Степень окисления ? это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна.
Существуют следующие правила для определения степеней окисления (СО):
Например, азот более электроотрицательный, чем водород, поэтому он имеет заряд –3, а водород +1. В молекуле три атома водорода, каждый дает заряд +1, а в сумме +3, молекула сама нейтральна, заряд = 0.
4. Максимальная CO любого элемента равна номеру группы (исключения: медь, серебро, золото, фтор, кислород), а минимальная отрицательная равна N – 8, где N ? номер группы.
Некоторые элементы имеют постоянные CO, их нужно знать, они помогут вычислить СО других элементов, имеющих несколько значений СО.
Пример расчета степеней окисления в сложной молекуле (серная кислота):
Изображаем структурную формулу молекулы, черточка ? это связь, пара электронов.
Из черточки рисуем стрелку, направленную к более ЭО атому. Эта стрелка символизирует переход электрона к атому. Если связаны два одинаковых атома, оставляем черту как есть ? нет перехода электронов.
У кислрода и водорода известные степени окисления: у кислорода -2, у водорода +1. Степень окисления серы принимаем за X.
Составляем уравнение (складываем все степени окисления и приравниваем к 0, так как молекула является нейтральной)
+1 + (+1) + (-2) + (-2) + (-2) + (-2) + Х = 0
X = +6
Валентность ? способность атомов образовывать определенное количество связей с другими атомами.
Валентные возможности атомов определяются:
Если нарисовать структурную формулу и посчитать количество черточек (связей) мы узнаем валентность.
Для примера разберем молекулу серной кислоты:
Взаимосвязь между высшей валентностью элемента и числом неспаренных электронов.
№ группы | I | II | III | IV | V | VI | VII | I | II | III | IV | V | VI | VII |
Элементы | Li | Be | B | C | N | O | F | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl |
Число неспаренных электронов в основном состоянии |
1 |
0
|
1 |
2 |
3 |
2 |
1 |
1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
2 |
1 |
Число неспаренных электронов в возбужденном состоянии |
- |
2 |
3
|
4 |
- |
- |
- |
- |
2 |
3 |
4 |
5
|
4 6
| 3 5 7
|
Высшая валентность | I | II | III | IV | III | II | I | I | II | III | IV | V | IV | VII |
Рассмотрим атом серы, какие валентности он может иметь.
Для атома серы переход в возбужденное состояние возможен. В процессе возбуждения электроны атома серы переходят с 3s- и 3p-подуровней на свободные орбитали 3d-подуровня:
В возбужденных состояниях (обозначаются символом элемента со звездочкой) валентность серы равна IV и VI.