Степень окисления

Введи формулу — степени встанут над символами, как в тетради, с разбором каждого правила.

ФОРМУЛА СОЕДИНЕНИЯ

ЗАРЯД ЧАСТИЦЫ

Для обычного вещества оставь «молекула». Заряд нужен, когда считаешь отдельный ион: у SO4 с зарядом 2− сера +6, а без заряда получилось бы +8

Как это считается

Степень окисления — условный заряд атома, посчитанный так, будто связь ионная и общая пара электронов целиком ушла к более электроотрицательному партнёру. На деле связь чаще ковалентная, целого заряда на атоме нет. Зато одной цифрой видно, кто отдал электроны, а кто принял.

Считается всё одним равенством: сумма степеней всех атомов с учётом индексов равна заряду частицы.

\sum_{i} n_{i} \cdot {с.о.}_{i} = q

У молекулы сумма равна нулю, у иона — заряду частицы. Часть степеней зафиксирована заранее, значит неизвестная остаётся одна.

Порядок правил

Правила короткие, и знают их почти все. Ошибаются на порядке: они конфликтуют, и побеждает то, что выше. Фтор сильнее кислорода, кислород сильнее водорода. Наоборот — и в OF₂ у кислорода получатся привычные −2 вместо настоящих +2.

№	ПРАВИЛО	ПРИМЕР	ПОЧЕМУ
1	Простое вещество — 0	O₂, Fe, S₈	Атомы одинаковы, смещать электроны некуда
2	Фтор — всегда −1	OF₂, HF	Самый электроотрицательный элемент. У хлора и других галогенов степень окисления, в отличие от фтора, переменная
3	Металлы I и II групп, Al, Zn	Na⁺¹, Mg⁺², Ca⁺², Al⁺³	Отдают все валентные электроны, вариантов нет
4	Водород — +1, в гидридах −1	H₂O, но NaH	Минус только с металлом
5	Кислород — −2	H₂SO₄	Кроме пероксидов (−1) и фторидов
6	Остальное — из суммы	Cr в K₂Cr₂O₇	Одна неизвестная, одно уравнение
7	Высшая и низшая — по номеру группы	N: +5 и −3	Высшая равна номеру группы, низшая для неметаллов — номеру группы минус восемь

Отдельный случай — соли с двумя неизвестными. В Cu(NO₃)₂ постоянной степени нет ни у меди, ни у азота. Разводит их заряд остатка NO₃⁻: он табличный, из него получается медь, а азот считается внутри остатка.

Примеры расчёта

Дихромат калия: неизвестная одна

K_{2} C r_{2} O_{7}

Расставляем постоянные степени окисления

$K : + 1, O : - 2$

Сначала подписываем то, что известно наизусть. K — щелочной металл, всегда +1; O — в подавляющем большинстве соединений −2.
Составляем уравнение

$2 \cdot (+ 1) + 2 x + 7 \cdot (- 2) = 0$

Каждую степень умножаем на индекс элемента и складываем. У электронейтральной молекулы сумма равна нулю: сколько электронов одни атомы отдали, столько же другие приняли.
Находим степень окисления Cr

$2 x = 12 \Rightarrow x = + 6$

Остаётся одна неизвестная, и уравнение решается в одно действие. Степень окисления хром равна +6.
Проверяем сумму

$2 \cdot (+ 1) + 2 \cdot (+ 6) + 7 \cdot (- 2) = 0$

Проверка обязательная: если сумма не дала заряд частицы, где-то ошибка в индексах или в постоянных степенях.
Записываем ответ

${\overset{+ 1}{K}}_{2} {\overset{+ 6}{C r}}_{2} {\overset{- 2}{O}}_{7}$

Степени окисления пишут над символами элементов: сначала знак, потом число — +2, а не 2+. Со знаком после числа записывают заряд иона.

{\overset{+ 1}{K}}_{2} {\overset{+ 6}{C r}}_{2} {\overset{- 2}{O}}_{7}

Хром в таблице стоит без постоянной степени, и наизусть её брать неоткуда — она вычисляется. Двойка перед x появляется потому, что атомов хрома два: уравнение даёт 2x = 12, а не x = 12, и +12 вместо +6 здесь получают чаще всего.

Нитрат аммония: азот дважды в одной формуле

N H_{4} N O_{3}

Разбиваем формулу на ионы

${N H_{4}}^{+} + {N O_{3}}^{-}$

Общая сумма степеней окисления даёт одно уравнение, а неизвестных здесь две. Разделяет их строение вещества: это соль, и она состоит из катиона и кислотного остатка.
Берём заряд известной части

${N H_{4}}^{+}$

Группа NH4 — ион аммония, его заряд +1. Это единственный многоатомный катион школьного курса.
Находим заряд второй части

$1 \cdot x + 1 \cdot (+ 1) = 0 \Rightarrow x = -$

Вещество электронейтрально: заряды всех ионов в сумме дают ноль. Отсюда на каждый NO3 приходится -1.
Находим степень N внутри группы NH4

$x + 4 \cdot (+ 1) = 1$

Внутри иона действует то же правило суммы, только справа стоит его заряд, а не ноль. Остальные степени в группе уже известны, поэтому N находится в одно действие.
Находим степень N внутри группы NO3

$x + 3 \cdot (- 2) = - 1$

Внутри иона действует то же правило суммы, только справа стоит его заряд, а не ноль. Остальные степени в группе уже известны, поэтому N находится в одно действие.
Записываем ответ

$\overset{- 3}{N} {\overset{+ 1}{H}}_{4} \overset{+ 5}{N} {\overset{- 2}{O}}_{3}$

Степени окисления подписывают над символами элементов. Заряд иона и степень окисления — разные величины: заряд относится ко всей группе, степень — к отдельному атому.

\overset{- 3}{N} {\overset{+ 1}{H}}_{4} \overset{+ 5}{N} {\overset{- 2}{O}}_{3}

Общая сумма степеней тоже решается и даёт азоту +1 — и это правдоподобный неверный ответ. Азот здесь в двух разных ионах: в NH₄⁺ он −3, в NO₃⁻ он +5, а +1 — их среднее. Формулу приходится делить на ионы, иначе смысл теряется.

Пероксид водорода: исключение из правила кислорода

H_{2} O_{2}

Расставляем постоянные степени окисления

$H : + 1, O : - 1$

Сначала подписываем то, что известно наизусть. H — в соединениях с неметаллами +1; O — это пероксид, кислород связан с кислородом, у него −1.
Проверяем сумму

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

Проверка обязательная: если сумма не дала заряд частицы, где-то ошибка в индексах или в постоянных степенях.
Записываем ответ

${\overset{+ 1}{H}}_{2} {\overset{- 1}{O}}_{2}$

Степени окисления пишут над символами элементов: сначала знак, потом число — +2, а не 2+. Со знаком после числа записывают заряд иона.

{\overset{+ 1}{H}}_{2} {\overset{- 1}{O}}_{2}

Правило «кислород всегда −2» здесь ломается: два атома кислорода связаны друг с другом, и электронная пара между ними не смещена. Отличить пероксид от оксида по одной формуле нельзя — H₂O и H₂O₂ выглядят одинаково устроенными.

Вопросы

Чем степень окисления отличается от валентности?

Валентность — число связей: без знака, не бывает нулевой. Степень окисления — условный заряд: со знаком, бывает нулевой и дробной. У кислорода в H₂O₂ валентность II, а степень окисления −1.

Почему в H₂O₂ кислород −1, а не −2?

Два атома кислорода связаны друг с другом, а между одинаковыми атомами пара не смещена. Забирать электроны остаётся только у водорода — отсюда −1. По формуле пероксид от оксида не различить, их запоминают.

Откуда берётся дробная степень окисления?

Из усреднения. В Fe₃O₄ выходит +8/3: это двойной оксид FeO·Fe₂O₃, часть железа +2, часть +3. Дробь — признак неравноценных атомов, а не ошибка расчёта.

Как считать нитрат аммония NH₄NO₃?

Только по ионам. Уравнение суммы решается и даёт азоту +1, но это среднее: в NH₄⁺ он −3, в NO₃⁻ он +5. Формулу делят на две части.

Как определить высшую и низшую степень окисления?

Высшая равна номеру группы, низшая для неметаллов — номеру группы минус восемь. У азота: высшая +5 в HNO₃, низшая −3 в NH₃.

Как проверить ответ без решебника?

Сложить все степени с учётом индексов — выйдет заряд частицы. И сверить максимум с номером группы: у серы не больше +6, у хлора +7, у азота +5.

Степень окисления

Калькулятор

Как это считается

Порядок правил

Примеры расчёта

Дихромат калия: неизвестная одна

Расставляем постоянные степени окисления

Составляем уравнение

Находим степень окисления Cr

Проверяем сумму

Записываем ответ

Нитрат аммония: азот дважды в одной формуле

Разбиваем формулу на ионы

Берём заряд известной части

Находим заряд второй части

Находим степень N внутри группы NH4

Находим степень N внутри группы NO3

Записываем ответ

Пероксид водорода: исключение из правила кислорода

Расставляем постоянные степени окисления

Проверяем сумму

Записываем ответ

Вопросы

Похожие калькуляторы