Степени окисления

Основные правила

У свободного элемента степень окисления 0. У одноатомный ион степень окисления равна ионный заряд.

Сумма степени окисления в нейтральное соединение равна 0, а в многоатомный ион — общий ионный заряд.

Типичные значения

фтор почти всегда −1. Кислород обычно −2, водород обычно +1 при связи с неметаллы.

Это правила с исключениями, а не измеренные заряды.

Примеры расчёта

В H₂SO₄: 2(+1)+x+4(−2)=0, поэтому S=+6.

В MnO₄⁻: x+4(−2)=−1, поэтому Mn=+7.

Исключения O и H

В перекись H₂O₂ кислород имеет −1. В средняя степень окисления супероксидов O может быть −1/2.

В гидрид металла NaH водород имеет −1.

Переменные состояния

Переходные металлы часто имеют несколько степени окисления, потому что ns и d электроны могут по-разному участвовать в связь.

Fe²⁺/Fe³⁺ и Cu⁺/Cu²⁺ — обычные примеры; относительная стабильность зависит от лиганды, растворитель и окислительно-восстановительная среда.

Степень окисления и официальное обвинение

Официальное обвинение делит связывающие электроны поровну между связанными атомами, а степень окисления отдаёт их более электроотрицательный атом.

Эти две формальные величины в одной молекуле могут заметно различаться.

Редокс-интерпретация

Окисление — увеличение степень окисления, сокращение — уменьшение.

Эта система удобна для электронно-переводной учет, но формальная степень окисления нельзя автоматически считать измеренным атомный заряд.

Формализм и электронная плотность

Спектроскопия, магнетизм и длины облигаций могут подтверждать более окисленный или уменьшенный состояние металлический центр, но целая степень окисления обычно не является непосредственно измеренным зарядом.

В стехиометрия твердых тел смешанной валентности может давать дробную среднюю степень окисления, тогда как электроны бывают локализованный или делокализованный. Это разные уровни описания.

Использование в редокс-уравнениях

Изменение степень окисления задаёт формальное число переданных электронов. Например, переход Mn +7→+2 соответствует сокращение на пять электронов на один Mn.

После этого уравнение всё равно нужно уравнять по атомам и общий заряд. Правильные степени окисления не заменяют полный баланс реакции.

Финальная проверка

После назначения степеней окисления проверьте, что их сумма с учётом числа атомов совпадает с заряжать всей частицы. Такая проверка быстро обнаруживает ошибки знака, особенно в многоатомные ионы и перекись.

Разобранный пример