2. Вычисление степеней окисления

Степень окисления атомов в молекуле обозначается арабской цифрой (со знаком перед цифрой), расположенной над символом элемента. Например: , . Степени окисления элементов принимают значения от -4 до +8.

Для их определения руководствуются следующими правилами.

1. СО элементов в простых веществах (состоящих из одинаковых атомов), например , и др. равна нулю.

2. Атомы кислорода в соединениях проявляют главным образом степень окисления равную -2, например, . Однако в пероксидах кислород проявляет степень окисления, равную -1: , . В надпероксидах и озонидах степень окисления кислорода имеет дробные значения равные соответственно - 1/2 и - 1/3: и . Положительные степени окисления кислород проявляет лишь в соединениях с фтором, например в дифториде кислорода .

3. Водород в большинстве своих соединений находится в степени окисления, равной +1, например, , . Отрицательную степень окисления, равную -1, водород проявляет в соединениях со щелочными и ще­лочноземельными металлами, например, , .

4. Фтор в соединениях всегда проявляет только одну степень окисления, равную -1: .

5. Щелочные металлы (элементы группы I-а группы) в соединениях всегда проявляют степень окисления, равную +1. Например, , .

4. Щелочноземельные металлы (элементы группы П-а), а также цинк и кадмий в соединениях проявляют всегда степень окисления, равную +2. Например, , .

5. Алюминий в соединениях проявляет степень окисления +3.

6. Степени окисления других элементов имеют переменные значения.

7. Сумма всех степеней окисления атомов в молекуле сложного вещества равна нулю. Так, например, в молекуле серной кислоты сумма положительных степеней окисления (+1) · 2 + (+6) = (+8) равна сумме отрицательных (-2) · 4 = (-8). Это правило можно использовать для вычисления неизвестных степеней окисления в молекулах сложных веществ. Например, в молекуле азотистой кислоты НNO₂, степень окисления водорода +1, кислорода -2. Степень окисления азота примем равной х и определим из уравнения: (+1) + x + (-2) · 2 = 0. Откуда x = +3.

8. Сумма всех степеней окисления атомов в сложном ионе, а также степень окисления элемента в простом одноатомном ионе равна заряду иона.

9. Максимальная СО элемента соответствует номеру группы, в которой расположен элемент в Периодической таблице Д.И. Менделеева.

В ходе ОВР происходит изменение СО в соответствии направлениями, показанными в таблице:

Степень окисления	Пример	Направление процессов
+8		Окисление У величение степени окисления	Восстановление У меньшение степени окисления
+7
+6	,
+5	,
+4	,
+3
+2	,
+1
0
-1
-2
-3
-4	,

Чтобы составить уравнение окислительно-восстановительной реакции, необходимо знать, как изменяются степени окисления элементов, и какие соединения при этом образуются.

Вещества, в состав которых входят атомы элементов в своей максимальной (положительной) степени окисления, например, , , , и др. могут только восстанавливаться, выступая в качестве окислителей. Соединения, содержащие элементы в их минимальной степени окисления, например, , , и др. могут только окисляться и выступать в качестве восстановителей. Вещества, содержащие элементы в промежуточных степенях окисления, например , , , , и др. обладают окислительно-восстановительной двойственностью. В зависимости от партнера по реакции такие вещества способны как принимать, так и отдавать электроны.