Степени окисления и нейтральные формулы
Степени окисления — условные числа для учёта электронов. Индексы подбирают так, чтобы суммарный вклад в нейтральном соединении был равен нулю.
Цели обучения
- применять распространённые правила степеней окисления;
- находить неизвестное из суммы зарядов;
- составлять и сокращать нейтральные формулы;
- правильно использовать скобки для многоатомных ионов.
1. Смысл и правила
Степень окисления — присвоенное число для условного учёта электронов. Знак записывают первым: +2 или −1. У одноатомного иона степень окисления равна заряду, но в ковалентном соединении это условное число не означает полный ион.
| Правило | Пример |
|---|---|
| Простое вещество = 0 | Na, O₂, Cl₂: 0 |
| Одноатомный ион = заряд | Mg²⁺: +2; Cl⁻: −1 |
| Группа 1 обычно +1; группа 2 обычно +2 | NaCl; CaO |
| Фтор в соединениях = −1 | HF |
| Кислород обычно −2 | H₂O, CO₂ |
| Водород с неметаллами обычно +1 | HCl, H₂O |
| Сумма = заряд частицы | нейтральное соединение: 0; ион: его заряд |
2. Неизвестная степень окисления
Обозначьте неизвестное $x$, умножьте каждую степень на индекс и приравняйте сумму заряду частицы. В CO₂ кислород даёт $2(-2)=-4$, поэтому $x-4=0$ и углерод +4. В $SO_4^{2-}$: $x+4(-2)=-2$, поэтому сера +6.
3. Формула по зарядам ионов
- Запишите первым катион, затем анион с зарядами.
- Найдите наименьшее число ионов, дающее общий ноль; удобно наименьшее общее кратное.
- Запишите количества индексами, индекс 1 не ставьте.
- Сократите до простейшего целого отношения.
- Пересчитайте сумму зарядов.
Пример: $Al^{3+}$ и $O^{2-}$ уравновешиваются через общий заряд 6: два Al и три оксид-иона, формула $Al_2O_3$.