Електронегативність. Ступінь окислення та валентність хімічних елементів. Вчимося визначати валентність та ступінь окислення Електронегативність ступінь окислення валентність хімічних елементів

Валентність і ступінь окислення – поняття, які часто застосовуються в неорганічній хімії. У багатьох хімічних сполуках значення валентності та ступінь окислення елемента збігаються, саме з цієї причини у школярів та студентів часто виникає плутанина. Ці поняття дійсно мають дещо спільне, але відмінності більш істотні. Щоб зрозуміти, чим відрізняються ці два поняття, варто дізнатися про них більше.

Відомості про рівень окислення

Ступінь окислення – допоміжна величина, що приписується атому хімічного елемента або групі атомів, яка показує, як розподілені загальні пари електронів між взаємодіючими елементами.

Це допоміжна величина, яка має фізичного сенсу як. Її суть досить просто пояснити за допомогою прикладів:

Молекула харчової солі NaClі двох атомів – атома хлору і атома натрію. Зв'язок між цими атомами іонний. У натрію на валентному рівні 1 електрон, отже, у нього з атомом хлору одна загальна електронна пара. З цих двох елементів хлор більш електронегативний (має властивість змішати до себе електронні пари), то єдина загальна пара електронів зміститься до нього. У поєднанні елемент з більш високою електронегативністю має негативний ступінь окислення, менш електронегативний, відповідно, позитивну, а її значення дорівнює кількості загальних пар електронів. Для аналізованої молекули NaCl ступеня окиснення натрію і хлору виглядатимуть так:

Хлор, зі зміщеною до нього електронною парою, тепер розглядають як аніон, тобто атом, що приєднав додатковий електрон, а натрій - як катіон, тобто атом, що віддав електрон. Але за запису ступеня окислення першому місці йде знак, але в другому числове значення, а запису іонного заряду – навпаки.

Ступінь окислення можна визначити як число електронів, яких позитивному іону не вистачає до електронейтрального атома, або які потрібно забрати у негативного іона, щоб окислити атома. На цьому прикладі очевидно, що позитивному іону натрію за рахунок усунення електронної пари не вистачає електрона, а в іона хлору один зайвий електрон.

Ступінь окислення простої (чистої) речовини, незалежно від його фізичних та хімічних властивостей, дорівнює нулю. Молекула О 2 наприклад, складається з двох атомів кисню. У них однакові значення електронегативності, тому загальні електрони не зміщуються до жодного з них. Отже, електронна пара знаходиться строго між атомами, тому ступінь окиснення буде нульовим.

Для деяких молекул буває складно визначити, куди зміщуються електрони, особливо якщо елементів у ній три чи більше. Щоб вирахувати ступеня окиснення в таких молекулах, потрібно скористатися кількома простими правилами:

1. Атом водню майже завжди має постійний ступінь окислення +1.
2. Для кисню цей показник дорівнює -2. Виняток із цього правила становлять лише оксиди фтору.

ОF 2 і О 2 F 2 ,

Оскільки фтор – елемент із найвищою електронегативністю, тому він завжди зміщує себе взаємодіючі електрони. Згідно з міжнародними правилами, елемент з меншим значенням електронегативності записується першим, тому в цих оксидах кисень на першому місці.

• Якщо підсумувати всі ступені окислення в молекулі, вийде нуль.
• Для атомів металів характерний позитивний ступінь окислення.

При обчисленні ступенів окислення потрібно пам'ятати, що найбільший ступінь окислення елемента дорівнює номеру його групи, а мінімальний номер групи мінус 8. Для хлору максимальне можливе значення ступеня окислення +7, тому що він у 7-ій групі, а мінімальний 7-8= -1.

Загальні відомості про валентність

Валентність – кількість ковалентних зв'язків, які можуть утворювати елемент у різних сполуках.

На відміну від ступеня окиснення, поняття валентності є реальним фізичним змістом.

Найвищий показник валентності дорівнює номеру групи таблиці Менделєєва. Сірка S розташована у 6-ій групі, тобто її максимальна валентність 6. Але вона може бути також 2 (H 2 S) або 4 (SO 2).

Майже всім елементів характерна змінна валентність. Проте є атоми, котрим ця величина стала. До них відносяться лужні метали, срібло, водень (їх валентність завжди дорівнює 1), цинк (валентність завжди 2), лантан (валентність дорівнює 3).

Що ж спільного у валентності та ступеня окислення

1. Для позначення і тієї, і іншої величини використовують цілі позитивні числа, які пишуться над латинським позначенням елемента.
2. Найвища валентність, як і максимальна ступінь окислення, збігається з номером групи елемента.
3. Ступінь окислення будь-якого елемента у складному з'єднанні збігається з числовим значенням одного з показників валентності. Наприклад, хлор, перебуваючи в 7-ій групі, може мати валентність 1, 3, 4, 5, 6, або 7, означає можливі ступені окислення ±1, +3, +4, +5, +6, +7.

Основні відмінності між цими поняттями

1. Поняття «валентність» має фізичний зміст, а ступінь окислення – допоміжний термін, який не має реального фізичного сенсу.
2. Ступінь окислення може бути нульовим, більшим або меншим за нуль. Валентність ж строго більша за нуль.
3. Валентність відображає кількість ковалентних зв'язків, а ступінь окислення – розподіл електронів у поєднанні.

Глава 3. ХІМІЧНИЙ ЗВ'ЯЗОК

Здатність атома хімічного елемента приєднувати чи заміщати певну кількість атомів іншого елемента з утворенням хімічного зв'язку називається валентністю елемента.

Валентність виражається цілим позитивним числом, що лежить в інтервалі від І до VIII. Валентності, що дорівнює 0 або більше VIII немає. Постійну валентність виявляють водень (I), кисень (II), лужні метали – елементи першої групи головної підгрупи (I), лужноземельні елементи – елементи другої групи головної підгрупи (II). Атоми інших хімічних елементів виявляють змінну валентність. Так, перехідні метали – елементи всіх побічних підгруп – виявляють від І до ІІІ. Наприклад, залізо в сполуках може бути дво- або тривалентним, мідь – одно- та двовалентна. Тому інших елементів можуть виявляти в з'єднаннях валентність, рівну номеру групи і проміжні валентності. Наприклад, найвища валентність сірки дорівнює IV, нижча – II, а проміжні – I, III та IV.

Валентність дорівнює кількості хімічних зв'язків, якими атом хімічного елемента пов'язаний з атомами інших елементів у хімічній сполукі. Хімічний зв'язок позначається рисочкою (-). Формули, які показують порядок з'єднання атомів у молекулі та валентність кожного елемента називаються графічними.

Ступінь окислення - Це умовний заряд атома в молекулі, обчислений у припущенні, що всі зв'язки мають іонний характер. Це означає, що більш електронегативний атом, зміщуючи до себе повністю одну електронну пару, набуває заряду 1–. Неполярний ковалентний зв'язок між однаковими атомами не дає вкладу у ступінь окислення.

Для обчислення ступеня окислення елемента у поєднанні слід виходити з наступних положень:

1) ступеня окислення елементів у простих речовинах приймається рівними нулю (Na 0; Про 2 0);

2) алгебраїчна сума ступенів окислення всіх атомів, що входять до складу молекули, дорівнює нулю, а в складному іоні ця сума дорівнює заряду іона;

3) постійний ступінь окислення мають атоми: лужних металів (+1), лужноземельних металів, цинку, кадмію (+2);

4) ступінь окиснення водню в сполуках +1, крім гідридів металів (NaH тощо), де ступінь окиснення водню –1;

5) ступінь окислення кисню у сполуках –2, крім пероксидів (–1) та фториду кисню OF 2 (+2).

Максимальна позитивна міра окислення елемента зазвичай збігається з номером його групи в періодичній системі. Максимальний негативний ступінь окиснення елемента дорівнює максимальному позитивному ступеню окиснення мінус вісім.

Виняток становлять фтор, кисень, залізо: їхня вищий ступінь окислення виражається числом, значення якого нижче, ніж номер групи, до якої вони належать. У елементів підгрупи міді, навпаки, найвищий ступінь окислення більше одиниці, хоча вони і відносяться до I групи.

Атоми хімічних елементів (крім шляхетних газів) можуть взаємодіяти між собою або з атомами інших елементів, утворюючи б.м. складні частинки - молекули, молекулярні іони та вільні радикали. Хімічний зв'язок обумовлений електростатичними силамиміж атомами , тобто. силами взаємодії електронів та ядер атомів. В утворенні хімічного зв'язку між атомами головну роль відіграють валентні електрони, тобто. електрони, що розташовані на зовнішній оболонці.

Атоми різних хімічних елементів можуть приєднувати різне число інших атомів, тобто виявляти різну валентність.

Валентність характеризує здатність атомів поєднуватися з іншими атомами. Тепер, вивчивши будову атома та види хімічного зв'язку, можна детальніше розглянути це поняття.

Валентністю називають число одинарних хімічних зв'язків, які утворює атом з іншими атомами в молекулі. Під числом хімічних зв'язків розуміють кількість загальних електронних пар. Так як загальні пари електронів утворюються лише у разі ковалентного зв'язку, то валентність атомів можна визначити лише у ковалентних з'єднаннях.

У структурній формулі молекули хімічні зв'язки зображують рисками. Число рис, що відходять від символу даного елемента, і є його валентність. Валентність має позитивне ціле значення від I до VIII.

Як ви пам'ятаєте, найвища валентність хімічного елемента в оксиді зазвичай дорівнює номеру групи, в якій він знаходиться. Щоб визначити валентність неметалу у водневому з'єднанні, потрібно відняти від 8 номер групи.

У найпростіших випадках валентність дорівнює числу неспарених електронів в атомі, тому, наприклад, кисень (містить два неспарені електрони) має валентність II, а водень (містить один неспарений електрон) - I.

В іонних і металевих кристалах немає спільних пар електронів, тому цих речовин поняття валентності як числа хімічних зв'язків немає сенсу. Для всіх класів сполук, незалежно від виду хімічних зв'язків, застосовується більш універсальне поняття, яке називають ступенем окиснення.

Ступінь окислення

це умовний заряд на атомі в молекулі чи кристалі. Його обчислюють, вважаючи, що це ковалентні полярні зв'язку мають іонний характер.

На відміну від валентності, ступінь окислення може бути позитивним, негативним або рівним нулю. У найпростіших іонних сполуках ступеня окиснення збігаються із зарядами іонів.

Наприклад, у хлориді калію KCl (K + Cl - ) калій має ступінь окиснення +1, а хлор -1, в оксиді кальцію CaO (Ca +2 O -2 ) кальцій виявляє ступінь окиснення +2, а кисень -2. Це поширюється попри всі основні оксиди: у яких ступінь окислення металу дорівнює заряду іона металу (натрію +1, барію +2, алюмінію +3), а ступінь окислення кисню дорівнює -2. Ступінь окислення позначають арабською цифрою, яку ставлять над символом елемента, подібно до валентності:

Cu +2 Cl 2 -1; Fe +2 S -2

Ступінь окислення елемента в простій речовині приймають рівною нулю:

Na 0, O 2 0, S 8 0, Cu 0

Розглянемо, як визначають ступеня окиснення в ковалентних сполуках.

Хлороводень HCl речовина з полярним ковалентним зв'язком. Загальна електронна пара в молекулі HCl зміщена до атома хлору, який має велику електронегативність. Подумки трансформуємо зв'язок H-Cl в іонну (це справді відбувається у водному розчині), повністю змістивши електронну пару до атома хлору. Він придбає заряд -1, а водень +1. Отже, хлор у цій речовині має ступінь окислення -1, а водень +1:

Реальні заряди та ступеня окислення атомів у молекулі хлороводню

Ступінь окислення та валентність – споріднені поняття. У багатьох ковалентних сполуках абсолютна величина ступеня окиснення елементів дорівнює їх валентності. Існує, однак, кілька випадків, коли валентність відмінна від ступеня окиснення. Це характерно, наприклад, для простих речовин, де ступінь окислення атомів дорівнює нулю, а валентність – загальних електронних пар:

O = O.

Валентність кисню дорівнює II, а ступінь окиснення 0.

У молекулі пероксиду водню

H-O-O-H

кисень двовалентний, а водень одновалентний. У той же час ступеня окислення обох елементів за абсолютною величиною дорівнюють 1:

H 2 +1 O 2 -1

Один і той самий елемент у різних сполуках може мати як позитивні, так і негативні ступені окислення залежно від електронегативності пов'язаних з ним атомів. Розглянемо, наприклад, дві сполуки вуглецю – метан CH 4 і фторид вуглецю (IV) CF 4 .

Вуглець більш електронегативний, ніж водень, тому в метані електронна щільність зв'язків СН зміщена від водню до вуглецю, і кожен з чотирьох атомів водню має ступінь окислення +1, а атом вуглецю -4. Навпаки, в молекулі CF4 електрони всіх зв'язків зміщені від атома вуглецю до атомів фтору, ступінь окислення яких дорівнює -1, отже, вуглець перебуває у ступені окислення +4. Запам'ятайте, що рівень окислення самого електронегативного атома в з'єднанні завжди негативний.

Моделі молекул метану CH 4 та фториду вуглецю(IV) CF 4 . Полярність зв'язків позначена стрілками

Будь-яка молекула електронейтральна, тому сума ступенів окиснення всіх атомів дорівнює нулю. Використовуючи це правило, відомою мірою окислення одного елемента в поєднанні можна визначити ступінь окислення іншого, не вдаючись до міркувань про зміщення електронів.

Як приклад візьмемо оксид хлору(I) Cl 2 O. Виходимо з електронейтральності частки. Атом кисню в оксидах має ступінь окислення -2, отже, обидва атоми хлору несуть сумарний заряд +2. Звідси випливає, що у кожному їх заряд +1, т. е. хлор має ступінь окислення +1:

Cl 2 +1 O -2

Щоб правильно розставити знаки ступеня окислення різних атомів, досить порівняти їх електронегативності. Атом з більшою електронегативністю матиме негативний ступінь окислення, а з меншою – позитивний. Згідно з встановленими правилами, символ найбільш електронегативного елемента записують у формулі сполуки на останньому місці:

I +1 Cl -1 , O +2 F 2 -1 , P +5 Cl 5 -1

Реальні заряди та ступеня окислення атомів у молекулі води

При визначенні ступенів окислення елементів у сполуках дотримуються наступних правил.

Ступінь окислення елемента у простій речовині дорівнює нулю.

Фтор - найбільш електронегативний хімічний елемент, тому ступінь окислення фтору у всіх речовинах, крім F2, дорівнює -1.

Кисень – самий електронегативний елемент після фтору, тому ступінь окислення кисню у всіх сполуках, крім фторидів, негативна: у більшості випадків вона дорівнює -2, а в пероксиді водню H2O2-1.

Ступінь окислення водню дорівнює +1 у з'єднаннях з неметалами, -1 у з'єднаннях з металами (гідридах); нулю у простій речовині H 2 .

Ступені окислення металів у з'єднаннях завжди позитивні. Ступінь окислення металів головних підгруп, як правило, дорівнює номеру групи. Метали побічних підгруп часто мають кілька значень ступеня окиснення.

Максимально можлива позитивна міра окислення хімічного елемента дорівнює номеру групи (виняток – Cu +2).

Мінімальний ступінь окислення металів дорівнює нулю, а неметалів – номер групи мінус вісім.

Сума ступенів окиснення всіх атомів у молекулі дорівнює нулю.

Навігація

• Вирішення комбінованих завдань на основі кількісних характеристик речовини
• Вирішення задач. Закон сталості складу речовин. Обчислення з використанням понять «молярна маса» та «хімічна кількість» речовини
• Вирішення розрахункових завдань на основі кількісних характеристик речовини та стехіометричних законів
• Вирішення розрахункових завдань на основі законів газового стану речовини
• Електронна конфігурація атомів. Будова електронних оболонок атомів перших трьох періодів

Електронегативність, ступінь окислення та валентність хімічних елементів

Електронегативність

У хімії широко застосовується поняття електронегативності (ЕО).

Властивість атомів даного елемента відтягувати він електрони від атомів інших елементів сполуках називають электроотрицательностью.

Електронегативність літію умовно приймається за одиницю, ЕО інших елементів обчислюють відповідно. Існує шкала значень ЕО елементів.

Числові значення ЕО елементів мають приблизні значення: безрозмірна величина. Чим вище ЕО елемента, тим яскравіше виявляються його неметалеві властивості. За ЕО елементи можна записати так:

$F > O > Cl > Br > S > P > C > H > Si > Al > Mg > Ca > Na > K > Cs$. Найбільше значення ЕО має фтор.

Порівнюючи значення ЕО елементів від Франція $ (0,86) $ до фтору $ (4,1) $, легко помітити, що ЕО підпорядковується Періодичному закону.

У Періодичній системі елементів ЕО періоді зростає зі збільшенням номера елемента (зліва направо), а головних підгрупах — зменшується (згори донизу).

У періодах у міру збільшення зарядів ядер атомів число електронів на зовнішньому шарі збільшується, радіус атомів зменшується, тому легкість віддачі електронів зменшується, ЕО зростає, отже, посилюються неметалеві властивості.

Ступінь окислення

Складні речовини, що складаються з двох хімічних елементів, називають бінарними(Від лат. бі - два), або двоелементними.

Згадаймо типові бінарні сполуки, які наводилися як приклад для розгляду механізмів утворення іонного та ковалентного полярного зв'язку: $NaCl$ — хлорид натрію та $HCl$ — хлороводень. У першому випадку зв'язок іонна: атом натрію передав свій зовнішній електрон атому хлору і перетворився при цьому на іон із зарядом $+1$, а атом хлору прийняв електрон і перетворився на іон із зарядом $-1$. Схематично процес перетворення атомів на іони можна зобразити так:

$(Na)↖(0)+(Cl)↖(0)→(Na)↖(+1)(Cl)↖(-1)$.

У молекулі $HCl$ зв'язок утворюється за рахунок спарювання неспарених зовнішніх електронів і утворення загальної електронної пари атомів водню і хлору.

Правильніше уявляти утворення ковалентного зв'язку в молекулі хлороводню як перекриття одноелектронної $s$-хмари атома водню одноелектронною $р$-хмарою атома хлору:

При хімічній взаємодії загальна електронна пара зміщена у бік більш негативного атома хлору: $(H)↖(δ+)→(Cl)↖(δ−)$, тобто. електрон в повному обсязі перейде від атома водню до атома хлору, а частково, обумовлюючи цим частковий заряд атомів $δ$: $H^(+0,18)Cl^(-0,18)$. Якщо ж уявити, що і в молекулі $HCl$, як і в хлориді $NaCl$, електрон повністю перейшов від атома водню до атома хлору, то вони б отримали заряди $+1$ і $-1$: $(H)↖ (+1)(Cl)↖(−1). Такі умовні заряди називають ступенем окиснення.При визначенні цього поняття умовно припускають, що в ковалентних полярних сполуках сполучні електрони повністю перейшли до більш негативного атома, а тому сполуки складаються тільки з позитивно і негативно заряджених атомів.

Ступінь окислення - це умовний заряд атомів хімічного елемента в поєднанні, обчислений на основі припущення, що всі сполуки (і іонні, і ковалентно-полярні) складаються лише з іонів.

Ступінь окислення може мати негативне, позитивне або нульове значення, яке зазвичай ставиться над символом зверху елемента, наприклад:

$(Na_2)↖(+1)(S)↖(-2), (Mg_3)↖(+2)(N_2)↖(-3), (H_3)↖(-1)(N)↖(-3 ), (Cl_2)↖(0)$.

Негативне значення ступеня окислення мають ті атоми, які прийняли електрони з інших атомів чи яких зміщені загальні електронні пари, тобто. атоми більш електронегативних елементів.

Позитивне значення ступеня окислення мають ті атоми, які віддають свої електрони іншим атомам чи яких відтягнуті загальні електронні пари, тобто. атоми менш електронегативних елементів.

Нульове значення ступеня окислення мають атоми у молекулах простих речовин та атоми у вільному стані.

У сполуках сумарний ступінь окиснення завжди дорівнює нулю. Знаючи це й ступінь окиснення одного з елементів, завжди можна знайти ступінь окиснення іншого елемента за формулою бінарної сполуки. Наприклад, знайдемо рівень окислення хлору: $Cl_2O_7$. Позначимо ступінь окиснення кисню: $(Cl_2)(O_7)↖(-2)$. Отже, сім атомів кисню матимуть загальний негативний заряд $ (-2) · 7 = -14 $. Тоді загальний заряд двох атомів хлору дорівнює $+14$, а одного атома хлору $(+14):2=+7$.

Аналогічно, знаючи ступеня окислення елементів, можна скласти формулу сполуки, наприклад, карбіду алюмінію (сполуки алюмінію та вуглецю). Запишемо знаки алюмінію та вуглецю поруч - $ AlC $, причому спочатку - знак алюмінію, т.к. це метал. Визначимо за таблицею елементів Менделєєва число зовнішніх електронів: $Al$ — $3$ електрона, $С$ — $4$. Атом алюмінію віддасть свої три зовнішні електрони вуглецю і отримає при цьому ступінь окислення $ + 3 $, рівну заряду іона. Атом вуглецю, навпаки, прийме електрона, що бракує «заповітної вісімки» $4$ і отримає при цьому ступінь окислення $-4$. Запишемо ці значення формулу $((Al)↖(+3)(C)↖(-4))$ і знайдемо найменше загальне кратне їм, воно дорівнює $12$. Потім розрахуємо індекси:

Валентність

Дуже важливе значення в описі хімічної будови органічних сполук має поняття валентності.

Валентність характеризує спроможність атомів хімічних елементів до утворення хімічних зв'язків; вона визначає число хімічних зв'язків, якими цей атом з'єднаний з іншими атомами в молекулі.

Валентність атома хімічного елемента визначається, насамперед, числом неспарених електронів, що у освіті хімічного зв'язку.

Валентні можливості атомів визначаються:

• числом неспарених електронів (одноелектронних орбіталей);
• наявністю вільних орбіталей;
• наявністю неподілених пар електронів.

В органічній хімії поняття «валентність» замінює поняття «ступінь окислення», з яким звично працювати у неорганічній хімії. Однак це не одне й те саме. Валентність немає знака і може бути нульової, тоді як ступінь окислення обов'язково характеризується знаком і може мати значення, що дорівнює нулю.

ВИЗНАЧЕННЯ

Здатність атома до утворення хімічних зв'язків називають валентністю. Кількісним мірою валентності прийнято вважати число різних атомів у молекулі, із якими даний елемент утворює зв'язку.

Згідно з обмінним механізмом методу валентних зв'язків, валентність хімічних елементів визначається числом неспарених електронів, що містяться в атомі. Для s- та p-елементів - це електрони зовнішнього рівня, для d-елементів - зовнішнього та переднього рівнів.

Значення вищої та нижчої валентності хімічного елемента можна визначити за допомогою Періодичної таблиці Д.І. Менделєєва. Вища валентність елемента збігається з номером групи, в якій він розташований, а нижча є різницею між числом 8 і номером групи. Наприклад, бром розташований у VIIA групі, отже, його вища валентність дорівнює VII, а нижча - I.

Спарені (розташовані по два на атомних орбіталях) електрони при збудженні можуть роз'єднуватися за наявності вільних осередків того ж рівня (роз'єднання електронів на будь-який рівень неможливо). Розглянемо з прикладу елементів I і II груп. Наприклад, валентність елементів головної підгрупи I групи дорівнює одиниці, тому що на зовнішньому рівні атоми цих елементів мають один електрон:

3 Li 1s 2 2s 1

Валентність елементів головної підгрупи II групи в основному (незбудженому) стані дорівнює нулю, тому що на зовнішньому енергетичному рівні немає неспарених електронів:

4 Be 1s 2 2 s 2

При збудженні цих атомів спарені s-електрони роз'єднуються у вільні осередки p-підрівня цього рівня і валентність стає рівною двом (II):

Ступінь окислення

Для характеристики стану елементів у сполуках запроваджено поняття ступеня окислення.

ВИЗНАЧЕННЯ

Число електронів, зміщених від атома даного елемента або атома даного елемента в з'єднанні називають ступенем окиснення.

Позитивний ступінь окислення позначає число електронів, що зміщуються від даного атома, а негативний - число електронів, що зміщуються до цього атома.

З цього визначення випливає, що в з'єднаннях з неполярними зв'язками ступінь окислення елементів дорівнює нулю. Прикладами таких сполук можуть бути молекули, що складаються з однакових атомів (N 2 , H 2 , Cl 2).

Ступінь окислення металів в елементарному стані дорівнює нулю, тому що розподіл електронної густини в них рівномірно.

У простих іонних сполуках ступінь окислення елементів, що входять до них, дорівнює електричному заряду, оскільки при утворенні цих сполук відбувається практично повний перехід електронів від одного атома до іншого: Na +1 I -1 , Mg +2 Cl -1 2 , Al +3 F - 1 3 , Zr +4 Br -1 4 .

При визначенні ступеня окиснення елементів у з'єднаннях з полярними ковалентними зв'язками порівнюють значення їх електронегативностей. Оскільки при утворенні хімічного зв'язку електрони зміщуються до атомів більш електронегативних елементів, останні мають у сполуках негативний ступінь окислення.

Поняття ступеня окислення для більшості сполук має умовний характер, тому що не відображає реальний заряд атома. Однак це поняття досить широко використовується у хімії.

Більшість елементів можуть виявляти різний ступінь окислення у сполуках. При визначенні їхнього ступеня окислення користуються правилом, згідно з яким сума ступенів окислення елементів в електронейтральних молекулах дорівнює нулю, а в складних іонах - заряду цих іонів. Як приклад розрахуємо ступінь окислення азоту в сполуках складу KNO 2 та HNO 3 . Ступінь окиснення водню та лужних металів у сполуках дорівнює (+), а ступінь окиснення кисню – (-2). Відповідно ступінь окислення азоту дорівнює:

KNO 2 1+ x + 2×(-2) = 0, x=+3.

HNO 3 1+x+x + 3×(-2) = 0, x=+5.

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

Завдання	Валентність IV характерна для: а) Ca; б) P; в) O; г) Si?
Рішення	Для того, щоб дати правильну відповідь на поставлене питання, розглядатимемо кожен із запропонованих варіантів окремо. а) Кальцій – метал. Характеризується єдино можливим значенням валентності, що збігається з номером групи в Періодичній таблиці Д.І. Менделєєва, де він розташований, тобто. Валентність кальцію дорівнює II. Відповідь неправильна. б) Фосфор – неметал. Належить до групи хімічних елементів із змінною валентністю: вища визначається номером групи у Періодичній таблиці Д.І. Менделєєва, де він розташований, тобто. дорівнює V, а нижча різницею між числом 8 і номером групи, тобто. дорівнює III. Відповідь неправильна. в) Кисень - неметал. Характеризується єдино можливим значенням валентності рівним ІІ. Відповідь неправильна. г) Кремній - неметал. Характеризується єдино можливим значенням валентності, що збігається з номером групи в Періодичній таблиці Д.І. Менделєєва, де він розташований, тобто. валентність кремнію дорівнює IV. Це вірна відповідь.
Відповідь	Варіант (г)

ПРИКЛАД 2

Завдання	Яку валентність має залізо у поєднанні, яке утворюється при його взаємодії із соляною кислотою: а)I; б) ІІ; в) ІІІ; г) VIII?
Рішення	Запишемо рівняння взаємодії заліза із соляною кислотою: Fe + HCl = FeCl 2 + H 2 . В результаті взаємодії утворюється хлорид заліза та виділяється водень. Щоб визначити валентність заліза за хімічною формулою, спочатку вважаємо кількість атомів хлору: Обчислюємо загальну кількість одиниць валентності хлору: Визначаємо число атомів заліза: воно дорівнює 1. Тоді валентність заліза в його хлориді дорівнюватиме:
Відповідь	Валентність заліза у поєднанні, що утворився при його взаємодії із соляною кислотою дорівнює II.