Как вы думаете, почему формула воды Н2О, а не НО, как предполагал в XIX веке Джон Дальтон?
Составление химических формул соединений по степеням окисления
Вы уже умеете составлять химические формулы ионных соединений. Однако, во-первых, не все вещества состоят из ионов, а во-вторых, не всегда можно определить, из чего состоит вещество – из ионов, атомов или молекул. В таких случаях формула сложного вещества составляется по степеням окисления (сокращенно с. о.) атомов элементов. Значения степеней окисления элементов приведены в приложении 7. Степени окисления и заряды ионов обозначаются по-разному. При обозначении с. о. элемента знак плюс или минус ставится перед ее значением.
Таблица 7. Обозначение степеней окисления атомов элементов и зарядов ионов
Номер группы элемента в периодической таблице | IA | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA |
Заряд иона | + | 2+ | 3+ | 4+ | 3– (5+) | 2– (6+) | – (7+) |
Степень окисления | +1 | +2 | +3 | +4 | –3 (+5) | –2 (+6) | –1 (+7) |
Сравните обозначения:
Часто с. о. атома элемента и заряд иона численно равны.
Простые вещества состоят из атомов одного элемента, поэтому их степени окисления равны нулю. Например:
В отношении сложных веществ действует правило: сумма степеней окисления всех атомов в формуле равна нулю.
Проверим это правило на примере молекулы воды. С. о. каждого атома водорода +1, a с. о. атома кислорода –2 (приложение 7).
Следовательно, формула воды Н2О составлена правильно, а предложенная Джоном Дальтоном в начале XIX века формула неверна.
Типичные степени окисления атомов химических элементов в сложных веществах
Степень окисления атомов металлов в соединениях:
- всегда положительное число (Na+1, Ca+2 и др.)
- равна номеру А-группы
группа IA – с. о. +1 (Li+1, Na+1 и др.)
группа IIA – с. о. +2 (Ca+2, Mg+2 и др.) - у большинства элементов А-групп имеет только одно значение
с. о. калия всегда +1, с. о. магния +2 и т. д. - у атомов элементов В-групп изменяется
с. о. железа в соединениях может быть +2 или +3, а у меди +1 или +2
Атомы неметаллов могут иметь несколько степеней окисления, как положительных, так и отрицательных (см. приложение 7).
Степени окисления азота находятся в пределе от минус трех (–3) до плюс пяти (+5). Например:
Из степеней окисления атомов неметаллов надо запомнить типичные степени окисления кислорода (–2) и водорода (+1).
Коротко о главном
- Формулы сложных веществ составляются с учетом степеней окисления (с. о.) атомов элементов. Значения с. о. приведены в приложении 7. Типичные с. о. водорода и кислорода надо запомнить: Н (+1), О (–2).
