложных веществ надо знать строение этих веществ.

 

Степень окисления

– это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения (с ионной и ковалентной полярной связью) состоят только из ионов.

 

Высшая степень окисления элемента равна номеру группы.

Исключения:

фтор высшая степень окисления ноль в простом веществе F₂⁰

кислород высшая степень окисления +2 во фториде кислорода О⁺²F₂

Низшая степень окисления элемента равна восемь минус номер группы (по числу электронов, которые атом элемента может принять до завершенного восьми электронного уровня)

 

Правила определения степени окисления

(далее обозначим: ст.ок.)

Общее правило: Сумма всех степеней окисления элементов в молекуле с учетом количества атомов равна нулю (Молекула электронейтральна.), в ионе  — равна заряду иона.

 

I. Степень окисления простых веществ равна нулю: Са⁰, O₂⁰, Cl₂⁰ 

 

II. ст.ок. в бинарных cоединениях:

Менее электроотрицательный элемент ставится на первое место. (Исключения: С^-4Н₄⁺ метан и N^-3H₃⁺аммиак)

Нужно помнить, что

— ст.ок. металла всегда положительна

— ст.ок. металлов I, II, III групп главных подгрупп постоянна и равна номеру группы

Для остальных ст.ок. вычисляется по общему правилу.

 

Более электроотрицательный элемент ставится на второе место, его ст.ок. равна восемь минус номер группы (по числу электронов, которые он принимает до завершенного восьми электронного уровня).

Исключения: пероксиды, например, Н₂⁺¹О₂^-1, Ba⁺²O₂^-1 и др. ; карбиды металлов I и II групп Ag₂⁺¹C₂^-1, Ca⁺²C₂^-1 и др. (В школьном курсе встречается соединение FeS₂ — пирит. Это дисульфид железа. Степень окисления серы в нем (-1) Fe⁺²S₂^-1). Это происходит потому, что в этих соединениях есть связи между одинаковыми атомами -О-О-, -S-S-, тройная связь в карбидах между атомами углерода. Степень окисления и валентность элементов в этих соединениях не совпадают: у углерода валентность IV, у кислорода и серы II.

 

III. Степень окисления в основаниях Ме⁺ⁿ(ОН)_nравна количеству гидроксогрупп.

1. в гидроксогруппе ст.ок. кислорода -2, водорода +1, заряд гидроксогруппы 1-

2. ст.ок. металла равна количеству гидроксогрупп

 

IV. Степень окисления в кислотах:

1. ст.ок. водорода +1,  кислорода -2

2. ст.ок. центрального атома вычисляется по общему правилу путем решения простого уравнения

Например, Н₃⁺¹Р^хО₄^-2

3∙(+1) + х + 4∙(-2) = 0

3 + х – 8 = 0

х = +5 (не забудьте знак +)

 

Можно запомнить, что у кислот с высшей ст.ок. центрального элемента, соответствующего номеру группы, название будет заканчиваться на  –ная:

Н₂СО₃угольная Н₂С⁺⁴О₃

Н₂SiО₃ кремниевая (искл.) Н₂Si⁺⁴О₃

НNО₃ азотная НN⁺⁵О₃

Н₃PО₄ фосфорная Н₃P⁺⁵О₄

Н₂SО₄ серная Н₂S⁺⁶О₄

НСlО₄ хлорная НCl⁺⁷О₄

НMnО₄ марганцовая НMn⁺⁷О₄

Останется запомнить:

НNО₂ азотистая НN⁺³О₂

Н₂SО₃ сернистая Н₂S⁺⁴О₃

НСlО₃ хлорноватая НCl⁺⁵О₃

НСlО₂ хлористая НCl⁺³О

2

НСlОхлорноватистая НCl⁺¹О

 

V. Степень окисления в солях

у центрального атома такая же, как в кислотном остатке. Достаточно помнить или определить ст.ок. элемента в кислоте.

 

VI. Степень окисления элемента в сложном ионе равна заряду иона.

Например, NH₄⁺Cl^— : записываем ион N^хН₄⁺¹

х + 4∙(+1) = +1

х= — 3;

ст.ок. азота -3

 

Например, определить ст.ок. элементов в гексацианоферрате(III) калия К₃[Fe(CN)₆]

— у калия +1 : К₃⁺¹[Fe(CN)₆], отсюда заряд иона [Fe(CN)₆] ^3-

— у железа +3 (указано в названии) [Fe⁺³(CN)₆] ^3-

, отсюда (CN)₆^6-

— у одной группы (CN)^—

— более электроотрицательный азот: у него -3, отсюда (C^хN^-3)^—

х – 3 = — 1

х = +2

ст.ок. углерода +2

 

VII. Степень окисления углерода в органических соединениях разнообразна и вычисляется, исходя из учета того, что ст.ок. водорода равна +1, кислорода -2

Например, С₃Н₆

3∙х + 6∙1 = 0

3х = -6

х = -2

ст.ок. углерода -2 (при этом валентность углерода равна IV)

Задание. Определить степень окисления и валентность фосфора в фосфорноватистой кислоте H3PO2.

Вычислим степень окисления фосфора.

Обозначим её за х. Подставим степень окисления водорода +1, а кислорода -2, умножив на соответствующее количество атомов: (+1)

∙ 3 + х + (-2) ∙ 2 = 0, отсюда х = +1.

Понятие о степени окисления — урок. Химия, 8–9 класс.

Степень окисления — это условный заряд атома химического элемента в веществе.

 

Правила:

 

1. Степень окисления элемента в простом веществе равна \(0\):

 

h30,  O20,  N20,  F20,  Cl20,  Fe0,  Ca0.

 

2. В сложных веществах:

• степень окисления водорода в соединениях с неметаллами равна \(+1\), а в соединениях с металлами — \(–1\):

H+1Cl−1,  K+1H−1;

• степень окисления кислорода равна \(–2\) (исключения: O+2F−12, H+12O−12):

h3+1O−2;

• степень окисления фтора всегда равна \(–1\):

F−1;

• степень окисления металла — положительная и совпадает с его валентностью. Может быть постоянной и переменной:

Na+1,  K+1,  Ca+2,   Mg+2,  Al+3;

 

Fe+2,  Fe+3;

 

Cu+1,  Cu+2.

• степень окисления неметалла может быть как положительная, так и отрицательная. Численные значения тоже совпадают с валентностью:

C+4,  C+2,  C−4;

 

N+5,  N+4,  N+3,  N+2,  N+1,  N−3;

 

S+6,  S+4,  S−2.

 

3. Сумма степеней окисления элементов в веществе равна \(0\).

Пример:

 Al+32S−23(+3)⋅2+(−2)⋅3=6−6=0.

Составление формул по известным степеням окисления элементов

Пример:

составим формулу соединения кальция и азота. Степень окисления кальция равна \(+2\), а азота — \(–3\).

 

Запишем символы химических элементов рядом. Первым обычно записывают символ элемента, у которого степень окисления положительная. Укажем значения степеней окисления над символами:

 

Ca+2N−3.

 

Найдём для них наименьшее общее кратное и разделим на соответствующие значения степеней окисления. Получим индексы в формуле:

 

Ca3+2N2−36.

 

какая валентность у : 1)F2O.2)Ch5,3)Mgo,4)SO2?

1. F (+1), O(-2)<br>2. C (-4), H(+1)<br>3.Mg(+2), O(-2)<br>4. S(+4), O(-2)<br>У кислорода степень окисления постоянна!

положительная

У этих веществ валентность равна 0, но если рассматривать элементы, то 1)- 1,2;2)-4,13)-2,2 4)-4,2

F -1<br>O — 2<br>C- 4<br>H -1<br>Mg-2<br>O-2<br>S-4<br>O-2