Степень окисления. Валентность.

Атом каждого химического элемента способен присоединять к себе определённое число атомов другого элемента. Мера этой способности называется валентностью (от лат. "валенция" - сила).
Валентность -это способность атомов одного химического элемента образовывать химические связи с атомами другого химического элемента.
За единицу валентности принята валентность атома водорода (атом водорода всегда имеет валентность, равную I, т.е. способен образовывать только одну химическую связь с другим атомом). Таким образом, валентность других атомов можно выразить числом, показывающим, сколько атомов водорода может присоединить к себе атом данного химического элемента. Например, атом кислорода имеет валентность, равную II, т.е. атом кислорода может присоединить к себе два атома водорода или образовать две химические связи с атомами других химических элементов.
Число единиц валентности всех атомов данного элемента в его соединении с другим элементом должно быть равно числу единиц валентности всех атомов другого элемента.
Численное значение валентности принято обозначать римскими цифрами, которые ставят над знаками химических элементов.
Графически валентность можно изобразить черточками в структурных формулах веществ. Например, для воды Н2О структурная формула будет Н-О-Н. Структурная формула воды показывает, что каждый атом водорода образует  одну химическую связь (говорят, что атом водорода одновалентный), а атом кислорода образует две химические связи (говорят, что атом кислорода двухвалентный).
Зная валентность элементов, образующих бинарное соединение, можно составить его химическую формулу и наоборот, зная химическую формулу бинарного соединения и валентность одного из элементов, можно определить валентность другого химического элемента.
Большинство химических элементов имеют переменную валентность. Высшая валентность совпадает с номером группы, в которой химический элемент находится в ПСХЭ (исключения: кислород (II) и азот (IV)). Так, фосфор может проявлять валентность III и образовывать оксид Р2О3. Высшая валентность фосфора равна V. Поэтому формула высшего оксида фосфора Р2О5.
Понятие "валентность" чаще применяется для веществ с ковалентной связью  и используется в основном в органической химии.

Степень окисления - это условный заряд атома элемента, который рассчитывают исходя из предположения, что всё вещество состоит только из простых ионов.
Степень окисления может быть положительной, отрицательной и равной нулю.
Степень окисления элементов, образующих простое вещество, равна нулю. В формулах сложных веществ элемент с положительной степенью окисления обычно записывается слева, а элемент, имеющий отрицательную степень окисления, записывается справа (исключения: NH3, PH3, CH4, SiH4). Сумма всех степеней окисления в сложном веществе равна нулю (молекула в целом электронейтральна).
Степень окисления обозначается арабскими цифрами с указанием знака "+" или "-" перед цифрой и указывается над знаком химического элемента.
Некоторые химические элементы в соединениях проявляют постоянные степени  окисления:
а) металлы главных подгрупп всегда имеют положительную степень окисления, равную номеру группы;
б) фтор в соединениях всегда имеет степень окисления -1;
в) водород в соединениях всегда имеет степень окисления +1 (исключения: гидриды металлов (например, NaH, CaH2, KH), где у водорода степень окисления равна -1 );
г) кислород в соединения проявляет степень окисления -2 (исключения: фторид кислорода OF2, где у кислорода степень окисления равна +2; пероксид водорода и пероксиды металлов H2O2, Na2O2, где у кислорода степень окисления равна -1);
д) степень окисления атома неметалла, стоящего в формуле соединения справа, рассчитывается по формуле "№ группы - 8". Например, степень окисления серы в сероводороде H2S рассчитывается по формуле "6 - 8 = -2". Исключения: соединения NH3 (степени окисления элементов соответственно -3 и +1), РН3 (степени окисления элементов соответственно -3 и +1), СН4 (степени окисления элементов соответственно -4 и +1), SiH4 (степени окисления элементов соответственно -4 и +1).

Остальные элементы имеют переменные степени окисления, значения которых указываются римским цифрами в названиях веществ. Например, хлорид железа (III), оксид фосфора (V).

Высшая степень окисления элемента главной подгруппы всегда положительная и равна номеру группы. Высшая степень окисления показывает, какое максимально возможное количество электронов атом может отдать при образовании химической связи.
Низшая степень окисления металлов всегда равна нулю.
Низшая степень окисления неметаллов рассчитывается по формуле "№ группы элемента - 8". Низшая степень окисления неметалла показывает, какое максимально возможное количество электронов атом неметалла может принять на свой внешний энергетический уровень.

Алгоритм определения степеней окисления элементов в сложном веществе:
1. Расставить постоянные степени окисления.
2. Определить общую отрицательную степень окисления: умножить отрицательную степень окисления элемента, стоящего в формуле справа, на число атомов этого элемента в молекуле (индекс элемента).
3. Определить общую положительную степень окисления оставшихся элементов: численно равна общей отрицательной степени окисления.
4. Вычесть из общей положительной степени окисления известные положительные степени окисления.
5. Результат разделить на число атомов оставшегося химического элемента (индекс элемента). Записать полученное значение над символом этого элемента.
Последнее изменение: Суббота, 14 февраля 2015, 19:48