Электроотрицательность степень окисления валентность химических элементов. Чем валентность отличается от степени окисления. Общие сведения о валентности

Электроотрицательность (ЭО) — это способность атомов притягивать электроны при связывании с другими атомами.

Электроотрицательность зависит от расстояния между ядром и валентными электронами, и от того, насколько валентная оболочка близка к завершенной. Чем меньше радиус атома и чем больше валентных электронов, тем выше его ЭО.

Фтор является самым электроотрицательным элементом. Во-первых, он имеет на валентной оболочке 7 электронов (до октета недостает всего 1-го электрона) и, во-вторых, эта валентная оболочка (…2s 2 2p 5) расположена близко к ядру.

Менее всего электроотрицательны атомы щелочных и щелочноземельных металлов. Они имеют большие радиусы и их внешние электронные оболочки далеки от завершения. Им гораздо проще отдать свои валентные электроны другому атому (тогда предвнешняя оболочка станет завершенной), чем «добирать» электроны.

Электроотрицательность можно выразить количественно и выстроить элементы в ряд по ее возрастанию. Наиболее часто используют шкалу электроотрицательностей, предложенную американским химиком Л. Полингом.

Разность электроотрицательностей элементов в соединении (ΔX ) позволит судить о типе химической связи. Если величина Δ X = 0 – связь ковалентная неполярная .

При разности электроотрицательностей до 2,0 связь называют ковалентной полярной , например: связь H-F в молекуле фтороводорода HF: Δ X = (3,98 — 2,20) = 1,78

Связи с разностью электроотрицательностей больше 2,0 считаются ионными . Например: связь Na-Cl в соединении NaCl: Δ X = (3,16 — 0,93) = 2,23.

Степень окисления

Степень окисления (СО) — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна.

При образовании ионной связи происходит переход электрона от менее электроотрицательного атома к более электроотрицательному, атомы теряет свою электронейтральность, превращается в ионы. возникают целочисленные заряды. При образовании ковалентной полярной связи электрон переходит не полностью, а частично, поэтому возникают частичные заряды (на рисунке ниже HCl). Представим, что электрон перешел полностью от атома водорода к хлору, и на водороде возник целый положительный заряд +1, а на хлоре -1. такие условные заряды и называют степенью окисления.

На этом рисунке изображены степени окисления, характерные для первых 20 элементов.
Обратите внимание. Высшая СО как правило равна номеру группы в таблице Менделеева. У металлов главных подгрупп – одна характерная СО, у неметаллов, как правило, наблюдается разброс СО. Поэтому неметаллы образуют большое количество соединений и обладают более «разнообразными» свойствами, по сравнению с металлами.

Примеры определения степени окисления

Определим степени окисления хлора в соединениях:

Те правила, которые мы рассмотрели не всегда позволяют рассчитать СО всех элементов, как например в данной молекуле аминопропана.

Здесь удобно пользоваться следующим приемом:

1)Изображаем структурную формулу молекулы, черточка – это связь, пара электронов.

2) Черточку превращаем в стрелку, направленную к более ЭО атому. Эта стрелка символизирует переход электрона к атому. Если связаны два одинаковых атома, оставляем черту как есть – нет перехода электронов.

3) Считаем сколько электронов «пришло» и «ушло».

Например, посчитаем заряд первого атома углерода. Три стрелки направленны к атому, значит, 3 электрона пришло, заряд -3.

Второй атом углерода: водород отдал ему электрон, а азот забрал один электрон. Заряд не поменялся, равен нулю. И т.д.

Валентность

Вале́нтность (от лат. valēns «имеющий силу») - способность атомов образовывать определённое число химических связей с атомами других элементов.

В основном, под валентностью понимается способность атомов к образованию определённого числа ковалентных связей . Если в атоме имеется n неспаренных электронов и m неподелённых электронных пар, то этот атом может образовывать n + m ковалентных связей с другими атомами, т.е. его валентность будет равна n + m . При оценке максимальной валентности следует исходить из электронной конфигурации «возбуждённого» состояния. Например, максимальная валентность атома бериллия, бора и азота равна 4 (например, в Be(OH) 4 2- , BF 4 — и NH 4 +), фосфора - 5 (PCl 5), серы - 6 (H 2 SO 4), хлора - 7 (Cl 2 O 7).

В ряде случаев, валентность может численно совпадать со степенью окисления, но ни коим образом они не тождественны друг другу. Например, в молекулах N 2 и CO реализуется тройная связь (то есть валентность каждого атома равна 3), однако степень окисления азота равна 0, углерода +2, кислорода −2.

В азотной кислоте степень окисления азота равна +5, тогда как азот не может иметь валентность выше 4, т.к имеет только 4 орбитали на внешнем уровне (а связь можно рассматривать как перекрывание орбиталей). И вообще, любой элемент второго периода по этой же причине не может иметь валентность большую 4.

Ещё несколько «коварных» вопросов, в которых часто делают ошибки.

Электроотрицательность, степень окисления и валентность химических элементов

Электроотрицательность

В химии широко применяется понятие электроотрицательности (ЭО) .

Свойство атомов данного элемента оттягивать на себя электроны от атомов других элементов в соединениях называют электроотрицательностью.

Электроотрицательность лития условно принимается за единицу, ЭО других элементов вычисляют соответственно. Существует шкала значений ЭО элементов.

Числовые значения ЭО элементов имеют приблизительные значения: это безразмерная величина. Чем выше ЭО элемента, тем ярче проявляются его неметаллические свойства. По ЭО элементы можно записать следующим образом:

$F > O > Cl > Br > S > P > C > H > Si > Al > Mg > Ca > Na > K > Cs$. Наибольшее значение ЭО имеет фтор.

Сопоставляя значения ЭО элементов от франция $(0,86)$ до фтора $(4,1)$, легко заметить, что ЭО подчиняется Периодическому закону.

В Периодической системе элементов ЭО в периоде растет с увеличением номера элемента (слева направо), а в главных подгруппах — уменьшается (сверху вниз).

В периодах по мере увеличения зарядов ядер атомов число электронов на внешнем слое увеличивается, радиус атомов уменьшается, поэтому легкость отдачи электронов уменьшается, ЭО возрастает, следовательно, усиливаются неметаллические свойства.

Степень окисления

Сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, называют бинарными (от лат. би — два ), или двухэлементными.

Вспомним типичные бинарные соединения, которые приводились в качестве примера для рассмотрения механизмов образования ионной и ковалентной полярной связи: $NaCl$ — хлорид натрия и $HCl$ — хлороводород. В первом случае связь ионная: атом натрия передал свой внешний электрон атому хлора и превратился при этом в ион с зарядом $+1$, а атом хлора принял электрон и превратился в ион с зарядом $-1$. Схематически процесс превращения атомов в ионы можно изобразить так:

${Na}↖{0}+{Cl}↖{0}→{Na}↖{+1}{Cl}↖{-1}$.

В молекуле же $HCl$ связь образуется за счет спаривания неспаренных внешних электронов и образования общей электронной пары атомов водорода и хлора.

Правильнее представлять образование ковалентной связи в молекуле хлороводорода как перекрывание одноэлектронного $s$-облака атома водорода одноэлектронным $р$-облаком атома хлора:

При химическом взаимодействии общая электронная пара смещена в сторону более электроотрицательного атома хлора: ${H}↖{δ+}→{Cl}↖{δ−}$, т.е. электрон не полностью перейдет от атома водорода к атому хлора, а частично, обусловливая тем самым частичный заряд атомов $δ$: $H^{+0,18}Cl^{-0,18}$. Если же представить, что и в молекуле $HCl$, как и в хлориде $NaCl$, электрон полностью перешел от атома водорода к атому хлора, то они получили бы заряды $+1$ и $-1$: ${H}↖{+1}{Cl}↖{−1}. Такие условные заряды называют степенью окисления. При определении этого понятия условно предполагают, что в ковалентных полярных соединениях связующие электроны полностью перешли к более электроотрицательному атому, а потому соединения состоят только из положительно и отрицательно заряженных атомов.

Степень окисления — это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения (и ионные, и ковалентно-полярные) состоят только из ионов.

Степень окисления может иметь отрицательное, положительное или нулевое значение, которое обычно ставится над символом элемента сверху, например:

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

Отрицательное значение степени окисления имеют те атомы, которые приняли электроны от других атомов или к которым смещены общие электронные пары, т.е. атомы более электроотрицательных элементов.

Положительное значение степени окисления имеют те атомы, которые отдают свои электроны другим атомам или от которых оттянуты общие электронные пары, т.е. атомы менее электроотрицательных элементов.

Нулевое значение степени окисления имеют атомы в молекулах простых веществ и атомы в свободном состоянии.

В соединениях суммарная степень окисления всегда равна нулю. Зная это и степень окисления одного из элементов, всегда можно найти степень окисления другого элемента по формуле бинарного соединения. Например, найдем степень окисления хлора: $Cl_2O_7$. Обозначим степень окисления кислорода: ${Cl_2}{O_7}↖{-2}$. Следовательно, семь атомов кислорода будут иметь общий отрицательный заряд $(-2)·7=-14$. Тогда общий заряд двух атомов хлора равен $+14$, а одного атома хлора $(+14):2=+7$.

Аналогично, зная степени окисления элементов, можно составить формулу соединения, например, карбида алюминия (соединения алюминия и углерода). Запишем знаки алюминия и углерода рядом — $AlC$, причем сначала — знак алюминия, т.к. это металл. Определим по таблице элементов Менделеева число внешних электронов: у $Al$ — $3$ электрона, у $С$ — $4$. Атом алюминия отдаст свои три внеш них электрона углероду и получит при этом степень окисления $+3$, равную заряду иона. Атом углерода, наоборот, примет недостающие до «заветной восьмерки» $4$ электрона и получит при этом степень окисления $-4$. Запишем эти значения в формулу $({Al}↖{+3}{C}↖{-4})$ и найдем наименьшее общее кратное для них, оно равно $12$. Затем рассчитаем индексы:

Валентность

Очень важное значение в описании химического строения органических соединений имеет понятие валентности.

Валентность характеризует способность атомов химических элементов к образованию химических связей; она определяет число химических связей, которыми данный атом соединен с другими атомами в молекуле.

Валентность атома химического элемента определяется, в первую очередь, числом неспаренных электронов, принимающих участие в образовании химической связи.

Валентные возможности атомов определяются:

• числом неспаренных электронов (одноэлектронных орбиталей);
• наличием свободных орбиталей;
• наличием неподеленных пар электронов.

В органической химии понятие «валентность» замещает понятие «степень окисления», с которым привычно работать в неорганической химии. Однако это не одно и то же. Валентность не имеет знака и не может быть нулевой, тогда как степень окисления обязательно характеризуется знаком и может иметь значение, равное нулю.

08. Электроотрицательность, степень окисления, окисление и восстановление

Давайте обсудим смысл крайне интересных понятий, существующих в химии, и как часто бывает в науке, достаточно запутанных, и используемых в перевернутом виде. Речь пойдет об «электроотрицательности», «степени окисления» и «окислительно-восстановительные реакции».

Что это означает – понятие используется в перевернутом виде?

Постараемся постепенно рассказать об этом.

Электроотрицательность демонстрирует нам окислительно-восстановительные свойства химического элемента. Т. е. его способность забирать или отдавать свободные фотоны. А также является ли данный элемент источником или поглотителем энергии (эфира). Ян или Инь.

Степень окисления – это понятие, аналогичное понятию «электроотрицательность». Оно тоже характеризует окислительно-восстановительные свойства элемента. Но между ними есть следующая разница.

Электроотрицательность дает характеристику отдельно взятому элементу. Самому по себе, вне нахождения его в составе какого-либо химического соединения. В то время как степень окисления характеризует его окислительно-восстановительные способности именно тогда, когда элемент входит в состав какой-либо молекулы.

Давайте немного поговорим о том, что такое способность окислять, и что такое способность восстанавливать.

Окисление – это процесс передачи другому элементу свободных фотонов (электронов). Окисление – это вовсе не отнятие электронов, как это ныне считается в науке . Когда элемент окисляет другой элемент, он действует подобно кислоте или кислороду (отсюда и название «окисление»). Окислять – значит способствовать разрушению, распаду, горению элементов . Способность окислять – это способность вызывать разрушение молекул передаваемой им энергией (свободными фотонами). Помните о том, что энергия всегда разрушает вещество.

Удивительно, как долго в науке существуют противоречия в логике, никем не замечаемые.

Вот, например: «Теперь мы знаем, что окислитель – вещество, которое приобретает электроны, а восстановитель – вещество, которое их отдает» (Энциклопедия юного химика, статья «Окислительно-восстановительные реакции)».

И тут же, двумя абзацами ниже: «Самый сильный окислитель – электрический ток (поток отрицательно заряженных электронов)» (там же).

Т.е. в первой цитате говорится, что окислитель – это то, что принимает электроны, а во второй окислителем называют то, что отдает.

И подобные ошибочные, противоречащие друг другу выводы заставляют заучивать в школах и институтах!

Известно, что лучшие окислители – это неметаллы. Причем, чем меньше номер периода и больше номер группы, тем сильнее выражены свойства окислителя. Это и неудивительно. Мы разбирали причины этого в статье, посвященной анализу периодической системы, во второй части, где говорили о цвете нуклонов. От 1 группы к 8 цвет нуклонов в элементах постепенно меняется от фиолетового к красному (если учесть еще синий цвет d– и f-элементов). Сочетание желтых и красных частиц облегчает отдачу накапливаемых свободных фотонов. Желтые накапливают, но удерживают слабо. А красные способствуют отдаче. Отдавать фотоны – это и есть процесс окисления. Но когда одни красные, то нет частиц, способных накапливать фотоны. Именно поэтому элементы 8 группы, благородные газы, не окислители, в отличие от их соседей, галогенов.

Восстановление – это процесс, противоположный окислению. Ныне, в науке, считается, что когда химический элемент получает электроны, он восстанавливается. Такую точку зрения вполне можно понять (но не принять). При изучении строения химических элементов, было обнаружено, что они испускают электроны. Сделали вывод, что электроны входят в состав элементов. Значит, передача элементу электронов – это, своего рода, восстановление его утраченной структуры.

Однако на самом деле все не так.

Электроны – это свободные фотоны. Они – не нуклоны. Они не входят в состав тела элемента. Они притягиваются, поступая извне, и накапливаются на поверхности нуклонов и между ними. Но их накопление ведет вовсе не к восстановлению структуры элемента или молекулы. Напротив, эти фотоны испускаемым ими эфиром (энергией), ослабляют и разрушают связи между элементами. А это процесс окисления, но не восстановления.

Восстанавливать молекулу, в действительности, – забирать у нее энергию (в данном случае, свободные фотоны), а не сообщать. Отбирая фотоны, элемент-восстановитель уплотняет вещество – восстанавливает его.

Лучшие восстановители – металлы. Это свойство закономерно следует из их качественно-количественного состава – их Поля Притяжения наибольшие и на поверхности обязательно присутствует много или достаточно частиц синего цвета.

Можно даже вывести следующее определение металлов.

Металл – это химический элемент, в составе поверхностных слоев которого обязательно есть синие частицы.

А неметалл – это элемент, в составе поверхностных слоев которого нет или почти нет фотонов синего цвета, и обязательно есть красные.

Металлы своим сильным притяжением прекрасно отнимают электроны. И поэтому они восстановители.

Дадим определение понятий «электроотрицательность», «степень окисления», «окислительно-восстановительные реакции», которые можно встретить в учебниках по химии.

«Степень окисления – условный заряд атома в соединении, вычисленный исходя из предположения, что оно состоит только из ионов. При определении этого понятия условно полагают, что связующие (валентные) электроны переходят к более электроотрицательным атомам, а потому соединения состоят как бы из положительно и отрицательно заряженных ионов. Степень окисления может иметь нулевое, отрицательное и положительное значения, которые обычно ставятся над символом элемента сверху.

Нулевое значение степени окисления приписывается атомам элементов, находящихся в свободном состоянии…Отрицательное значение степени окисления имеют те атомы, в сторону которых смещается связующее электронное облако (электронная пара). У фтора во всех его соединениях она равна -1. Положительную степень окисления имеют атомы, отдающие валентные электроны другим атомам. Например, у щелочных и щелочноземельных металлов она соответственно равна +1 и +2. В простых ионах она равна заряду иона. В большинстве соединений степень окисления атомов водорода равна+1, но в гидридах металлов (соединениях их с водородом) и других – она равна –1. Для кислорода характерна степень окисления -2, но, к примеру, в соединении с фтором она будет +2, а в перекисных соединениях -1. …

Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в соединении равна нулю, а в сложном ионе – заряду иона. …

Высшая степень окисления – это наибольшее положительное ее значение. Для большинства элементов она равна номеру группы в периодической системе и является важной количественной характеристикой элемента в его соединениях. Наименьшее значение степени окисления элемента, которое встречается в его соединениях, принято называть низшей степенью окисления; все остальные – промежуточными» (Энциклопедический словарь юного химика, статья «Степень окисления»).

Вот основные сведения, касающиеся данного понятия. Оно тесно связано с другим термином – «электроотрицательность».

«Электроотрицательность – это способность атома в молекуле притягивать к себе электроны, участвующие в образовании химической связи» (Энциклопедический словарь юного химика, статья «Электроотрицательность»).

«Окислительно-восстановительные реакции сопровождаются изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, в результате перемещения электронов от атома одного из реагентов (восстановителя) к атому другого. При окислительно-восстановительных реакциях одновременно происходят окисление (отдача электронов) и восстановление (присоединение электронов)» (Химический Энциклопедический Словарь под ред. И.Л. Кнунянц, статья «Окислительно-восстановительные реакции»).

На наш взгляд, в этих трех понятиях сокрыто немало ошибок.

Во-первых , мы считаем, что образование химической связи между двумя элементами – это вовсе не процесс обобществления их электронов. Химическая связь – это гравитационная связь. Электроны, якобы летающие вокруг ядра, это свободные фотоны, накапливающиеся на поверхности нуклонов в составе тела элемента и между ними. Для того, чтобы между двумя элементами возникла связь, их свободным фотонам нет нужды курсировать между элементами. Этого не происходит. В действительности, более тяжелый элемент снимает (притягивает) свободные фотоны с более легкого, и оставляет их у себя (точнее, на себе). А зона более легкого элемента, с которой были сняты эти фотоны, в той или иной мере оголяется. Из-за чего притяжение в этой зоне проявляется в большей мере. И более легкий элемент притягивается к более тяжелому. Так возникает химическая связь.

Во-вторых , современная химия видит способность элементов притягивать к себе электроны искаженно – перевернуто. Считается, что чем больше электроотрицательность элемента, тем в большей мере он способен притягивать к себе электроны. И фтор с кислородом якобы делают это лучше всего – притягивают к себе чужие электроны. А также другие элементы 6 и 7 групп.

На самом деле, данное мнение – это не более, чем заблуждение. Оно основано на ошибочном представлении, будто чем больше номер группы, тем тяжелее элементы. А также, тем больше положительный заряд ядра. Это ерунда. Ученые даже не удосуживаются до сих пор объяснить, что с их точки зрения представляет собой «заряд». Просто, как в нумерологии, пересчитали все элементы по порядку, и проставили в соответствии с номером величину заряда. Великолепный поход!

Это ясно и ребенку, что газ легче плотного металла. Как так получилось, что в химии считается, что газы лучше притягивают к себе электроны?

Плотные металлы, конечно, они, лучше притягивают электроны.

Ученые-химики, конечно, могут оставить в ходу понятие «электроотрицательность», раз уж оно столь употребительно. Однако им придется поменять его смысл на прямо противоположный.

Электроотрицательность – это способность химического элемента в молекуле притягивать к себе электроны. И, естественно, у металлов эта способность выражена лучше, чем у неметаллов.

Что же касается электрических полюсов в молекуле, то, действительно, отрицательный полюс – это элементы неметаллы, отдающие электроны, с меньшими Полями Притяжения. А положительный – это всегда элементы с более выраженными металлическими свойствами, с большими Полями Притяжения.

Улыбнемся вместе.

Электроотрицательность – это еще одна, очередная попытка описать качество химического элемента, наряду с уже существующими массой и зарядом. Как это часто бывает, ученые из другой области науки, в данном случае, химии, словно не доверяя своим коллегам физикам, а, скорее, просто потому, что любой человек, совершая открытия, идет своим собственным путем, а не просто исследуя опыт других.

Так вышло и в этот раз.

Масса и заряд никак не помогали химикам понять, что происходит в атомах при их взаимодействии друг с другом – и была введена электроотрицательность – способность элемента притягивать электроны, участвующие в образовании химической связи. Следует признать, что идея этого понятия заложена весьма верно. С той лишь поправкой, что она отражает реальность в перевернутом виде. Как мы уже говорили, лучше всего притягивают к себе электроны металлы, а не неметаллы – в силу особенностей цвета поверхностных нуклонов. Металлы – лучшие восстановители. Неметаллы – окислители. Металлы забирают, неметаллы отдают. Металлы – Инь, неметаллы – Ян.

Эзотерика приходит на помощь науке в вопросах постижения тайн Природы.

Что касается степени окисления , то это хорошая попытка понять, как происходит распределение свободных электронов в пределах химического соединения – молекулы.

Если химическое соединение однородно – т. е. оно простое, его структура состоит из элементов одного типа – тогда все верно, действительно степень окисления любого элемента в соединении равна нулю. Так как в данном соединении нет окислителей и нет восстановителей. И все элементы равны по качеству. Никто не отнимает электроны, никто не отдает. Будь это плотное вещество, или жидкость, или газ – неважно.

Степень окисления, так же, как электроотрицательность, демонстрирует качество химического элемента – только в рамках химического элемента. Степень окисления призвана сравнить качество химических элементов в соединении. На наш взгляд, идея хорошая, но ее осуществление не вполне удовлетворяет.

Мы категорически против всей теории и концепции строения химических элементов и связей между ними. Ну, хотя бы потому, что число групп, по нашим представлениям, должно быть больше 8. А значит, вся данная система рушится. Да и не только это. Вообще, пересчитывать число электронов в атомах «по пальцам» – это как-то не серьезно.

В соответствии с нынешней концепцией получается, что самым сильным окислителям присвоены самые маленькие условные заряды – фтор имеет во всех соединениях заряд -1, кислород почти везде -2. А у очень активных металлов – щелочных и щелочноземельных – эти заряды соответственно, +1 и +2. Ведь это совершенно не логично. Хотя, повторим, мы очень хорошо понимаем общую схему, в соответствии с которой это было сделано – все ради 8 групп в таблице и 8 электронов на внешнем энергетическом уровне.

Уж, как минимум, величина этих зарядов у галогенов и кислорода должна была быть наибольшей со знаком минус. А у щелочных и щелочноземельных металлов тоже большой, только со знаком плюс.

В любом химическом соединении есть элементы, отдающие электроны – окислители, неметаллы, отрицательный заряд, и элементы, отнимающие электроны – восстановители, металлы, положительный заряд. Именно таким путем сравнить элементы, соотнести их друг с другом и пытаются, определяя их степень окисления.

Однако выяснять таким способом степень окисления, на наш взгляд, не совсем точно отражает реальность. Правильнее было бы сравнивать электроотрицательность элементов в молекуле. Ведь электроотрицательность – это почти то же, что и степень окисления (характеризует качество, только отдельно взятого элемента).

Можно взять шкалу электроотрицательности и проставить ее величины в формуле для каждого элемента. И тогда сразу будет видно, какие элементы отдают электроны, а какие забирают. Тот элемент, чья электроотрицательность в соединении наибольшая – отрицательный полюс, отдает электроны. А тот, чья электроотрицательность наименьшая – положительный полюс, забирает электроны.

Если элементов, допустим, 3 или 4 в молекуле, ничего не меняется. Все также ставим величины электроотрицательности и сравниваем.

Хотя при этом следует не забыть нарисовать модель строения молекулы. Ведь в любом соединении, если оно не простое, т. е. не состоит из одного типа элементов, связаны друг с другом, в первую очередь, металлы и неметаллы. Металлы отбирают электроны у неметаллов, и связываются с ними. И у одного элемента неметалла одновременно могут отбирать электроны 2 или большее число элементов с более выраженными металлическими свойствами. Так возникает сложная, комплексная молекула. Но это не означает, что в такой молекуле элементы-металлы вступят в прочную связь и друг с другом. Возможно, они будут располагаться на противоположных сторонах друг от друга. Если же рядом – они будут притягиваться. Но прочную связь образуют только в том случае, если один элемент более металличен, чем другой. Обязательно нужно, чтобы один элемент отбирал электроны – снимал. Иначе не произойдет оголения элемента – освобождения от свободных фотонов на поверхности. Поле Притяжения не проявится вполне, и прочной связи не будет. Это сложная тема – образование химических связей, и мы не будем подробно рассказывать об этом в этой статье.

Полагаем, мы достаточно подробно осветили тему, посвященную разбору понятий «электроотрицательность», «степень окисления», «окисление» и «восстановление», и предоставили вашему вниманию немало любопытной информации.

Из книги Автобиография Йога автора Йогананда Парамаханса

Глава 23 Я получаю университетскую степень – Вы игнорируете философские определения из учебника, несомненно рассчитывая, что некая неутруждающая «интуиция» проведет вас через все экзамены. Но если вы срочно не обратитесь к более научному методу, то мне придется

Из книги Управляемые сны автора Мир Елена

Восстановление «Когда зарождается Единый признак инди-видуации, сущность и жизнь разделяются надвое. С этого момента, если не достигнут окончательный мир, сущность и жизнь никогда не увидят друг друга снова». Вильям, «Тайна золотого цветка» После институтского

Из книги Загадка Большого сфинкса автора Барбарен Жорж

Восстановление статуи Действительный возраст Большого сфинкса восходит к началу адамовой эры. По меньшей мере, он современник пирамид, ансамбль которых он, как мы увидим, завершил собой.Изображение Большого сфинкса подвергалось на протяжении истекших веков

Из книги Золотые правила фэншуй. 10 простых шагов к успеху, благополучию и долголетию автора Огудин Валентин Леонидович

Степень отрицательного влияния внешних объектов Наибольшее отрицательное влияние внешние объекты оказывают, находясь непосредственно перед входом в дом. Но чем больше они расположены под углом к входу, тем слабее становится их влияние.Объект находится непосредственно

Из книги Полная история масонства в одной книге автора Спаров Виктор

Посвящение в степень Мастера (Мистериальное действо третьего градуса) Ниже мы приводим, как и в случае с посвящением в масоны и присвоением степени Ученика, «мистериальную пьесу» третьего градуса, разыгрываемую при посвящении в степень Мастера. В.: Мастер ли ты? О.: Да,

Из книги Божественная эволюция. От Сфинкса к Христу автора Шюре Эдуард

Первая степень: Приготовление. Нагорная проповедь и Царство Божье Дело Христа начинается галилейской идиллией и объявлением о «царстве Божьем». Это предсказание указывает нам на его популярные наставления. В то же время оно является приготовлением к более возвышенным

Из книги Вампиры в России. Все, что нужно знать о них! автора Бауэр Александр

Вторая степень посвящения (очищение). Чудесные исцеления. Христианская терапия Во всех античных мистериях за нравственным и интеллектуальным приготовлением следовало очищение души, которое должно возродить в ней новые органы и придать ей впоследствии способность

Из книги Калиостро и египетское масонство автора Кузьмишин Е. Л.

Как определить степень потери крови Когда вампир пьет кровь, то выпивает за один раз от полулитра до полутора литров крови. В организме человека содержится всего пять-шесть литров крови, так что такая кровопотеря не обязательно опасна для жизни. Однако вампир может

Из книги Книга секретов. Невероятное очевидное на Земле и за ее пределами автора Вяткин Аркадий Дмитриевич

Степень Ученика Прием в степень Ученика Убранство ложи и облаченияСтены и потолок ложи должны быть завешены голубой и белой материей без позолоты. Над головой Досточтимого Мастера расположен окруженный сиянием треугольник с начертанным в его центре именем

Из книги Исцеление души. 100 медитативных техник, целительных упражнений и релаксаций автора Раджниш Бхагван Шри

Прием в степень Ученика Убранство ложи и облаченияСтены и потолок ложи должны быть завешены голубой и белой материей без позолоты. Над головой Досточтимого Мастера расположен окруженный сиянием треугольник с начертанным в его центре именем «Иегова», вышитый

Из книги Моделирование будущего во сне автора Мир Елена

Степень Сотоварища

Из книги Каббала. Высший мир. Начало пути автора Лайтман Михаэль

Степень Мастера Внутреннего Храма

Из книги автора

Мазохизм как крайняя степень добровольного вампиризма В этом смысле мазохизм похож на созависимость. Мазохисты – это люди, получающие приятные ощущения от собственных физических и психических страданий. Иными словами, им нравится, когда их бьют, ругают, издеваются над

Из книги автора

Восстановление ритма …Установите одно и то же время, чтобы ложиться спать, – если каждый вечер это одиннадцать, значит, одиннадцать.Это первое: заведите определенное время, и вскоре тело сможет войти в этот ритм. Не изменяйте это время, иначе вы собьете тело с толку. Тело

Из книги автора

Восстановление После институтского распределения, работая инженером на закрытом предприятии, я поняла, что нахожусь не на своем месте, поэтому решилась сменить профессию и поступила в джазовую школу импровизации, а позже в музыкальное училище на классическое отделение.

Из книги автора

7.5. Степень осознания зла Как разъяснялось в статье «Дарование Торы», наслаждение и блаженство определяются степенью подобия Творцу по свойствам, а страдания и нетерпение – степенью отличия от Творца. Сообразно с этим, эгоизм нам отвратителен и невыносимо тягостен,

Учимся определять валентность и степень окисления. Практика показывает, что многие обучающиеся испытывают затруднения при определении валентности и степени окисления. Пособие направлено на овладение основополагающими химическими понятиями валентность и степень окисления, формирование умения давать количественные оценки и проводить расчеты валентности и степени окисления по химическим формулам в неорганических и органических соединениях, а также способствует подготовке студентов для сдачи ЕГЭ. Пособие направлено на формирование навыков самостоятельной работы с учебным материалом, осуществления поиска и использования информации, формирование и развитие творческого потенциала, повышение интереса к дисциплине. Валентность и степень окисления. Правила определения степеней окисления элементов I . Валентность Валентность – это способность атомов присоединять к себе определенное число других атомов. Правила определения валентности элементов в соединениях 2) Атом металла стоит в формуле на первое место. 2) В формулах соединений атом неметалла, проявляющий низшую валентность, всегда стоит на втором месте, а название такого соединения оканчивается на «ид». Например, СаО – оксид кальция, NaCl – хлорид натрия, PbS – сульфид свинца. Теперь вы сами можете написать формулы любых соединений металлов с неметаллами. 3) Атом металла ставится в формуле на первое место. II . Степень окисления Степень окисления – это условный заряд, который получает атом в результате полной отдачи (принятия) электронов, исходя из условия, что все связи в соединении ионные. Рассмотрим строение атомов фтора и натрия: - Что можно сказать о завершённости внешнего уровня атомов фтора и натрия? - Какому атому легче принять, а какому легче отдать валентные электроны с целью завершения внешнего уровня? Оба атома имеют незавершённый внешний уровень? Атому натрия легче отдавать электроны, фтору – принять электроны до завершения внешнего уровня. F0 + 1ē → F-1 (нейтральный атом принимает один отрицательный электрон и приобретает степень окисления «-1», превращаясь в отрицательно заряженный ион - анион ) Na0 – 1ē → Na+1 (нейтральный атом отдаёт один отрицательный электрон и приобретает степень окисления «+1», превращаясь в положительно заряженный ион - катион ) Как определить степень окисления атома в ПСХЭ? Правила определения степени окисления атома в ПСХЭ: 1. Водород обычно проявляет степень окисления (СО) +1 (исключение, соединения с металлами (гидриды) – у водорода СО равна (-1) Me+nHn-1) 2. Кислород обычно проявляет СО -2 (исключения: О+2F2, H2O2-1 – перекись водорода) 3. Металлы проявляют только + n положительную СО 4. Фтор проявляет всегда СО равную -1 (F-1) 5. Для элементов главных подгрупп : Высшая СО (+) = номеру группыN группы Низшая СО (-) = N группы –8 Правила определения степени окисления атома в соединении: I. Степень окисления свободных атомов и атомов в молекулах простых веществ равнанулю - Na0, P40, O20 II. В сложном веществе алгебраическая сумма СО всех атомов с учётом их индексов равна нулю = 0 , а в сложном ионе его заряду. Например, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0 [ S +6 O 4 -2 ]2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2 Задание 1 – определите степени окисления всех атомов в формуле серной кислоты H2SO4? 1. Проставим известные степени окисления у водорода и кислорода, а СО серы примем за «х» (+1)*1+(х)*1+(-2)*4=0 Х=6 или (+6), следовательно, у серы CО +6, т. е. S+6 Задание 2 – определите степени окисления всех атомов в формуле фосфорной кислоты H3PO4? 1. Проставим известные степени окисления у водорода и кислорода, а СО фосфора примем за «х» 2. Составим и решим уравнение, согласно правилу (II): (+1)*3+(х)*1+(-2)*4=0 Х=5 или (+5), следовательно, у фосфора CО +5, т. е. P+5 Задание 3 – определите степени окисления всех атомов в формуле иона аммония (NH4)+? 1. Проставим известную степень окисления у водорода, а СО азота примем за «х» 2. Составим и решим уравнение, согласно правилу (II): (х)*1+(+1)*4=+1 Х=-3, следовательно, у азота CО -3, т. е. N-3 Алгоритм составления формулы по степени окисления Составление названий бинарных соединений Сравним понятия «валентность» и «степень окисления»:

Запомни!

Валентность - - это способность атома образовывать определенное количество связей с другими атомами.

Правила определения валентности

1. В молекулах простых веществ: H2, F2, Cl2, Br2, I2 равна единице.

2. В молекулах простых веществ: O2, S8 равна двум.

3. В молекулах простых веществ: N2, P4 и CO - оксиде углерода (II) - равна трем.

4. В молекулах простых веществ, которые образует углерод (алмаз, графит), а также в органических соединениях, которые он образует, валентность углерода равна четырем.

5. В составе сложных веществ водород одновалентен, кислород, в основном, двухвалентен. Для определения валентности атомов других элементов в составе сложных веществ надо знать строение этих веществ.

Степень окисления – это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения (с ионной и ковалентной полярной связью) состоят только из ионов.

Высшая степень окисления элемента равна номеру группы.

Исключения:

фтор высшая степень окисления ноль в простом веществе F20

кислород высшая степень окисления +2 во фториде кислорода О+2F2

Низшая степень окисления элемента равна восемь минус номер группы (по числу электронов, которые атом элемента может принять до завершенного восьми электронного уровня)

Правила определения степени окисления (далее обозначим: ст. ок.)

Общее правило: Сумма всех степеней окисления элементов в молекуле с учетом количества атомов равна нулю (Молекула электронейтральна.), в ионе - равна заряду иона.

I. Степень окисления простых веществ равна нулю: Са 0 , O2 0 , Cl2 0

II. ст. ок. в бинарных c оединениях:

Менее электроотрицательный элемент ставится на первое место. (Исключения: С-4Н4+ метан и N-3H3+аммиак)

Нужно помнить, что

Ст. ок. металла всегда положительна

Ст. ок. металлов I, II, III групп главных подгрупп постоянна и равна номеру группы

Для остальных ст. ок. вычисляется по общему правилу.

Более электроотрицательный элемент ставится на второе место, его ст. ок. равна восемь минус номер группы (по числу электронов, которые он принимает до завершенного восьми электронного уровня).

Исключения: пероксиды, например, Н2+1О2-1, Ba+2O2-1 и др. ; карбиды металлов I и II групп Ag2+1C2-1,Ca+2C2-1 и др. (В школьном курсе встречается соединение FeS2 - пирит. Это дисульфид железа. Степень окисления серы в нем (-1) Fe+2S2-1). Это происходит потому, что в этих соединениях есть связи между одинаковыми атомами -О-О-, - S-S-, тройная связь в карбидах между атомами углерода. Степень окисления и валентность элементов в этих соединениях не совпадают: у углерода валентность IV, у кислорода и серы II.

III. Степень окисления в основаниях Ме + n (ОН) n равна количеству гидроксогрупп.

1. в гидроксогруппе ст. ок. кислорода -2, водорода +1, заряд гидроксогруппы 1-

2. ст. ок. металла равна количеству гидроксогрупп

IV. Степень окисления в кислотах:

1. ст. ок. водорода +1, кислорода -2

2. ст. ок. центрального атома вычисляется по общему правилу путем решения простого уравнения

Например, Н3+1РхО4-2

3∙(+1) + х + 4∙(-2) = 0

3 + х – 8 = 0

х = +5 (не забудьте знак +)

Можно запомнить, что у кислот с высшей степени окисления центрального элемента, соответствующего номеру группы, название будет заканчиваться на –ная:

Н2СО3 угольная Н2С+4О3

Н2SiО3 кремниевая (искл.) Н2Si+4О3

НNО3 азотная НN+5О3

Н3PО4 фосфорная Н3P+5О4

Н2SО4 серная Н2S+6О4

НСlО4 хлорная НCl+7О4

НMnО4 марганцовая НMn+7О4

Останется запомнить:

НNО2 азотистая НN+3О2

Н2SО3 сернистая Н2S+4О3

НСlО3 хлорноватая НCl+5О3

НСlО2 хлористая НCl+3О2

НСlОхлорноватистая НCl+1О

V. Степень окисления в солях

у центрального атома такая же, как в кислотном остатке. Достаточно помнить или определить ст. ок. элемента в кислоте.

VI. Степень окисления элемента в сложном ионе равна заряду иона.

Например, NH4+Cl- : записываем ион NхН4+1

х + 4∙(+1) = +1

ст. ок. азота -3

Например, определить ст. ок. элементов в гексацианоферрате(III) калия К3

У калия +1: К3+1, отсюда заряд иона 3-

У железа +3 (указано в названии) 3-, отсюда (CN)66-

У одной группы (CN)-

Более электроотрицательный азот: у него -3, отсюда (CхN-3)-

ст. ок. углерода +2

VII. Степень окисления углерода в органических соединениях разнообразна и вычисляется, исходя из учета того, что ст. ок. водорода равна +1, кислорода -2

Например, С3Н6

3∙х + 6∙1 = 0

ст. ок. углерода -2 (при этом валентность углерода равна IV)

Задание. Определить степень окисления и валентность фосфора в фосфорноватистой кислоте H3PO2.

Вычислим степень окисления фосфора.

Обозначим её за х. Подставим степень окисления водорода +1, а кислорода -2, умножив на соответствующее количество атомов: (+1) ∙ 3 + х + (-2) ∙ 2 = 0, отсюда х = +1.

Определим валентность фосфора в этой кислоте.

Известно, что это - одноосновная кислота, поэтому только один атом водорода связан с атомом кислорода. Учитывая, что водород в соединениях одновалентен, а кислород - двухвалентен, получаем структурную формулу, из которой видно, что фосфор в этом соединении имеет валентность пять.

Графический метод определения степени окисления

в органических веществах

В органических веществах можно определять степени окисления элементов алгебраическим методом , при этом получается усредненное значение степени окисления . Этот метод наиболее применим в том случае, если все атомы углерода органического вещества по окончании реакции приобрели одинаковую степень окисления (реакции горения или полного окисления).

Рассмотрим такой случай:

Пример 1 . Обугливание дезоксирибозы серной концентрированной кислотой с дальнейшим окислением:

С5Н10О4 + H2SO4 ® CO2 + H2O + SO2

Найдём степень окисления углерода х в дезоксирибозе: 5х + 10 – 8 = 0; х = - 2/5

В электронном балансе учитываем все 5 атомов углерода:

Видеоурок 2: Степень окисления химических элементов

Видеоурок 3: Валентность. Определение валентности

Лекция: Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов

Электроотрицательность

Электроотрицательность – это способность атомов притягивать к себе электроны других атомов для соединения с ними.

Судить об электроотрицательности того или иного химического элемента легко по таблице. Вспомните, на одном из наших уроков было сказано о том, что она возрастает при движении слева направо по периодам в таблице Менделеева и с перемещением снизу вверх по группам.

К примеру, дано задание определить какой элемент из предложенного ряда наиболее электроотрицателен: C (углерод), N (азот), O (кислород), S (сера)? Смотрим по таблице и находим, что это О, потому что он правее и выше остальных.

Какие же факторы оказывают влияние на электроотрицательность? Это:

• Радиус атома, чем он меньше, тем электроотрицательность выше.
• Заполненность валентной оболочки электронами, чем их больше, тем выше электроотрицательность.

Из всех химических элементов фтор является наиболее электроотрицательным, потому как у него малый атомный радиус и на валентной оболочке 7 электронов.

К элементам, имеющим низкую электроотрицательность, относятся щелочные и щелочноземельные металлы. У них большие радиусы и очень мало электронов на внешней оболочке.

Значения электроотрицательности атома не могут быть постоянными, т.к. она зависит от многих факторов в числе которых перечисленные выше, а также степень окисления, которая может быть различной у одного и того же элемента. Поэтому принято говорить об относительности значений электроотрицательности. Вы можете пользоваться следующими шкалами:

Значения электроотрицательности вам понадобятся при записи формул бинарных соединений, состоящих из двух элементов. К примеру, формула оксида меди Cu 2 O - первым элементом следует записывать тот, чья электроотрицательность ниже.

В момент образования химической связи если разница электроотрицательности между элементами больше 2,0 образуется ковалентная полярная связь, если меньше, ионная.

Степень окисления

Степень окисления (СО) – это условный или реальный заряд атома в соединении: условный – если связь ковалентная полярная, реальный – если связь ионная.

Атом приобретает положительный заряд при отдаче электронов, а отрицательный заряд – при принятии электронов.

Степени окисления записываются над символами со знаком «+»/«-» . Есть и промежуточные СО. Максимальная СО элемента положительная и равна № группы, а минимальная отрицательная для металлов равна нулю, для неметаллов = (№ группы – 8) . Элементы с максимальной СО только принимают электроны, а с минимальной, только отдают. Элементы же, имеющие промежуточные СО могут и отдавать и принимать электроны.

Рассмотрим некоторые правила, которыми стоит руководствоваться для определения СО:

СО всех простых веществ равна нулю.

Равна нулю и сумма всех СО атомов в молекуле, так как любая молекула электронейтральна.

В соединениях с ковалентной неполярной связью СО равна нулю (О 2 0), а с ионной связью равна зарядам ионов (Na + Cl - СО натрия +1, хлора -1). СО элементов соединений с ковалентной полярной связью рассматриваются как с ионной связью (H:Cl = H + Cl - , значит H +1 Cl -1).

Элементы в соединении, имеющие наибольшую электроотрицательность, имеют отрицательные степени окисления, если наименьшую положительные. Исходя из этого можно сделать вывод, что металлы имеют только «+» степень окисления.

Постоянные степени окисления :

Щелочные металлы +1.

Все металлы второй группы +2. Исключение: Hg +1, +2.

Алюминий +3.

• Водород +1. Исключение: гидриды активных металлов NaH, CaH 2 и др., где степень окисления водорода равна –1.

  Кислород –2. Исключение: F 2 -1 O +2 и пероксиды, которые содержат группу –О–О–, в которой степень окисления кислорода равна –1.

Когда образуется ионная связь, происходит определенный переход электрона, от менее электроотрицательного атома к атому большей электроотрицательности. Так же, в данном процессе, атомы всегда теряют электронейтральность и впоследствии превращаются в ионы. Так же образуются целочисленные заряды. При образовании ковалентной полярной связи, электрон переходит только частично, поэтому возникают частичные заряды.

Валентность

Валентность – это способность атомов образовать n - число химических связей с атомами других элементов.

А еще валентность – это способность атома удержать другие атомы возле себя. Как вам известно из школьного курса химии, разные атомы связываются друг с другом электронами внешнего энергетического уровня. Неспаренный электрон ищет для себя пару у другого атома. Эти электроны внешнего уровня называются валентными. Значит валентность можно определить и как число электронных пар, связывающих атомы друг с другом. Посмотрите структурную формулу воды: Н – О – Н. Каждая черточка – это электронная пара, значит показывает валентность, т.е. кислород здесь имеет две черточки, значит он двухвалентен, от молекул водорода исходят по одной черточке, значит водород одновалентен. При записи валентность обозначается римскими цифрами: О (II), Н (I). Может указываться и над элементом.

Валентность бывает постоянной либо переменной. К примеру, у щелочей металлов она постоянна и равняется I. А вот хлор в различных соединениях проявляет валентности I, III, V, VII.

Как определить валентность элемента?

Вновь обратимся к Периодической таблице. Постоянная валентность у металлов главных подгрупп, так металлы первой группы имеют валентность I, второй II. А у металлов побочных подгрупп валентность переменная. Также она переменная и у неметаллов. Высшая валентность атома равна № группы, низшая равна = № группы - 8. Знакомая формулировка. Не означает ли это то, что валентность совпадает со степенью окисления. Помните, валентность может совпадать со степенью окисления, но данные показатели не тождественны друг другу. Валентность не может иметь знака =/-, а также не может быть нулевой.

Второй способ определения валентности по химической формуле, если известна постоянная валентность одного из элементов. Например, возьмем формулу оксида меди: CuО. Валентность кислорода II. Видим, что на один атом кислорода в данной формуле приходится один атом меди, значит и валентность меди равна II. А теперь возьмем формулу посложнее: Fe 2 O 3 . Валентность атома кислорода равна II. Таких атомов здесь три, умножаем 2*3 =6. Получили, что на два атома железа приходится 6 валентностей. Узнаем валентность одного атома железа: 6:2=3. Значит валентность железа равна III.

Кроме того, когда необходимо оценить "максимальную валентность", всегда следует исходить из электронной конфигурации, которая имеется в «возбужденном» состоянии.