Номер 3, страница 4 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 1. Классификация химических реакций. Параграф 1. Окислительно-восстановительные реакции. Вопросы в начале параграфа - номер 3, страница 4.

Условие.

● Что такое степень окисления? Как определить степень окисления атома?

Решение.

Решение 2.

Что такое степень окисления?

Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный из предположения, что все химические связи в соединении являются ионными. Это означает, что общие электронные пары полностью смещены к более электроотрицательному атому.

Важно понимать, что степень окисления является формальной величиной и не всегда отражает реальное распределение электронной плотности в молекуле, особенно в соединениях с ковалентными связями. Она помогает классифицировать вещества, составлять формулы и уравнения химических реакций, особенно окислительно-восстановительных.

Степень окисления может принимать положительные, отрицательные или нулевые значения. Она записывается арабской цифрой со знаком «+» или «−» перед ней, например: $Na^{+1}$, $O^{-2}$, $N^0$.

Ответ: Степень окисления — это условный заряд атома в химическом соединении, рассчитанный исходя из допущения, что все связи имеют ионный характер.

Как определить степень окисления атома?

Для определения степени окисления атомов в соединении используют ряд правил:

• Правило 1: Степень окисления атомов в простых веществах (состоящих из атомов одного элемента, например, $O_2$, $Fe$, $Cl_2$, $P_4$) всегда равна нулю.
• Правило 2: Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.
• Правило 3: Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в ионе равна заряду этого иона. Например, в ионе $SO_4^{2-}$ сумма степеней окисления серы и кислорода равна -2.
• Правило 4: У некоторых элементов степень окисления в соединениях постоянна.
  • Фтор ($F$), как самый электроотрицательный элемент, всегда имеет степень окисления -1.
  • Щелочные металлы ($Li, Na, K$ и др., элементы IА группы) всегда имеют степень окисления +1.
  • Щелочноземельные металлы ($Be, Mg, Ca$ и др., элементы IIА группы), а также цинк ($Zn$) и кадмий ($Cd$) всегда имеют степень окисления +2.
  • Алюминий ($Al$) почти всегда имеет степень окисления +3.
• Правило 5: Водород ($H$) в большинстве соединений имеет степень окисления +1 (например, в $H_2O$, $NH_3$, $HCl$). Исключение составляют гидриды металлов (например, $NaH$, $CaH_2$), где его степень окисления равна -1.
• Правило 6: Кислород ($O$) в большинстве соединений имеет степень окисления -2 (например, в $H_2O$, $K_2O$, $H_2SO_4$). Исключениями являются:
  • Пероксиды (например, $H_2O_2$, $Na_2O_2$), где степень окисления кислорода равна -1.
  • Надпероксиды (супероксиды) (например, $KO_2$), где степень окисления кислорода равна -1/2.
  • Соединения с фтором (например, $OF_2$), где степень окисления кислорода равна +2.
• Правило 7: Для бинарных соединений (состоящих из двух элементов) у более электроотрицательного элемента степень окисления отрицательна.

Пример определения степени окисления:

Найдем степень окисления серы (S) в серной кислоте $H_2SO_4$.

1. Обозначим неизвестную степень окисления серы за $x$.

2. Используем известные степени окисления: у водорода $H$ она +1, у кислорода $O$ она -2.

3. Молекула $H_2SO_4$ электронейтральна, значит, сумма степеней окисления всех атомов равна нулю. Составим уравнение:

$2 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$

$2 + x - 8 = 0$

$x - 6 = 0$

$x = +6$

Следовательно, степень окисления серы в $H_2SO_4$ равна +6.

Ответ: Степень окисления атома определяется с помощью набора правил, основанных на электроотрицательности элементов и принципе электронейтральности молекулы (или заряда иона). Для неизвестного элемента степень окисления рассчитывается алгебраически, исходя из того, что сумма степеней окисления всех атомов в частице равна ее общему заряду (нулю для молекулы).