Коротко. Степень окисления — это условный заряд атома в соединении. Главное правило: в нейтральном соединении сумма всех степеней окисления равна нулю, а у простого вещества степень окисления равна \(0\). Бинарное соединение состоит из двух элементов; его формулу можно проверить или составить через степени окисления.
Что важно помнить
- Некоторые степени окисления постоянны:
| Элемент или группа | Степень окисления |
|---|---|
| \(H\) | \(+1\) обычно |
| \(O\) | \(-2\) обычно |
| металлы I группы | \(+1\) |
| металлы II группы | \(+2\) |
| \(Al\) | \(+3\) |
| \(F\) | \(-1\) |
| простое вещество | \(0\) |
У элементов с переменной степенью окисления — например, у \(Fe\), \(Cu\), \(S\), \(N\), \(P\), \(C\) — её вычисляют по постоянному «партнёру» в формуле.
Если соединение из металла и неметалла, то у металла степень окисления обычно положительная, а у неметалла отрицательная.
Как найти степень окисления по формуле
Возьмём \(Fe_2O_3\).
Кислород обычно имеет степень окисления \(-2\). Три атома кислорода дают:
\[ 3\cdot(-2)=-6. \]
Пусть у железа степень окисления \(x\). В молекуле два атома железа, поэтому:
\[ 2x+3(-2)=0. \]
\[ 2x-6=0 \quad\Rightarrow\quad 2x=6 \quad\Rightarrow\quad x=+3. \]
Значит, в \(Fe_2O_3\) у железа \(+3\), у кислорода \(-2\).
Проверка:
\[ 2\cdot(+3)+3\cdot(-2)=6-6=0. \]
Ещё пример — \(SO_2\):
\[ x+2(-2)=0 \quad\Rightarrow\quad x=+4. \]
Значит, у серы \(+4\), у кислорода \(-2\).
Как составить формулу по названию
Например, нужно составить формулу оксида алюминия.
Алюминий имеет степень окисления \(+3\), кислород \(-2\). Ищем наименьшее общее кратное для 3 и 2 — это 6.
\[ 6:3=2 \quad\text{для алюминия}, \]
\[ 6:2=3 \quad\text{для кислорода}. \]
Получаем:
\[ Al_2O_3. \]
Проверка:
\[ 2\cdot(+3)+3\cdot(-2)=0. \]
Аналогично хлорид кальция: у кальция \(+2\), у хлора \(-1\). Получаем \(CaCl_2\).
Как называть бинарные соединения
- \(NaCl\) — хлорид натрия;
- \(CaS\) — сульфид кальция;
- \(Na_2O\) — оксид натрия;
- \(CaCl_2\) — хлорид кальция.
Если степень окисления элемента переменная, её указывают в скобках римской цифрой:
- \(FeCl_2\) — хлорид железа(II);
- \(FeCl_3\) — хлорид железа(III);
- \(CO_2\) — оксид углерода(IV);
- \(CO\) — оксид углерода(II).
Проверь себя
- \(CuO\): у меди \(+2\), у кислорода \(-2\).
- \(P_2O_5\): у фосфора \(+5\), у кислорода \(-2\).
- \(Na_2S\) называется сульфид натрия.
- Формула хлорида кальция — \(CaCl_2\).
Главный навык здесь такой: записал известные степени окисления → умножил на индексы → потребовал, чтобы сумма была равна нулю → нашёл неизвестное.