ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Окислительно-восстановительные реакции. Основы электрохимии из "Общая химия" Степень окисления — одно из основных понятий химии. Оно введено для характеристики состояния атома в соединении. При определении степени окисления условно предполагают, что в соединении связывающие (валентные) электроны перешли к более электроотрицательным атомам и потому соединение состоит только из положительно и отрицательно заряженных ионов, в действительности же в большинстве случаев происходит не отдача электронов, а только смещение электронной плотности от одного атома к другому. [c.317] Отрицательное значение степени окисления имеют те атомы,, которые приняли электроны от других атомов, т. е. в их сторону смещена электронная плотность. Фтор во всех его соединениях имеет отрицательную степень окисления (—1). Положительную степень окисления имеют атомы, электронная плотность которых смещена к другим атомам. [c.317] Щелочные металлы в соединениях имеют степень окисления, равную (+1), а щелочноземельные — ( + 2). В простых веществах степень окисления элемента принимается равной нулю. Степень окисления может быть выражена и дробным числом. Например, степень окисления железа в магнитном железняке РезО равна ( + 8/3). Для водорода в большинстве соединений характерна степень окисления ( + 1), в гидридах металлов она равна (—1). Кислород в большинстве соединений имеет степень окисления (—2), но в пероксидных соединениях (—1), а в соединении с фтором Ор2 — ( + 2), в соединении КО2 степень окисления кислорода равна (—1/2). [c.317] Труднее найти степень окисления в соединении, где неизвестна степень окисления ни одного из атомов, например в сульфиде мышьяка AS2S3. В этом случае следует подумать, какой кислоте соответствует это соединение. Очевидно, сероводородной кислоте H2S, где степень окисления водорода известна и равна (+1), а серы (—2). Следовательно, в сульфиде мышьяка степень окисления мышьяка 2д +(—2)3=0 равна (+3). Так же формально вычисляется степень окисления и в органических соединениях. [c.318] Высшая степень окисления — это ее наибольшее положительное значение. Численно она равна для большинства элементов номеру группы периодической системы и является важной количественной характеристикой элемента в его соединениях. Наименьшее значение степени окисления элемента, которое встречается в его соединениях, принято называть низшей степенью окисления. [c.318] Изменение степени окисления элементов по группам периодической системы отражает периодичность изменения химических свойств элементов с ростом атомного номера. [c.318] Все химические реакции можно разбить на два типа реакции, протекающие без изменения степеней окисления атомон, входящих в состав реагирующих молекул, и реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов реагирующих веществ. [c.319] Реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих молекул, называются окислительно-восстановительными. Окислительно-восстановительные реакции принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций. Дыхание, фотосинтез, обмен веществ и ряд биологических процессов в основе своей являются окислительно-восстановительными реакциями. В технике значение окислительновосстановительных реакций также велико. Так, вся металлургическая промышленность основана на окислительно-восстановительных процессах, в ходе которых металлы выделяются из природных соединений. [c.319] Рассмотрим основные положения, относящиеся к теории окислительно-восстановительных реакций. [c.319] При окислении степень окисления повышается. [c.319] Металлы чаще всего обладают восстановительными свойствами. В периодах с повышением порядкового номера элемента восстановительные свойства простых веществ понижаются, а окислительные возрастают и становятся максимальными у галогенов. Например, в третьем периоде натрий — самый активный восстановитель, а хлор — самый активный окислитель. У элементов главных подгрупп с повышением порядкового номера усиливаются восстановительные свойства и ослабевают окислительные. Наиболее сильные восстановители — щелочные металлы, наиболее активные из них Fr и s. Лучшие окислители — галогены. [c.320] Для неметаллов более характерно присоединение электронов. Самым сильным окислителем является фтор, но в практике чаще пользуются в качестве окислителей кислородом, хлором и бромом. Неметаллы проявляют как положительную, так и отрицательную степени окисления. Соединения, содержащие неметаллы в высигих положительных степенях окисления, могут быть окислителями, а соединения, в которых неметалл проявляет отрица-телььую степень окисления, — восстановителями. Соединения же, содержащие неметаллы в промежуточных степенях окисления, могут быть и восстановителями и окислителями в зависимости от условий протекания реакции. [c.320] При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций применяются метод электронного баланса и метод полу-реакций. Метод алектронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах. В основе обоих методов лежит фактически одно правило в окислительно-восстановительных реакциях общее число электронов, отдаваемых восстановителем, равно общему числу электронов, присоединяемых окислителем. [c.321] Вернуться к основной статье