Як вызначыць ступень акіслення

Усе хімічныя рэчывы складаюцца з малекул, якія з'яўляюцца драбнюткімі часціцамі. Яны электранейтральны і складаюцца з атамаў, якія звязаны кавалентная сувязь. Здольнасць атамаў хімічных элементаў ўтвараць ў малекулах вызначаны лік сувязяў прынята называць валентнасці. У сувязі з узнікненнем і развіццём тэорыі хімічных сувязяў гэта паняцце зведала істотныя змены і ў цяперашні час не мае выразнага навуковага тлумачэння, выкарыстоўваецца ў асноўным у метадычных мэтах і часта атаясамліваецца са ступенню акіслення. Калі малекула - гэта драбнюткая часціца рэчывы, то атам з'яўляецца самай маленькай непадзельнай часціцай хімічнага элемента. Атам ўяўляе сабой таксама электранейтральна часціцу, у цэнтры яго ёсць ядро, якое складаецца з станоўча зараджаных пратонаў, а вакол яго знаходзіцца воблака з электронаў (адмоўна зараджаныя). Таму адбываецца ўраўнаважванне станоўчага зарада ядра адмоўным зарадам электронаў. Каб зразумець, як вызначыць ступень акіслення і што гэта такое, трэба разгледзець будову малекул канкрэтных рэчываў.

У малекуле хлорыстага вадароду (HCl) паміж вадародам і хлорам існуе адна агульная пара электронаў. Атам вадароду мае 1 пратон і 1 электрон. Атам хлору мае 17 пратонаў і 17 электронаў, адзін з 7 электронаў, якія знаходзяцца ў знешняй абалонцы электроннай шчыльнасці аб'яднаўся з электронам вадароднага атама, утварыўшы, такім чынам, электронную пару: H: Cl. У малекуле H2S атам серы утварыў 2 агульныя пары электронаў з абодвума атамамі вадароду: H: S: H. Як вызначыць ступень акіслення элемента, напрыклад, хлору і вадароду ў малекуле HCl і вадароду і серы ў малекуле H2S? Валентнасць дае ўяўленне аб колькасці ўтварыліся ў малекуле сувязяў ці электронных пар, але не паказвае на іх зрушэнне.

Мяркуецца, што электроны атамаў у малекуле аб'яднаны ў электронныя пары, якія ссунутыя да найбольш элекроотрицательному атаму. Вадарод і хлор у HCl здольныя ўступіць у адну сувязь, якая ссунутая да атаму хлору, так як ён найбольш электраадмоўны. Такім чынам, у вадароду ступень акіслення роўная плюс 1, а ў хлору - мінус 1. Кожны вадародны атам у малекуле H2S уступае ў адну сувязь з атамам серы, які, у сваю чаргу, мае дзве сувязі. Абедзве электронныя пары ў гэтым выпадку ссунутыя да атаму серы. Таму ў вадароду ступень акіслення складае плюс 1, а ў атама серы - мінус 2. Як вызначыць ступень акіслення рэчывы, напрыклад, HCl, H2S, O2, N2, Na, Ag, Si? Ступень акіслення простага або складанага рэчыва заўсёды роўная 0, так як рэчыва складаецца з малекул або атамаў, а яны электранейтральны. Зыходзячы з гэтага, знаходзяць ступень акіслення элемента ў малекуле.

На прыкладзе з хлорноватистой кіслатой можна разгледзець, як вызначыць ступень акіслення для атама Cl. У малекуле HClO, як і ў малекуле любога іншага рэчывы, вадарод заўсёды (акрамя гидридов) характарызуецца ступенню акіслення плюс 1, а кісларод заўсёды - ступенню акіслення мінус 2 (акрамя пераксіду барыю і фтарыду кіслароду). Бо сама малекула не мае зарада, то можна запісаць раўнанне: (+1) + х + (- 2) = 0. Гэта раўнанне трэба вырашыць: х = 0 - (+1) - (-2) = (+1) , такім чынам, атрымліваецца, што ступень акіслення Cl ў малекуле хлорноватистой кіслаты складае плюс 1. Прыведзены прыклад паказвае, як вызначыць ступень акіслення канкрэтнага элемента ў любой малекуле. У першую чаргу, расстаўляюць вядомыя значэння тых элементаў, валентнасць або ступень акіслення якіх не мяняюцца.

Такім чынам, ступенню акіслення называецца умоўная велічыня (фармальны зарад атама ў малекуле), якая ўжываецца для запісу раўнанняў рэакцый, звязаных з акісленнем або аднаўленнем розных рэчываў. Гэтая велічыня складае колькасцi пар электронаў, якія цалкам ссунутыя ў бок Электраадмо хімічных элементаў малекулы. Ступень акіслення запісваюць над ўмоўным пазначэннем атама. Такі запіс паказвае, як вызначыць ступень акіслення канкрэтнага элемента ў малекуле любога рэчыва. Напрыклад, запіс (Na + 1Cl-1) варта разумець, што ў малекуле паваранай солі ступень акіслення натрыю плюс 1, а хлору мінус 1, такім чынам: (+1) + (-1) = 0. У малекуле перманганата калія (K + 1Mn + 7O-24) для калію плюс 1, для марганца плюс 7, для кіслароду мінус 2, гэта значыць: (+1) + (+7) + 2 • (-2) = 0. У малекуле кіслаты азотнай (H + 1N + 5O-23) для вадароду плюс 1, для азоту плюс 5, для кіслароду мінус 2, а малекула ў цэлым электранейтральна: (+1) + (+5) + 3 • (-2) = 0. у малекуле азоцістай кіслаты (H + 1N + 3O-22), для вадароду плюс 1, для азоту плюс 3, для кіслароду мінус 2, бо зарад малекулы роўны нулю, то: (+1) + (+3) + 2 • (-2) = 0. На прыкладзе азоту відаць, што гэты атам можа мець у розных рэчывах розныя ступені акіслення ад плюс 5 да мінус 3 (з інтэрвалам у адну адзінку).