Содержание

Магний степени окисления — Справочник химика 21

    Постоянную степень окисления имеют щелочные элементы (+1), бериллий, магний, щелочноземельные элементы (+2), фтор (-1). Д.ая водорода в большинстве соединений характерна степень окисления — -1, а в его соединениях с з-элементами и в некоторых других соединениях она равна -1. Степень окисления кислорода, как правило, равна -2 к важнейшим исключениям относятся пероксидные соединения, где она равна —, и фторид кислорода ОГг, в котором степень окисления кислорода равна -Ь2. [c.261]
    Из этих уравнений следует, что окисление магния — это процесс оттягивания от его атома двух валентных электронов атомом окислителя, в данном случае кислорода, который восстанавливается, принимая ири этом отрицательную степень окисления. [c.54]

    Имеется сплав двух металлов. Один компонент сплава растворяется в щелочах, оба металла растворяются в соляной кислоте.

В соединениях металлы проявляют степень окисления +2. При действии раствора гидроксида натрия на образец сплава массой 5,7 г выделился водород объемом 2,24 л. Масса нерастворимого остатка составила 4,8 г. При растворении образца сплава массой 3,42 г в соляной кислоте образовался водород объемом 4,032 л. Какие металлы образуют сплав Определите их массовые доли в сплаве. Объемы газов приведены к нормальным условиям. Ответ бериллий— 15,8% магний — 84,2%. [c.221]

    Отсюда следует, что окисление магния входящими в состав воды атомами водорода в степени окисления -f-l возможно, и реакция будет протекать в прямом направлении. Напротив, во второй реакции окисление палладия атомами водо- [c.255]

    Органические соединения остальных переходных элементов. Переходные элементы остальных (кроме ПБ) побочных подгрупп периодической системы в проявляемых их атомами степенях окисления имеют незавершенные электронные -подоболочки предвнешнего уровня. Поэтому, наряду с образованием ординарной полярной ковалентной связи с углеродом за счет вклада внешних з- и р-орбиталей, они способны образовывать совершенно иные по строению и свойствам соединения за счет участия ( -орбиталей.

В таких соединениях металл можно так же, как и соединения магния, бора, алюминия (см. выше), считать координационно ненасыщенным. Данная ненасыщенность металла теперь определяется наличием вакантных орбиталей не только на внешнем, но и на втором снаружи энергетических уровнях его атома. Природа вакантных орбиталей атома переходного элемента также отличается от орбиталей в- и р-элементов. Симметрия и пространственная протяженность -орбиталей переходного элемента позволяет им эффективно перекрываться с орбиталями большего числа атомов и удаленных на большее расстояние от металла, чем это возможно для з-или р-элемента. Поэтому часто органические соединения переходных металлов являются комплексными. С примерами таких комплексных элементоорганических соединений мы уже встречались ферроцен, дибензолхром, хелаты и др. (разд. 13.4). 
[c.599]


    Атмофильные элементы — это кислород, азот, инертные газы (от гелия до ксенона). Гидрофильные элементы образуют соединения, растворимые в воде и поэтому содержащиеся в гидросфере Земли — в морях, океанах, реках, озерах главным образом поваренную соль (т. е. элементы натрий и хлор), соли калия, магния, кальция. Таким образом, часть гидрофильных элементов являются одновременно и литофильными. Это, как правило, элементы, проявляющие в своих соединениях невысокую степень окисления -1-1, +2, реже +3. [c.236]

    К щелочноземельным металлам относят элементы главной подгруппы II группы периодической системы кальций Са, стронций 8г, барий Ва и радий Ка. Кроме них, в эту группу входят бериллий Ве и магний Mg. На внешнем слое атомов щелочноземельных металлов находится два я-электрона. Во всех соединениях они проявляют степень окисления +2. Активность металлов растет с увеличением атомного номера. Все эти элементы — типичные металлы, по свойствам близкие к щелочным. 

[c.146]

    К основным шести органогенам относятся водород (в степени окисления + 1), кислород (—2), азот (—3), углерод (+4), фосфор ( + 5), сера i(+6 и —2). Как видно, элементы, входящие в состав организмов, проявляют широкий набор степеней окисления. Кроме того, для любого организма необходимы атомы натрия, калия, магния, кальция, марганца, железа, кобальта, меди, цинка и молибдена, называемых металлами жизни. Первые четыре из них содержатся в организме человека, измеряемые десятками и сотнями граммов, содержание остальных в сто 

[c.202]

    Отсюда делаем вывод, что хлор является сильным окислителем. Оч атома хлора в его молекуле равно нулю, а в молекулах его соединений, где он присоединяет один электрон, равно —1. Реакция окисления магния хлором является экзотермической, при этом степень окисления магния повышается от нуля до двух, а степень окисления хлора понижается от О до —1. [c.33]

    Постепенному переходу от типично основных оксидов натрия и магния к амфотерным, или промежуточным (алюминия), и к кислотным оксидам фосфора, серы и хлора соответствует и повышение окислительного числа элементов, образующих оксиды. То же наблюдается при рассмотрении изменения свойств оксидов одного и того же элемента в разной степени окисления, как, например, в ряду оксидов марганца  [c.60]

    Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций а) бериллия с раствором щелочи б) магния с конц. серной кислотой (окислитель приобретает низшую степень окисления). [c.68]

    Определите степень окисления фосфора в таких соединениях фосфорная кислота, фосфин, фосфорный ангидрид, фосфат кальция, фосфид магния. [c.22]

    Напишите формулы таких солей хлорида кобальта (III), сульфида кальция, сульфата калия, сульфата алюминия, сульфата железа (II), нитрата бария, карбоната аммония, метафосфата натрия, ортофосфата магния, гипохлорита калия, хлората натрия, перхлората бария, перманганата калия. Объясните, в каких случаях в названиях соединений указывают степень окисления металла, а в каких нет. [c.22]

    Галогениды низших степеней окисления. Соединения циркония и гафния со степенями окисления П1, И и I известны с хлором, бромом и иодом. Низшие галогениды могут быть получены восстановлением соответствующих тетрагалогенидов металлами-восстановителями — цирконием, гафнием, алюминием, магнием и др. в вакууме или в атмосфере инертного газа. 

[c.297]

    MgO Степень окисления магния=+2  [c.112]

    Однако исходя только из этого нельзя пр шильно составить уравнение реакции. Объясняется это тем, чтс помимо функции окислителя азотная кислота в то же время св зывает ионы магния в виде нитрата, не изменяя при этом степени окисления [c.142]

    При растворении магния в разбавленной азотной кислоте образуется нитрат магния, а степень окисления азота изменяется от — -5 до +1, т. е. выделяется закись азота  [c.110]

    Во всех устойчивых соединениях степень окисления магния -F 2, а координационное число 6. Степень окисления +2 часто проявляется также и в интерметаллических соединениях, например, MggAla, MgaSba, MgaPb.

Бинарные соединения Mg в зависимости от природы более электроотрицательного элемента могут быть соединениями от преимущественно металлических до преимущественно ионных. Так, в ряду соединений магния с р-элементами 3-го периода [c.571]

    Напишите уравнение реакции взаимодействия диоксида углерода с магнием. Какова степень окисления магния в проделанных опытах К какому типу химических реакций относятся реакции в проделанных опытах Чем является магний в этих реакциях  [c.217]

    В раствор, содержащий сульфат олова (II) (массовая доля 6%) и сульфат никеля (II) (8%), массой 50 г поместили порошок неизвестного металла массой 0,646 г. Металл проявляет в соединениях степень окисления +2. Весь металл вступил в реакцию, в результате которой из раствора вытеснено все олово и половина никеля. Какой металл поместили в раствор Ответ магний. [c.279]


    Убедиться с помощью горящей лучинки, что стакан заполнен. Взять щипцами небольшую ленточку магния, зажечь ее и быстро опустить в стаканчик с двуокисью углерода. Наблюдать образование белого порошка окиси магния и черных крупинок угля. Когда реакция закончится, растворить окись магния в 1 н. растворе соляной кислоты, а затем отфильтровать жидкость. Что остается на фильтре Как изменяется степень окисления магния и углерода  [c.219]

    Металлы проявля.ют в своих соединениях только положительную окисленность, и низшая их степень окислещгости равна нулю. Иначе говоря, низшей степенью окисленности они обладают только в свободном состоянии. Действительно, все свободные металлы способны, хотя и в различной степени, проявлять только восстановительные свойства, Иа практике в качестве восстановителей применяют алюминий, магний, натрнй. калий, цинк и некоторые другие металлы. Если металлу присущи несколько степеней окисленности, то те его соединения, в которых он проявляет низшую нз них, также обычно являются восстановителями, например, соеди[ ения железа (И), олова (П), хрома (И), меди(1).

[c.270]

    Здест) хлор является окислителем, а взаи.модействие магния с хлором — реакцией окисления магния атомы хлора, оттягивая электроны от атома магния, восстанавливаются, принимая отрицательную степень окисления. [c.54]

    Во многих реакциях одно из участвующих в ней соединений, кроме выполнения окислительной или восстановительной функции, рас.чодуется также на связывание продуктов реакции (степени окисления элементов не изменяются). Например, при восстановлении очень разбавленной азотной кислоты порощком магния [c.187]

    Многие металлы медленно взаимодействуют с водной взвесью иода. Реакцию можно ускорить при наличии в воде веществ, иовышающи.х растворимость иода, например спирта. Смесь растертого иода с водой помещают в коническую колбу и добавляют порошок металла. На 1 мае. д. иода необходимо брать 5—6 мае. д. воды металл берут в небольшом избытке по сравнению с теоретически необходимым количеством. Скорость реакции зависит от степени окисленности металла и от его химической природы.

Реакция идет с небольшим разогреванием. Если разогревания раствора не происходит, то к нему прибавляют спирт. При значительном разогревании, что наблюдается, когда берут мелкодисперсный металл, раствор нужно охлаждать водой. Когда реакция закончится, раствор некоторое время кипятят, чтобы нод полностью прореагировал. Прозрачный раствор отфильтровывают от осадка и оставляют кристаллизоваться. Этим методом можно получить кристаллогидраты разнообразных иодидов железа, кобальта, никеля, магния, цинка, кадмия и т. д. [c.45]

    Под эффективным зарядом атома понимают суммарный заряд атома, который возникает в непосредственной близости от ядра после образования химической связи. Например, в молекуле НС1 связующее электронное облако смещено в сторону более электроотрицательного атома хлора. В результате на томе хлора возникает отрицательный заряд (6 i=—0,2 заряда элек/гроня), а на атоме водорода равный по величине положительный заряд 6n = -fO,2) эти заряды называют эффективными зарядами атомов в молекулах. Эффективные заряды, как правило, значительно меньше степеней окисления. Так, иапример, в молекуле MgBfj эффективный заряд на магнии равен -1-1,38, а его степень окисления + 2. [c.22]

    Бериллий и магний на воздухе покрываются плотной пленкой оксида, предохраняющей их от дальнейшего окисления, но при нагревании они сгорают легко взаимодействуют с галогенами, при нагревании окисляются 5 и N2. С Н2 они непосредственно не реагируют, их гидриды (ВеНг и М Нз), получаемые косвенным путем, легко разлагаются водой. Связи в соединениях Ве имеют атомный характер, а сам Ве в степени окисления +2 является комплек- [c.299]

    Бериллий и магний на воздухе покрываются плотной пленкой оксида, предохраняющей их от дальнейшего окисления, но при нагревании они сгорают легко взаимодействуют с галогенами, при нагревании окисляются 8 и N2- С Н2 они непосредственно не реагируют, их гидриды (ВеН2 и М Н2), получаемые косвенным путем, легко разлагаются водой. Связи в соединениях Ве имеют атомный характер, а сам Ве в степени окисления +2 является комплексообразователем с к. ч. = = 4, что приводит к возникновениьэ полимерных молекул. Например, ВеС12 имеет структуру [c.401]

    Напишите уравнения реакций между разбавленной азотной кислотой и магннеи, при которых азот в кислоте восстанавливается до степеней окисления  [c.118]

    Свойства биометаллов были описаны в гл. 17. Натрий и калий — элементы главной подгруппы первой группы, кальций и магний — элементы второй группы — характеризуются достаточно большими размерами атомов и ионов, постоянством степеней окисления, малой тенденцией к образованию ковалентных связей. Главное различие между ионами натрия и калия, а также кальция и магния в размерах ионов, теплотах гидратации и потенциалах ионизации. [c.562]


Задание 3


Задание 3.1

Из числа указанных в ряду элементов

1) Na; 2) K; 3) Si; 4) Mg; 5) C

выберите два элемента, которые проявляют низшую степень окисления, равную -4.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Источник — Демонстрационный вариант КИМ ЕГЭ по химии 2019 года

Решение

Низшая степень окисления, равная -4, присуща углероду (в молекуле метана CH4) и кремнию (в молекуле силана SiH4). В случае натрия, калия и магния низшая степень окисления равна 0.

Ответ: 35


Задание 3.2

Из числа указанных в ряду элементов

1) Ca; 2) O; 3) Al; 4) Mg; 5) S

выберите два элемента, которые проявляют низшую степень окисления, равную -2.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Решение

Низшая степень окисления, равная -2, присуща кислороду и сере. В случае кальция, алюминия и магния низшая степень окисления равна 0.

Ответ: 25


Задание 3.3

Из числа указанных в ряду элементов

1) Li; 2) As; 3) B; 4) N; 5) Rb

выберите два элемента, которые проявляют высшую степень окисления, равную +1.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Решение

Высшая степень окисления, равная +1, присуща литию и рубидию. В случае бора высшая степень окисления равна +3, в случае мышьяка и азота данное значение составляет +5.

Ответ: 15


Задание 3.4

Из числа указанных в ряду элементов

1) Cl; 2) F; 3) Se; 4) Ca; 5) Br

выберите два элемента, которые проявляют степень окисления +7.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Решение

Степень окисления +7 проявляют хлор (HClO4, перхлораты) и бром (HBrO4, перброматы).

Ответ: 15


Задание 3.5

Из числа указанных в ряду элементов

1) Se; 2) O; 3) H; 4) S; 5) Al

выберите два элемента, которые проявляют степень окисления +4.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Решение

Степень окисления +4 проявляют селен и сера (ЭO2, H2ЭO3).

Ответ: 14


Задание 3.6

Из числа указанных в ряду элементов

1) Cu; 2) Mg; 3) Cl; 4) Al; 5) Li

выберите два элемента-металла, которые проявляют одинаковую степень окисления в своих оксидах.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Решение

Из представленного ряда элементами-металлами, проявляющими одинаковую степень окисления (+2), являются медь и магний.

Ответ: 12


Задание 3.7

Из числа указанных в ряду элементов

1) Na; 2) N; 3) F; 4) Cu; 5) Be

выберите два элемента, которые в соединениях проявляют переменную степень окисления.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Источник — Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Из представленного ряда элементами, проявляющими переменную степень окисления, являются азот и медь.

Ответ: 24


Задание 3. 8

Из числа указанных в ряду элементов

1) O; 2) Se; 3) Si; 4) C; 5) N

выберите два элемента, у каждого из которых валентность в высших оксидах и в летучих водородных соединениях одинаковая.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Источник — Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Из представленного ряда кремний и углерод имеют одинаковую валентность (IV) в высших оксидах (SiO2 и CO2) и в летучих водородных соединениях (SiH4 и CH4).

Ответ: 34


Задание 3.9

Из числа указанных в ряду элементов

1) Al; 2) N; 3) P; 4) B; 5) S

выберите два элемента, степень окисления которых в высших оксидах равна +3.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Источник — Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Степень окисления +3 в высших оксидах проявляют алюминий и бор.

Ответ: 14


Задание 3.10

Из числа указанных в ряду элементов

1) P; 2) Na; 3) Cl; 4) Mn; 5) S

выберите два элемента, которые в соединениях с водородом проявляют валентность I.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Источник — Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Валентность I в соединениях с водородом проявляют натрий (NaH) и хлор (HCl).

Ответ: 23


Задание 3.11

Из числа указанных в ряду элементов

1) O; 2) C; 3) Al; 4) Si; 5) P

выберите два элемента, степень окисления которых в оксидах может принимать значение +3.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Источник — Открытый банк заданий ЕГЭ

Решение

Степень окисления +3 в оксидах могут проявлять алюминий (Al2O3) и фосфор (P2O3).

Ответ: 35

Степень окисления – Условный заряд атомов химического элемента в соединении

1.

Степень окисления – Условный заряд атомов химического элемента в соединении. Степень окисления
постоянная
переменная

3. постоянная

Степень окисления
элементы
-1
F
+1
Н,Li, Na, K, Rb, Cs
+2
Be, Mg, Ca, Ba, Ra
+3
Al
-2
O
постоянная

4. Степень окисления серы K2SO3 в равна

+3
+2
+6
+4
+1
-2
K2SO3
+2
-6
+1
-2
K2SO3
+2
-6
———————0
+1
-2
K2SO3
+2 +4 -6
———————0

7. Степень окисления серы K2SO3 в равна

+3
+2
+6
+4
K2SO3
+1
-2
Na3PO4
+1
-2
Na3PO4
+3 +5 -8
———————0
+1
-2
h3SO4
+2 +6 -8
———————0
Mg3(PO4)2
Mg3 P2O8
+2
-2
Mg3 P2O8
+2
+5 -2
Mg3 P2O8
+6
+10 -16
———————————0
+1
-2
h3SO4
+1 +6 -2
h3SO4
+2 +6 -8
———————0
Степень окисления
Высшая
Нулевая ( 0)
Низшая

18.

Степень окисления 0 в простых веществах

19. Высшая степень окисления с 1 по 7 группу равна номеру группы 1 группа +1 2 группа +2 5 группа +5

20. Низшая степень окисления с 4 по 7 группу равна -8 + номер группы 4 группа -4 7 группа -1 5 группа -3 6 группа -2

21. Магний имеет минимальное значение степени окисления

22. Магний имеет минимальное значение степени окисления

23. Сера имеет минимальное значение степени окисления

Окислительно –
восстановительные
реакции
… – реакции, протекающие с изменением
степени окисления элементов.

24. Сера имеет минимальное значение степени окисления

Два антипода парою ходят,
Первый – теряет; второй — находит,
Ролью меняясь при этом порой…
Кто ж из них первый и кто же второй?
восстановитель
окислитель

25. Минимальное и максимальное значение степени окисления хлора

Основные положения теории
Окислитель + электроны
электроны
Восстановитель – электроны

26.

Минимальное и максимальное значение степени окисления хлора Алгоритм составления ОВР
1.
2.
3.
Определить степени окисления элементов
в соединениях, участвующих в реакции.
Выявить элемент, степень окисления
которого понизилась, повысилась,
окислитель и восстановитель.
Выявить число отданных и принятых
электронов.
Восстановитель
Э
— nē
Э n+
Атомы металлов (I и II гр., Al, Fe, Zn…).
Отрицательно заряженные ионы неметаллов
(S2–, Cl –, Br–… до свободных элементов).
Окислитель
Э
+ nē
Э n-
Атомы элементов VI–VII групп (О2, Сl2…).
Ионы металлов в высоких степенях окисления
(Cu2- ——-Cu+)
Ионы молекул содержат атомы неметаллов в
высоких степенях окисления (КМnО4 – Mn7+).
Ионы и молекулы, содержащие атомы
неметаллов в высоких степенях окисления.

29. Окислительно – восстановительные реакции

Сера (-2,0,+2,+4,+6)
Железо ( +2, +3)

30.

Два антипода парою ходят, Первый – теряет; второй — находит, Ролью меняясь при этом порой… Кто ж из них первый и кто же второй? Высшая степень окисления
Характерна для Ме и нМе
Определяем по номеру группы
Низшая степень окисления
Характерна для нМе
Определяем по формуле (-8+№группы)
элемент
№ группы
низшая ст.ок
N
V
-3
O
VI
-2
Cl
?
?
С
?
?
Br
?
?

32. Алгоритм составления ОВР

Нулевая ( 0)
Все простые вещества
Йод
Бром
Литий

Хром низшая степень окисления. Степень окисления хрома

Введение

Степень окисления (СО) это условное обозначение в химии, служащее для того, чтобы определять заряд атома у какого-либо химического элемента (или группы элементов) . Без степеней окисления не решается ни одна задача, не составляется ни одно уравнение, но самое главное — без них мы не можем чётко определить свойства элемента и то, какую роль он будет играть в различных соединениях.

Знаменательно, что периодическая система (ПС) Д.И. Менделеева сгруппирована гениальнейшим образом: все элементы разделены по периодам, группам, подгруппам, их порядковые номера также соответствуют определённым показателям. Благодаря этому нам не приходится заучивать качества каждого химического элемента (ХЭ) наизусть, потому что легко можно найти его в таблице и определить всё, что требуется. Однако даже в таком случае некоторые люди, забывая школьные знания по курсу химии (или пренебрегая ими когда-то), вынуждены вернуться к изучению данной темы подробнее.

Итак, для начала необходимо сформировать верные объективные представления о хроме (Cr ), разобраться с его положением в ПС, а затем можно будет приступить к наиболее важной части — практике.
Хром Cr , положение в таблице Менделеева, физические и химические свойства
Хром это твёрдое вещество, металл, блестящий, серебристо-белого (или голубоватого) цвета . Он достаточно ломкий, но при этом имеет несравненный плюс по сравнению со многими другими металлами — устойчивость к заражению коррозией; именно поэтому он является важным компонентом при производстве нержавеющей стали, а также используется для нанесения на поверхность других металлов, более склонных к коррозии. Хром обладает плохой тепло- и электропроводностью.

ХЭ располагается в VI группе, 4 периоде, носит порядковый номер 24 и обладает атомной массой равной 52 г/моль. Благодаря пассивированию хром не взаимодействует с серной (H 2 SO 4 ) и азотной (HNO 3 ) кислотами, проявляет устойчивость в воздухе.

Это амфотерный металл значит, он может растворяться как в кислотах, так и в щелочах . Элемент растворяется в сильных разбавленных кислотах (например, соляная кислота HCl ), в нормальных условиях (н.у.) взаимодействует только с фтором (F ). При нагревании хром может осуществлять взаимодействие с элементами VII группы (галогены), кислородом O 2 , бором B, азотом N 2 , серой S 2 , кремнием Si . Если раскалить Cr , то способен вступить в реакцию с водяными парами.

Теперь поговорим непосредственно о том, какие степени окисления бывают у данного ХЭ: он может приобретать СО +4, +6, а также +2 в безвоздушном пространстве, +3 — в пространстве с воздухом. Хром, как любой другой металл, является сильным восстановителем.

Вещества с различными степенями окисления

  • +2. Когда Cr приобретает СО +2, вещество демонстрирует основные и очень сильные восстановительные свойства. К примеру, оксид хрома (II) — CrO , гидроксид хрома — Cr(OH) 2 , множество солей. Синтезируются соединения этого элемента с фтором(CrF 2 ), хлором(CrCl 2 ) и так далее.
  • +3. Эти вещества обладают амфотерными свойствами, могут быть разных цветов (но преимущественно зелёного H 2 O ). Для примера приведём оксид Cr 2 O 3 (это зеленоватый порошок, который не растворяется в), Cr(OH) 3 , хромиты NaCrO 2 .
  • +4. Такие соединения встречаются очень редко: они не образуют солей, кислот, с ними почти не производятся какие-либо работы. Но из известных веществ существуют оксид CrO 2 , тетрагалогенид CrF 4 , CrCl 4 .
  • +6. Хром с СО +6, образуя соли, имеет кислотный характер, очень ядовитый, гидроскопичный, а также имеющий сильные окислительные свойства. Примеры: CrO 3 (имеет вид кристаллов красного цвета), K 2 CrO 4 , H 2 CrO 4 , H 2 Cr 2 O 7 . Элемент способен образовывать два вида гидроксидов (уже перечислены).

Как определять СО в сложных веществах

С правилом «крест-накрест» вы наверняка уже знакомы. А что, если соединение имеет, например, целых три элемента ?

В этом случае мы смотрим на последний элемент вещества, определяем его степень окисления и умножаем на коэффициент, находящийся справа (конечно, если он есть). Мысленно отделяем последний элемент (с уже определённой степенью окисления) от двух других элементов. Нам требуется, чтобы СО двух первых и последнего элементов в сумме была равна нулю.

Рассмотрим пример:

  • PbCrO 4 — хромат свинца (II), имеющий вид красной соли. На конце формулы находится кислород, степень окисления которого всегда (за исключением некоторых случаев) будет -2. -2*4=-8. Pb (свинец) имеет СО +2. Дальнейшие действия будут похожи на алгебраическое уравнение, но если честно, то когда человек уже неплохо разбирается в определении степеней окислений и умеет пользоваться таблицей растворимости, вполне возможно избежать таких расчётов. Итак, элемент с неизвестной степенью окисления (хром) обозначим за буквенную переменную. 2+x-8=0;x=8-2;x=6 . Переменная равна 6, следовательно, степень окисления хрома становится +6.

Степени окисления в следующих формулах попробуйте расставить сами:

  1. Na 2 CrO 4 ;
  2. BaCrO 4 ;
  3. Fe(CrO 2) 2 ;
  4. Cr 2 O 7 ;
  5. H 2 CrO 4 .

Хром один из самых интересных химических элементов, соединения с которым — штука сложная, но необходимая для понимания . Будет замечательно, если данные примеры помогут разобраться со столь кропотливой темой.

Редакция «сайт»

Задание №1

Степень окисления +2 во всех соединениях проявляет

Ответ: 4

Пояснение:

Из всех предложенных вариантов степень окисления +2 в сложных соединениях проявляет только цинк, являясь элементом побочной подгруппы второй группы, где максимальная степень окисления равна номеру группы.

Олово – элемент главной подгруппы IV группы, металл, проявляет степени окисления 0 (в простом веществе), +2, +4 (номер группы).

Фосфор – элемент главной подгруппы главной группы, являясь неметаллом, проявляет степени окисления от -3 (номер группы – 8) до +5 (номер группы).

Железо – металл, элемент расположен в побочной подгруппе главной группы. Для железа характерны степени окисления: 0, +2, +3, +6.

Задание №2

Соединение состава KЭО 4 образует каждый из двух элементов:

1) фосфор и хлор

2) фтор и марганец

3) хлор и марганец

4) кремний и бром

Ответ: 3

Пояснение:

Соль состава KЭО 4 содержит кислотный остаток ЭО 4 — , где кислород обладает степенью окисления -2, следовательно, степень окисления элемента Э в этом кислотном остатке равна +7. Из предложенных вариантов подходят хлор и марганец – элементы главной и побочной подгруппы VII группы соответственно.

Фтор – также элемент главной подгруппы VII группы, однако, являясь самым электроотрицательным элементом, не проявляет положительных степеней окисления (0 и -1).

Бор, кремний и фосфор – элементы главных подгрупп 3, 4 и 5 групп соответственно, поэтому в солях проявляют соответствующие максимальные степени окисления +3, +4, +5.

Задание №3

  • 1. Zn и Cr
  • 2. Si и B
  • 3. Fe и Mn
  • 4. P и As

Ответ: 4

Пояснение:

Одинаковую высшую степень окисления в соединениях, равную номеру группы (+5), проявляют P и As. Это элементы расположены в главной подгруппе V группы.

Zn и Cr – элементы побочных подгрупп II и VI групп соответственно. В соединениях цинк проявляет высшую степень окисления +2, хром — +6.

Fe и Mn – элементы побочных подгруппы VIII и VII групп соответственно. Высшая степень окисления у железа составляет +6, у марганца — +7.

Задание №4

Одинаковую высшую степень окисления в соединениях проявляют

  • 1. Hg и Cr
  • 2. Si и Al
  • 3. F и Mn
  • 4. P и N

Ответ: 4

Пояснение:

Одинаковую высшую степень окисления в соединениях, равную номеру группы (+5), проявляют P и N. Эти элементы расположены в главной подгруппе V группы.

Hg и Cr – элементы побочных подгрупп II и VI групп соответственно. В соединениях ртуть проявляет высшую степень окисления +2, хром – +6.

Si и Al − элементы главных подгруппы IV и III групп соответственно. Следовательно, для кремния максимальная степень окисления в сложных соединениях равна +4 (номер группы, где расположен кремний), для алюминия − +3 (номер группы, где расположен алюминия).

F и Mn – элементы главной и побочной подгрупп VII групп соответственно. Однако фтор, являясь самым электроотрицательным элементом Периодической системы химических элементов, не проявляет положительных степеней окисления: в сложных соединения его степень окисления равна −1 (номер группы−8). Высшая степень окисления марганца составляет +7.

Задание №5

Степень окисления +3 азот проявляет в каждом из двух веществ:

  • 1. HNO 2 и NH 3
  • 2. NH 4 Cl и N 2 О 3
  • 3. NaNO 2 и NF 3
  • 4. HNO 3 и N 2

Ответ: 3

Пояснение:

В азотистой кислоте HNO 2 степень окисления кислорода в кислотном остатке равна -2, у водорода — +1, следовательно, чтобы молекула оставалась электронейтральной, степень окисления азота составляет +3. В аммиаке NH 3 азот является более электроотрицательным элементом, поэтому он оттягивает на себя электронную пару ковалентной полярной связи и обладает отрицательной степенью окисления -3, степень окисления водорода в аммиаке составляет +1.

Хлорид аммония NH 4 Cl является аммонийной солью, поэтому степень окисления азота такая же, как в аммиаке, т.е. равна -3. В оксидах степень окисления кислорода всегда равна -2, поэтому у азота она составляет +3.

В нитрите натрия NaNO 2 (соли азотистой кислоты) степень окисления азота такая же, как в азота в азотистой кислоте, т.к. составляет +3. Во фториде азота степень окисления азота +3, поскольку фтор является самым электроотрицательным элементом Периодической системы и в сложных соединениях проявляет отрицательную степень окисления -1. Данный вариант ответа удовлетворяет условию задания.

В азотной кислоте азот обладает высшей степенью окисления, равной номеру группы (+5). Азот как простое соединение (поскольку состоит из атомов одного химического элемента) обладает степенью окисления 0.

Задание №6

Высшему оксиду элемента VI группы соответствует формула

  • 1. Э 4 O 6
  • 2. ЭO 4
  • 3. ЭO 2
  • 4. ЭО 3

Ответ: 4

Пояснение:

Высшим оксидом элемента является оксид элемента с его максимальной степени окисления. В группе наивысшая степень окисления элемента равна номеру группы, следовательно, в VI группе максимальная степень окисления элемента равна +6. В оксидах кислород проявляет степень окисления -2. Цифры, стоящие под символом элемента, называются индексами и указывает на количество атомов этого элемента в молекуле.

Первый вариант является неверным, т.к. элемент обладает степенью окисления 0-(-2)⋅6/4 = +3.

Во втором варианте элемент обладает степенью окисления 0-(-2) ⋅ 4 = +8.

В третьем варианте степень окисления элемента Э: 0-(-2) ⋅ 2 = +4.

В четвертом варианте степень окисления элемента Э: 0-(-2) ⋅ 3 = +6, т.е. это искомый ответ.

Задание №7

Степень окисления хрома в дихромате аммония (NH 4) 2 Cr 2 O 7 равна

Ответ: 1

Пояснение:

В бихромате аммония (NH 4) 2 Cr 2 O 7 в катионе аммония NH 4 + азот как более электроотрицательный элемент обладает низшей степенью окисления -3, водород заряжен положительно +1. Следовательно, весь катион обладает зарядом +1, но, поскольку этих катионов 2, то общий заряд составляет +2.

Для того чтобы молекула оставалась электронейтральной, у кислотного остатка Cr 2 O 7 2− заряд должен быть -2. Кислород в кислотных остатках кислот и солей всегда обладает зарядом -2, поэтому 7 атомов кислорода, входящих в состав молекулы бихромата аммония, заряжены -14. Атомов хрома Cr в молекулы 2, следовательно, если заряд хрома обозначить за x, то имеем:

2x + 7 ⋅ (-2) = -2, где x = +6. Заряд хрома в молекуле бихромата аммония равен +6.

Задание №8

Степень окисления +5 возможна для каждого из двух элементов:

1) кислорода и фосфора

2) углерода и брома

3) хлора и фосфора

4) серы и кремния

Ответ: 3

Пояснение:

В первом предложенном варианте ответов только фосфор как элемент главной подгруппы V группы может проявлять степень окисления +5, которая является для него максимальной. Кислород (элемент главной подгруппы VI группы), являясь элементом с высокой электроотрицательностью, в оксидах проявляет степень окисления -2, как простое вещество – 0 и в соединении со фтором OF 2 – +1. Степень окисления +5 для него не характерна.

Углерод и бром – элементы главных подгрупп IV и VII групп соответственно. Для углерода характерна максимальная степень окисления +4 (равна номеру группы), а бром проявляет степени окисления -1, 0 (в простом соединении Br 2), +1, +3, +5 и +7.

Хлор и фосфор – элементы главных подгрупп VII и V групп соответственно. Фосфор проявляется максимальную степень окисления +5 (равную номеру группы), для хлора аналогично брому характерны степени окисления -1, 0 (в простом соединении Cl 2), +1, +3, +5, +7.

Сера и кремний – элементы главных подгрупп VI и IV групп соответственно. Сера проявляет широкий спектр степеней окисления от -2 (номер группы − 8) до +6 (номер группы). Для кремния максимальная степень окисления равна +4 (номер группы).

Задание №9

  • 1. NaNO 3
  • 2. NaNO 2
  • 3. NH 4 Cl
  • 4. NO

Ответ: 1

Пояснение:

В нитрате натрия NaNO 3 натрий имеет степень окисления +1 (элемент I группы), атомов кислорода в кислотном остатке 3, каждый из которых имеет степень окисления −2, следовательно, чтобы молекула оставалась электронейтральной, азот должен иметь степень окисления: 0 − (+1) − (−2)·3 = +5.

В нитрите натрия NaNO 2 атом натрий также имеет степень окисления +1 (элемент I группы), атомов кислорода в кислотном остатке 2, каждый из которых имеет степень окисления −2, следовательно, чтобы молекула оставалась электронейтральной, азот должен обладать степенью окисления: 0 − (+1) − (−2)·2 = +3.

NH 4 Cl − хлорид аммония. В хлоридах атомы хлора имеют степень окисления −1, атомы водорода, которого в молекуле 4, заряжен положительно, следовательно, чтобы молекула оставалась электронейтральной, степень окисления азота: 0 − (−1) − 4 ·(+1) = −3. В аммиаке и катионах аммонийных солей азот имеет минимальную степень окисления −3 (номер группы, в которой расположен элемент, − 8).

В молекуле оксида азота NO кислород проявляет минимальную степень окисления −2, как во всех оксидах, следовательно, степень окисления азота равна +2.

Задание №10

Высшую степень окисления азот проявляет в соединении, формула которого

  • 1. Fe(NO 3) 3
  • 2. NaNO 2
  • 3. (NH 4) 2 SO 4
  • 4. NO 2

Ответ: 1

Пояснение:

Азот – элемент главной подгруппы V группы, следовательно, он может проявлять максимальную степень окисления, равную номеру группы, т.е. +5.

Одна структурная единица нитрата железа Fe(NO 3) 3 состоит из одного иона Fe 3+ и трех нитрат-ионов. В нитрат-ионах атомы азота независимо от типа противоиона имеют степень окисления +5.

В нитрите натрия NaNO 2 натрий имеет степень окисления +1 (элемент главной подгруппы I группы), атомов кислорода в кислотном остатке 2, каждый из которых имеет степень окисления −2, следовательно, чтобы молекула оставалась электронейтральной, азот должен обладать степенью окисления 0 − (+1) − (−2)⋅2 = +3.

(NH 4) 2 SO 4 – сульфат аммония. В солях серной кислоты анион SO 4 2− имеет заряд 2−, следовательно, каждый катион аммония заряжен 1+. На водороде заряд +1, поэтому на азоте −3 (азот более электроотрицателен, поэтому оттягивает на себя общую электронную пару связи N−H). В аммиаке и катионах аммонийных солей азот имеет минимальную степень окисления −3 (номер группы, в которой расположен элемент, − 8).

В молекуле оксида азота NO 2 кислород проявляет минимальную степень окисления −2, как во всех оксидах, следовательно, степень окисления азота равна +4.

Задание №11

28910E

В соединениях состава Fe(NO 3) 3 и CF 4 степень окисления азота и углерода равна соответственно

Ответ: 4

Пояснение:

Одна структурная единица нитрата железа (III) Fe(NO 3) 3 состоит из одного иона железа Fe 3+ и трех нитрат-ионов NO 3 − . В нитрат-ионах азот всегда имеет степень окисления +5.

Во фториде углерода CF 4 фтор является более электроотрицательным элементом и оттягивает на себя общую электронную пару связи C-F, проявляя степень окисления -1. Следовательно, углерод C имеет степень окисления +4.

Задание №12

A32B0B

Степень окисления +7 хлор проявляет в каждом из двух соединений:

  • 1. Ca(OCl) 2 и Cl 2 O 7
  • 2. KClO 3 и ClO 2
  • 3. BaCl 2 и HClO 4
  • 4. Mg(ClO 4) 2 и Cl 2 O 7

Ответ: 4

Пояснение:

В первом варианте атомы хлора обладают степенями окисления +1 и +7 соответственно. Одна структурная единица гипохлорита кальция Ca(OCl) 2 состоит из одного иона кальция Ca 2+ (Ca — элемент главной подгруппы II группы) и двух гипохлорит-ионов OCl − , каждый из которых имеет заряд 1−. В сложных соединениях, кроме OF 2 и различных перекисей, кислород всегда имеет степень окисления −2, поэтому, очевидно, что хлор имеет заряд +1. В оксиде хлора Cl 2 O 7 , как и во всех оксидах, кислород обладает степенью окисления −2, следовательно, на хлор в этом соединении имеет степень окисления +7.

В хлорате калия KClO 3 атом калия имеет степень окисления +1, а кислород — −2. Для того чтобы молекула оставалась электронейтральной, хлор должен проявлять степень окисления +5. В оксиде хлора ClO 2 кислород, как и в любом другом оксиде, обладает степенью окисления −2, следовательно, для хлора его степень окисления равна +4.

В третьем варианте катион бария в сложном соединении заряжен +2, следовательно, на каждом анионе хлора в соли BaCl 2 сосредоточен отрицательный заряд −1. В хлорной кислоте HClO 4 общий заряд 4 атомов кислорода составляет −2⋅4 = −8, на катионе водорода заряд +1. Чтобы молекула оставалась электронейтральной, заряд хлора должен составлять +7.

В четвертом варианте в молекуле перхлората магния Mg(ClO 4) 2 заряд магния +2 (во всех сложных соединениях магний проявляет степень окисления +2), поэтому на каждый анион ClO 4 − приходится заряд 1−. В общем 4 иона кислорода, где каждый проявляет степень окисления −2, заряжены −8. Следовательно, чтобы общий заряд аниона составлял 1−, на хлоре должен быть заряд +7. В оксиде хлора Cl 2 O 7 , как было объяснено выше, заряд хлора составляет +7.

В 1766 году профессор химии и заведующий Химической лабораторией Петербургской АН И.Г. Леман описал новый минерал, найденный на Урале на Березовском руднике, который получил название «сибирский красный свинец», PbCrO 4 . Современное название — крокоит. В 1797 французский химик Л. Н. Воклен выделил из него новый тугоплавкий металл.
Название элемент получил от греч. χρῶμα — цвет, краска — из-за разнообразия окраски своих соединений.

Нахождение в природе и получение:

Наиболее распространённым минералом хрома является хромистый железняк FeCr 2 O 4 (хромит), богатые месторождения которого имеются на Урале и в Казахстане, вторым по значимости минералом является крокоит PbCrO 4 . Массовая доля хрома в земной коре составляет 0,03%. Природный хром состоит из смеси пяти изотопов c массовыми числами 50, 52, 53, 54 и 56; искусственно получены и другие, радиоактивные, изотопы.
Основные количества хрома получают и используют в виде сплава с железом, феррохрома, восстанавливая хромит коксом: FeCr 2 O 4 + 4C = Fe + 2Cr + 4CO
Чистый хром получают, восстанавливая алюминием его оксид: Cr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 O 3
или электролизом водных растворов соединений хрома.

Физические свойства:

Хром — серовато-белый блестящий металл, по внешнему виду похож на сталь, один из самых твердых металлов, r = 7,19г/см 3 , Tпл=2130K, Tкип=2945K. Хром обладает всеми характерными для металлов свойствами — хорошо проводит тепло, электрический ток, имеет присущий большинству металлов блеск.

Химические свойства:

Хром устойчив на воздухе за счёт пассивирования — образования защитной оксидной пленки. По этой же причине не реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами. При 2000°C сгорает с образованием зелёного оксида хрома(III) Cr 2 O 3 .
При нагревании реагирует со многими неметаллами, часто образуя соединения нестехиометрического состава карбиды, бориды, силициды, нитриды и др.
Хром образует многочисленные соединения в различных степенях окисления, в основном +2, +3, +6.

Важнейшие соединения:

Степень окисления +2 — основный оксид CrO (чёрный), гидроксид Cr(OH) 2 (желтый). Соли хрома(II) (растворы голубого цвета) получаются при восстановлении солей хрома(III) цинком в кислой среде. Очень сильные восстановители, медленно окисляются водой с выделением водорода.

Степень окисления +3 — наиболее устойчивая степень окисления хрома, ей соответствуют: амфотерный оксид Cr 2 O 3 и гидроксид Cr(OH) 3 (оба — серо-зелёного цвета), соли хрома(III) — серо-зеленого или фиолетового цвета, хромиты MCrO2, которые получаются при сплавлении оксида хрома со щелочами, тетра- и гексагидроксохроматы(III) получаемые при растворении гидроксида хрома(III) в растворах щелочей (зеленого цвета), многочисленные комплексные соединения хрома.

Степень окисления +6 — вторая характерная степень окисления хрома, ей отвечают соответствует кислотный оксид хрома(VI) CrO 3 (красные кристаллы, растворяется в воде, образуя хромовые кислоты), хромовая H 2 CrO 4 , дихромовая H 2 Cr 2 O 7 и полихромовые кислоты, соответствующие соли: желтые хроматы и оранжевые дихроматы. Соединения хрома(VI) сильные окислители, особенно в кислой среде, восстанавливаются до соединений хрома(III)
В водном растворе хроматы переходят в дихроматы при изменении кислотности среды:
2CrO 4 2- + 2H + Cr 2 O 7 2- + H 2 O, что сопровождается изменением окраски.

Применение

Хром, в виде феррохрома используется при производстве легированных видов стали (в частности, нержавеющих), и других сплавов. Сплавы хрома: хром-30 и хром-90, незаменимых для производства сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности, сплав с никелем (нихром) — для производства нагревательных элементов. Большие количества хрома используются в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование).

Биологическая роль и физиологическое действие

Хром — один из биогенных элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. У животных хром участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов. Снижение содержания хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови.

В чистом виде хром довольно токсичен, металлическая пыль хрома раздражает ткани лёгких. Соединения хрома(III) вызывают дерматиты. Соединения хрома(VI) приводят к разным заболеваниям человека, в том числе и онкологическим. ПДК хрома(VI) в атмосферном воздухе 0,0015 мг/м 3

Кононова А.С., Наков Д.Д., ТюмГУ, 501(2) группа, 2013 г.

Источники:
Хром (элемент) // Википедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Хром (дата обращения: 6.01.2014).
Популярная библиотека химических элементов: Хром. // URL:

Окислительно-восстановительные свойства соединений хрома с различной степенью окисления.

Хром. Строение атома. Возможные степени окисления. Кислотно-основные свойства. Применение.

Cr +24)2)8)13)1

Для хрома характерны степени окисления +2, +3 и +6.

C увеличением степени окисления возрастают кислотные и окислительные свойства. Хром Производные Сr2+ — очень сильные восстановители. Ион Сr2+ образуется на первой стадии растворения Хрома в кислотах или при восстановлении Сr3+ в кислом растворе цинком. Гидрат закиси Сr(ОН)2 при обезвоживании переходит в Сr2О3. Соединения Сr3+ устойчивы на воздухе. Могут быть и восстановителями и окислителями. Сr3+ можно восстановить в кислом растворе цинком до Сr2+ или окислить в щелочном растворе до СrО42- бромом и других окислителями. Гидрооксид Сr(ОН)3 (вернее Сr2О3·nН2О) — амфотерное соединение, образующее соли с катионом Сr3+ или соли хромистой кислоты НСrО2 — хромиты (например, КСrО2, NaCrO2). Соединения Сr6+: хромовый ангидрид СrО3, хромовые кислоты и их соли, среди которых наиболее важны хроматы и дихроматы — сильные окислители. солей.

Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование). Хром применяется для производства сплавов: хром-30 и хром-90, незаменимых для производства сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности.

Хром химически малоактивен. В обычных условиях он реагирует только с фтором (из неметаллов), образуя смесь фторидов.

Хроматы и дихроматы

Хроматы образуются при взаимодействии СгО3, или растворов хромовых кислот со щелочами:

СгОз + 2NaOH = Na2CrO4 + Н2О

Дихроматы получаются при действии на хроматы кислот:

2 Na2Cr2O4 + h3SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + Н2О

Для соединений хрома характерны окислительно — восстановительные реакции.

Соединения хрома (II) — сильные восстановители, они легкоокисляются

4(5гС12 + О2 + 4HCI = 4СгС1з + 2Н2О

Для соединений хрома (!!!) характерны восстановительные свойства. Под действием окислителей они переходят:

в хроматы — в щелочной среде,

в дихроматы — в кислой среде.

Cr(ОН)3. CrOH + HCl = CrCl + h3O, 3CrOH + 2NaOH = Cr3Na2O3 + 3h3O

Хроматы(III) (устар. назв. хромиты).

Для соединений хрома характерны восстановительные свойства. Под действием окислителей они переходят:

в хроматы — в щелочной среде,

в дихроматы — в кислой среде.

2Na3 [Сг(OH)6] + ЗВг2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8Н2О

5Cr2(SO4)3 + 6KMnO4 + 11h3O = 3K2Cr2O7 + 2h3Cr2O7 + 6MnSO4 + 9h3SO4

Соли хромовых кислот в кислой среде — сильные окислители:

3Na2SO3 + К2Сг2О7 + 4h3SO4 = 3Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4h3O

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Хром расположен в четвертом периоде VI группы побочной (B) подгруппы Периодической таблицы. Обозначение – Cr. В виде простого вещества — серовато-белый блестящий металл.

Хром имеет структуру объемно-центрированной кубической решетки. Плотность — 7,2 г/см 3 . Температуры плавления и кипения равны 1890 o С и 2680 o С, соответственно.

Степень окисления хрома в соединениях

Хром может существовать в виде простого вещества — металла, а степень окисления металлов в элементарном состоянии равна нулю , так как распределение электронной плотности в них равномерно.

Степени окисления (+2) и (+3) хром проявляет в оксидах (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), гидроксидах (Cr +2 (OH) 2 , Cr +3 (OH) 3), галогенидах (Cr +2 Cl 2 , Cr +3 Cl 3), сульфатах (Cr +2 SO 4 , Cr +3 2 (SO 4) 3) и др. соединениях.

Для хрома также характерна степень окисления (+6) : Cr +6 O 3 ,H 2 Cr +6 O 4 , H 2 Cr +6 2 O 7 , K 2 Cr +6 2 O 7 и т.д.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание Одинаковую степень окисления фосфор имеет в соединениях:

а) Ca 3 P 2 и H 3 PO 3 ;

б) KH 2 PO 4 и KPO 3 ;

в) P 4 O 6 и P 4 O 10 ;

г) H 3 PO 4 и H 3 PO 3 .

Решение Для того, чтобы дать верный ответ на поставленный вопрос будем поочередно определять степень окисления фосфора в каждой паре предложенных соединений.

а) Степень окисления кальция равна (+2), кислорода и водорода — (-2) и (+1), соответственно. Примем значение степени окисления фосфора за «х» и «у» в предложенных соединениях:

3 ×2 + х ×2 = 0;

3 + у + 3×(-2) = 0;

Ответ неверный.

б) Степень окисления калия равна (+1), кислорода и водорода — (-2) и (+1), соответственно. Примем значение степени окисления хлора за «х» и «у» в предложенных соединениях:

1 + 2×1 +х + (-2)×4 = 0;

1 + у + (-2)×3 = 0;

Ответ верный.

Ответ Вариант (б).

Степень окисления элементов — Учебник по Химии. 8 класс. Григорович

Учебник по Химии. 8 класс. Григорович — Новая программа

Вспомните: определение электронной конфигурации атома (§ 13).

Понятие о степени окисления

Для характеристики химических реакций часто возникает необходимость указать число электронов, которые принимают участие в том или ином процессе. Если для веществ с ионной связью для этого достаточно знать заряды образованных ионов, то в веществах с ковалентной связью определить заряды довольно сложно. Поэтому для всех соединений, независимо от типа их химической связи, используют более универсальное понятие — степень окисления.

Степень окисления определяется числом отданных или принятых электронов в веществах с ионной связью и числом электронов в составе общих электронных пар, образующих ковалентную полярную связь.

Степень окисления — это условный заряд на атоме в молекуле (кристалле), определенный с предположением, что все общие электронные пары полностью смещены в сторону более электроотрицательного элемента.

В простейших ионных соединениях степень окисления совпадает с зарядами ионов, например:

Это правило распространяется на все основные оксиды: степень окисления металлического элемента равна заряду иона металлического элемента (Натрия — +1, Бария — +2, Алюминия — +3), а степень окисления Оксигена равна -2.

Рассматривая соединения с ковалентной полярной связью, принимают, что общая электронная пара полностью переходит к более электроотрицательному элементу. В этом случае в гидроген флуориде и воде степени окисления будут следующие:

Возможные степени окисления элементов

Степени окисления, которые элементы могут проявлять в разных соединениях, в большинстве случаев можно определить по строению внешнего электронного уровня или по положению элемента в Периодической системе.

Атомы металлических элементов могут только отдавать электроны, поэтому в соединениях они проявляют положительные степени окисления. Максимальное значение — высшая степень окисления — обычно равно числу электронов на внешнем уровне, а следовательно, и номеру группы в Периодической системе.

Атомы неметаллических элементов могут проявлять как положительную, так и отрицательную степень окисления. Максимальная положительная степень окисления — высшая степень окисления, как и для металлических элементов, равна числу валентных электронов. А низшая степень окисления определяется тем, сколько электронов не хватает атому, чтобы на внешнем уровне их было восемь (табл. 7).

Кроме высшей и низшей степени окисления многие элементы могут также проявлять и промежуточные степени окисления. Определить их для s- и p-элементов можно по таблице 7.

Таблица 7. Наиболее характерные степени окисления s- и р-элементов

Група ПС

I

II

III

IV

V

VI

VII

Высшая степень окисления

+1

+2

+3

+4

+5

+6

(кроме О)

+7

(кроме F)

Промежуточные степени окисления

+2, 0

+3, 0

+4, +2, 0

+5, +3, +1, 0

Низшая степень окисления

0

0

0

-4

-3

-2

-1

Некоторые химические элементы не подчиняются этим правилам. Среди них Гидроген, Оксиген, Флуор:

Определение степеней окисления в бинарных соединениях

Для определения степеней окисления в соединениях недостаточно знать возможные степени окисления элементов. Для этого следует пользоваться определенными правилами. Прежде всего, принципом электронейтральности: поскольку любое вещество является электронейтральным, то сумма степеней окисления атомов всех элементов, из которых состоит вещество, должно быть равным нулю.

Для определения степеней окисления элементов в бинарных соединениях можно воспользоваться следующим алгоритмом:

Алгоритм определения степени окисления элементов в бинарных соединениях (на примере фосфор(V) сульфида и кальций фосфида)

Выводы

1. Степень окисления определяет число принятых или отданных электронов. Для одноатомных ионов степень окисления равна заряду иона. В других случаях она равна заряду на атоме в молекуле или кристалле, вычисленному с допущением, что все общие электронные пары полностью смещены в сторону более электроотрицательного элемента.

2. При определении степени окисления необходимо помнить, что сумма степеней окисления всех атомов в соединении равна нулю. У атомов более электроотрицательного элемента в соединении степень окисления отрицательная, а у других элементов — положительная.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию «степень окисления».

2. В чем заключается сходство и различие понятий «степень окисления» и «валентность»?

3. Как можно определить высшую, низшую и промежуточные степени окисления элементов по Периодической системе?

4. Чему равна низшая степень окисления металлических элементов?

5. Сформулируйте алгоритм определения степеней окисления элементов в бинарных соединениях.

6. Какова степень окисления элементов в простых веществах? Почему она именно такая?

Задания для усвоения материала

1. Определите валентность и степень окисления всех элементов по следующим структурным формулам:

2. По положению элементов в Периодической системе определите возможные валентности и степени окисления: а) Калия; б) Магния; в) Брома; г) Фосфора; д) Сульфура.

3. Определите степени окисления элементов в соединениях с Гидрогеном: СН4, NH3, H2S, HCl, СаН2.

4. Определите степени окисления элементов в веществах:

а) AlF3, BaCl2, CaS, К3Р, SnO2;

б) l2, N2O3, PbCl4, Cl2O7, SbCl3;

в) ClF3, NaF, Р4, FeI2, MgS;

г) CF4, Са, CS2, Аl4С3, РСl5;

д) FeS, IBr, TeCl4, SF6, NF3;

е) CS2, ХеO4, ССl4, РСl5, Мn2O7.

5. Приведите формулы веществ, в которых степени окисления Гидрогена и Карбона равны их валентностям.



Периодическая система химических элементов

Дидактический материал

Тренировочные тесты ЕГЭ по химии

 

 

Закономерности изменения свойств химических элементов и их соединений по периодам и группам. Общая характеристика металлов IA-IIIA групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов. Характеристика переходных элементов: меди, цинка, хрома, железа — по их положению в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов. Общая характеристика неметаллов VIA-VIIA групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов.

 

1. В ряду          Na —>Mg —>Al —>Si

1) увеличивается число энергетических уровней в атомах

2) усиливаются металлические свойства элементов

3) уменьшается высшая степень окисления элементов

4) ослабевают металлические свойства элементов

2. У   элементов   подгруппы   углерода   с   увеличением   атомного   номера уменьшается

1) атомный радиус

2) заряд ядра атома

3) число валентных электронов в атомах

4) электроотрицательность

3. В ряду элементов        азот — кислород — фтор возрастает

1) валентность по водороду

2) число энергетических уровней

3) число внешних электронов

4) число неспаренных электронов

4. В ряду химических элементов бор — углерод — азот возрастает

1) способность атома отдавать электроны

2) высшая степень окисления

3) низшая степень окисления

4) радиус атома

5. Какой элемент имеет более выраженные неметаллические свойства, чем кремний?

1) углерод           2) германий       3) алюминий         4) бор

 

6. С ростом заряда ядра атомов кислотные свойства оксидов в ряду

N2O5 —> P2O5 —> As2O5 —>  Sb2O5

1) ослабевают

2) усиливаются

3) не изменяются

4) изменяются периодически

7. В порядке возрастания неметаллических свойств элементы расположены в ряду:

1) O,N,C,B

2) Cl,S,P,Si

3) C,Si,Ge,Sn

4) B,C,O,F

8. В порядке усиления металлических свойств элементы расположены в ряду:

1) А1,Са,К         2) Ca.Ga.Fe       3) K,Al,Mg        4) Li,Be,Mg

9. В каком ряду элементы расположены в порядке возрастания их атомного радиуса?

1) Si,P, S.C1

2) O,S,Se,Te

3) At,I,Br,Cl

4) Mg,Al,Si, P

10. Какой     элемент    образует     газообразное     водородное     соединен соответствующее общей формуле RH2?

1) бор         2) калий              3) сера               4) хром

 

11.  В    главных   подгруппах   периодической   системы   восстановительная способность атомов химических элементов растет с

1) уменьшением радиуса атомов

2) увеличением числа энергетических уровней в атомах

3) уменьшением числа протонов в ядрах атомов

4) увеличением числа валентных электронов

12. В какой группе периодической системы находится элемент Э, входящий в состав кислоты НЭО4?

1) IV                   2) V                    3) VI                  4) VII

 

13. В ряду оксидов SiO2 — Р2О5 — SO2 — Cl2O7 кислотные свойства

1)   возрастают

2)  убывают

3)  не изменяются

4) сначала уменьшаются, потом увеличиваются

 

14. В   каком   ряду   простые   вещества  расположены   в   порядке   усиления металлических свойств?

1)   Mg, Ca, Ва

2)   Na, Mg, A1

3)   K,Ca,Fe

4) Sc, Ca, Mg

 

15. По периоду слева направо уменьшается(-ются)

1)  атомный радиус элементов

2)   число валентных электронов в атомах

3)   электроотрицательность элементов

4) кислотные свойства гидроксидов

 

16. В   порядке  увеличения  электроотрицательности  химические  элементы расположены в раду:

1) С, N, О              2) Si. Al.Mg          3) Mg,Ca, Ва         4) Р, S, Si

 

17. Химический элемент расположен в IV периоде, IA группе. Распределению электронов в атоме этого элемента соответствует ряд чисел:

1)  2,8,8,2

2)  2, 8, 18, 1

3)  2, 8, 8, 1

4) 2,8, 18,2

 

18. Электроотрицательность химических элементов с возрастанием  заряда ядра атома

1)  увеличивается и в периодах, и в группах

2)  уменьшается и в периодах, и в группах

3)  увеличивается в периодах, а в группах уменьшается

4) уменьшается в периодах, а в группах увеличивается

 

19. В каком ряду химические элементы расположены в порядке возрастания их атомного радиуса?

1)  Rb,K,Na,Li

2)  Na,Mg,Al, S

3)  F, Cl, Br, I

4) C,N, О, F

 

20. Среди элементов третьего периода наименьший атомный радиус имеет

1)  натрий

2)   алюминий

3)   фосфор

4) сера

 

21. В    главных   подгруппах   периодической    системы   восстановительная способность атомов химических элементов растет с

1)  уменьшением радиуса атомов

2)  увеличением числа энергетических уровней в атомах

3)  уменьшением числа протонов в ядрах атомов

4) увеличением числа валентных электронов

 

22. По периоду слева направо уменьшается

1)  число валентных электронов в атомах

2)  атомный радиус элементов

3)  электроотрицательность элементов

4)  кислотность гидроксидов элементов

 

23. Наиболее сильное основание образует

1) цезий                 2)  натрий               3} литий                4)  цинк

 

24. Оксид с наиболее выраженными кислотными свойствами образует

1) кремний             2) фосфор              3)  сера                   4) хлор

 

25. Наиболее сильное основание образует

1) магний              2) стронций           3) барий                4) кадмий

 

26. Кислотный характер наиболее выражен у высшего оксида, образованного элементом:

1) Sn                      2)  А1                      3)  С                       4)  S

 

27. Кислотный характер наиболее выражен у высшего оксида, образованного

1) бериллием         2) бором                3) фосфором          4)  кремнием

 

28. Сила бескислородных кислот неметаллов VIIА группы соответственно возрастанию заряда ядра атомов элементов

1)

увеличивается

2)

уменьшается

3)

не изменяется

4)

изменяется периодически

 

 

29. Одинаковое значение валентности в водородном соединении и высшем оксиде имеет элемент

 

1)

хлор

2)

германий

3)

мышьяк

4)

селен

 

30. Кислотные свойства оксидов в ряду     SiO2 —> P2O5 —>SО3

 

1) ослабевают

2) усиливаются

3) не изменяются

4) изменяются периодически

 

31. Газообразные водородные соединения состава ЭН3 образуют

1) Be, Ca, Sr           2) P, As, Sb             3) Ga, Al, B         4) Te, S, Sc

 

32. В ряду элементов

Cl ® S ® P ® Si

1) уменьшается число электронных слоев в атомах

2) увеличивается число внешних электронов в а томах

3) возрастают радиусы атомов

4) усиливаются неметаллические свойства

 

33. Неметаллические свойства наиболее выражены у

1) серы            2) кислорода     3) кремния      4) фосфора    

 

34. Наибольший радиус имеет атом

1) олова                 2} кремния             3) свинца               4) углерода

 

35. В ряду химических элементов

Li —>Be —> B —> C

1)   увеличивается число валентных электронов в атомах

2)   уменьшается число электронных слоев а атомах

3)  уменьшается число протонов в ядрах атомов

4)   увеличиваются радиусы атомов

 

36.Наибольший радиус имеет атом

1) брома                 2) мышьяка          3) бария                 4) олова

 

37. Электронную конфигурацию 1s22s263.s2Зр63d1 имеет ион

1) Са2+                    2) А13+                     3) K+                      4) Sc2+

 

38. Какую электронную конфигурацию имеет атом наиболее активного металла?

 

1)

1s22s22p1

2)

1s22s22p63s1

3)

1s22s2

4)

1s22s22p63s23p1

 

39. В    порядке    увеличения    восстановительной    способности    металлы расположены в ряду:

1) K,Al,Cr,Sn

2) Sn,Cr,Al,Zn
 3) Sn,Ca,Al,K

4) Au,Al,Ca,Li

 

40. В ряду элементов:      натрий —>магний —>алюминий

возрастает их

1) атомный радиус

2) восстановительная способность

3) химическая активность

4) электроотрицательность

 

41. У магния металлические свойства выражены

1) слабее, чем у бериллия

2) сильнее, чем у алюминия

3) сильнее, чем у кальция

4) сильнее, чем у натрия

 

42. В порядке уменьшения восстановительных свойств металлы расположены в ряду:

1) Al,Zn,Fe

2) Al,Na,K
3) Fе,Zn,Mg
4) Fe,Zn,Al

 

43. Наибольший радиус имеет атом

1) лития               2) натрия            3) кальция          4) калия

44. У элементов II А группы сверху вниз

1) уменьшаются радиусы атомов,

2) увеличивается число валентных электронов в атоме

3) увеличиваются радиусы атомов

4) уменьшается число валентных электронов в атоме

 

45. Сила оснований возрастает в ряду:

1) Ве(ОН)2, Mg(OH)2, Ca(OH)2

2) Ва(ОН)2, Са(ОН)2, Ве(ОН)2

3) Са(ОН)2, Mg(OH)2, Ве(ОН)2
 
4) Sr(OH)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2

46. У элементов I А группы сверху вниз

1) усиливаются окислительные свойства

2) ослабевают восстановительные свойства

3) увеличиваются радиусы атомов

4) уменьшаются радиусы атомов

 

47. Валентные электроны наиболее легко отдают атомы

1) алюминия        2) натрия         3) бериллия     4) магния

 

48. Восстановительные свойства наиболее выражены у

1) алюминия   2) магния        3) натрия         4) калия

 

49. Основные свойства веществ ослабевают в ряду:

1)   NaОН —> КОН —>RbOH

2)   А1(ОН)3 —>Mg(OH)2 —> NaOH

3)   Са(ОН)2 —> Mg(OH)2 —>Be(OH)2

4)  В(ОН)3 —>Ве(ОН)2 —> LiOH

 

50. Верны ли следующие суждения?

А.  И хром, и железо образуют устойчивые оксиды в степени окисления +3.

Б.  Оксид хрома (III) является амфотерным.

1)  верно только А

2)  верно только Б

3)  верны оба суждения

4)  оба суждения неверны

 

51. Верны ли следующие суждения?

А. Только s-элементы содержит IA группа.

Б. Все элементы IA группы взаимодействуют с водой при комнатной температуре.

1)  верно только А

2)  верно только Б

3)  верны оба суждения

4) оба суждения неверны

 

52. Оксид хрома (VI) является

1) основным

2) кислотным

3)   амфотерным

4) несолеобразующим

 

53. Только основные свойства проявляет

1) Сr2O3                 2) Сr(ОН)2            3) СrO3              4) Сr(ОН)3

 

54. Сильные окислительные свойства характерны для

1)   оксида меди (I)

2)   оксида железа (II)

3)   оксида хрома (III)

4) оксида хрома (VI)

 

55. Верны ли следующие суждения об оксидах железа?

А.  Степень окисления железа в высшем оксиде равна   + 3.

Б.  Высший оксид железа относится к основным оксидам.

1)   верно только А

2)   верно только Б

3)  верны оба суждения

4) оба суждения неверны

 

56.  В ряду оксидов

CrO — Сr2О3 — СrОз

происходит

1) уменьшение степени окисления хрома

2) усиление восстановительных свойств

3) увеличение массовой доли хрома

4) усиление кислотных свойств

 

57. Оцените справедливость суждений о металлах:

 

А. Чем сильнее атом удерживает валентные электроны, тем ярче

выражены металлические свойства элемента.

Б. Чем сильнее выражены металлические свойства элемента, тем

более основный характер имеет его гидроксид.

 

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

 

58. Оцените справедливость суждений о металлах:

 

А. Для атомов металлов характерно малое число валентных

электронов и слабое их притяжение к ядру.

Б. Чем выше степень окисления металла в его гидроксиде, тем

более основными свойствами обладает гидроксид.

 

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

 

59. Оцените справедливость суждений о металлах:

А. Атомы металла могут образовывать только ионные связи.

Б. Оксиды и гидроксиды металлов всегда имеют основный

характер.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

 

60. Верны ли следующие суждения о неметаллах?

А. В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева все неметаллы располагаются в главных подгруппах.

Б.  Все неметаллы являются р-элементами.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

61. У атомов химических элементов, расположенных в ряду:       P-S-C1, увеличивается

1) радиус

2) окислительная способность

3) восстановительная способность

4) число неспаренных электронов

 

62. Соединения состава NaHЭO3 и NaHЭO4 может образовать

1) углерод              2) сера                3) хлор                4) фосфор

63. Наиболее сильными кислотными свойствами обладает

1) НС1О4              2) H2SO3              3) Н3РО4               4) H2SiО3

64 Соединения состава КЭО2 и КЭО3 образует элемент

1) азот                2) фосфор         3) сера               4) марганец

65. Способность   атомов   химических   элементов   принимать   электроны усиливается в ряду:

1)F —>O —>N

2) N —>F —>О

3) N —>O —>F

4) O —>N —>F

66. Степени окисления хлора, брома и йода в высших оксидах и водородных соединениях соответственно равны:

1)+1и-1            2)+7и-1         3)+7и-7         4)+5и-1

 

67. Сера проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства при взаимодействии с

1)   водородом и железом

2)  углеродом и цинком

3)   хлором и фтором

4) натрием и кислородом

 

68. В ряду:                           Si —>Р —> S —> С1

электроотрицательность элементов

1)   увеличивается

2)   уменьшается

3)   не изменяется

4) сначала уменьшается, потом увеличивается

 

69. В ряду элементов мышьяк —>селен —> бром возрастает

1)   атомный радиус

2)   число неспаренных электронов в атоме

3) число электронных слоев в атоме

4) электроотрицательность

 

70. Водородное соединение состава Н2Э2 образует

1)   углерод

2)   кремний

3)   бор

4) азот

 

71. Высшему гидроксиду элемента VIIA группы соответствует формула

1) Н2ЭО3                2) Н2ЭО4                3) НЭО3                 4) НЭО4

 

72. Фосфор проявляет окислительные свойства при реакции с

1) кальцием           2) серой                3) хлором              4) кислородом

 

73. При взаимодействии высшего оксида хлора с водой образуется кислота

1) НС1O                 2) НС1O2                3) НСlO3                4) HClO4

 

74. Характерными степенями окисления хлора в его соединениях являются:

1)   -1,  +1, +3, +5, +7

2)   — 2,  +4,  +6, +8

3)   -3,  +3,  +5

4)   -1,  +2,  +5

 

75. Кислотные свойства наиболее выражены у высшего гидроксида

1) азота

2) фосфора

3) мышьяка

4) сурьмы

 

76. Только восстановительные свойства азот проявляет в соединении

1) N2

2) NНз

3) NО2

4) НNОз

 

 

77. Верны   ли   следующие   суждения   о   свойствах   соединений   элемента, электронная конфигурация атома которого 1s22s22p6 3s2 Зр1 ?

А. Этот элемент образует гидроксид с ярко выраженными кислотными свойствами.

Б. Степень окисления этого элемента в высшем гидроксиде равна  (+ 4).

1)  верно только А

2)   верно только Б

3)   верны оба суждения

4) оба суждения неверны

 

78. Верны ли следующие суждения о соединениях натрия и бериллия?

А. Оксид натрия проявляет основные свойства

Б. Гидроксид бериллия проявляет амфотерные свойства

1)  верно только А

2)   верно только Б

3)   верны оба суждения

4) оба суждения неверны

 

 

Ответы 1-4, 2-4, 3-3, 4-2, 5-1, 6-1, 7-4, 8-1, 9-2, 10-3, 11-2, 12-4, 13-1, 14-1, 15-1, 16-1, 17-3, 18-3, 19-3, 20-4, 21-2, 22-2, 23-1, 24-4, 25-3, 26-4, 27-3, 28-1, 29-2, 30-2, 31-2, 32-3, 33-2, 34-3, 35-1, 36-3, 37-4, 38-2, 39-4, 40-4, 41-2, 42-1, 43-4, 44-3, 45-1, 46-3, 47-2, 48-4, 49-3, 50-3, 51-1, 52-2, 53-2, 54-4, 55-1, 56-4, 57-2, 58-1, 59-4, 60-1, 61-2, 62-2, 63-1,64-1, 65-3, 66-2, 67-4, 68-1, 69-4, 70-1, 71-4, 72-1, 73-4, 74-1, 74-3, 76-2, 77-4, 78-3

Степень окисления и валентность — Химия для Степы

Для подсчета степени окисления существуют правила:

1)      Степень окисления элемента в составе простого вещества принимается равной нулю; если вещество в атомарном состоянии, то степень окисления его атомов также равна нулю.

2)      Ряд элементов проявляют в соединениях постоянную степень (пример фтор (-1), щелочные металлы (+1), щелочноземельные металлы, бериллий, магний и цинк (+2), алюминий (+3)).

3)      Кислород, как правило, проявляет степень окисления -2(исключения: пероксид Н2О2(-1) и фторид кислорода OF2 (+2)).

4)      Водород в соединениях с металлами (в гидридах) проявляет степень окисления -1, как правило, +1(кроме SiH4, B2H6).

5)      Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле должна быть равной нулю, а в сложном ионе – заряду этого иона.

Валентные возможности атома определяются числом:

1)      Неспаренных электронов.

2)      Неподелённых электронных пар.

3)      Вакантных валентных пар.

Примеры: Н –водород IА группа, имеет 1 валентный электрон, образует 1 ковалентную связь с каким-либо другим атомом. Его валентность I.

Углерод  С – стоит  в  IVА группе, имеет электронную формулу  —

1S2S2 2P2, очевидно его валентность может быть II( CO),  но наиболее устойчивая валентность IV, в возбужденном состоянии  углерода все электроны становятся неспаренными – свободными, образуя 4 ковалентные связи ( CO2, CH4, CF4, H2CO3, CH3OH)

Высшая степень окисления равна, как правило, номеру группы элемента в Периодической системе (пример: сера(S) – элемент VI группы главной подгруппы высшая степень окисления +6.

Это правило не распространяется на элементы I группы побочной подгруппы, степени окисления которых обычно превышают +1, а также на элементы побочной подгруппы VIII группы.

Также не проявляют своих высших степеней окисления, равных номеру группы, элементы  кислород и фтор.

Понятие «валентность», более подробно изучается в 10 классе, в курсе изучения органической химии.

Степени окисления переходных металлов

Степень окисления элемента связана с количеством электронов, которые атом теряет, приобретает или, по-видимому, использует при соединении с другим атомом в соединениях. Он также определяет способность атома окислять (терять электроны) или восстанавливать (приобретать электроны) другие атомы или частицы. Почти все переходные металлы имеют несколько экспериментально наблюдаемых степеней окисления.

Введение

Для заполнения атомных орбиталей требуется определенное количество электронов.S-блок состоит из элементов I и II групп, щелочных и щелочноземельных металлов (к этому блоку относятся натрий и кальций). Группы с XIII по XVIII включают p-блок, который содержит неметаллы, галогены и инертные газы (обычными членами являются углерод, азот, кислород, фтор и хлор). Переходные металлы находятся в d-блоке между группами III и XII. Если следующая таблица покажется вам странной или ориентация неясна, просмотрите раздел, посвященный атомным орбиталям.

Таблица \(\PageIndex{1}\)
с Орбитальный p Орбиты d Орбиты
1 орбиталь, 2 электрона 3 орбитали: p x , p y , p z ; 6 электронов 5 Orbitals: D x 2 -Y 2 , D Z 2 , D XY , D YZ , D XZ ; 10 электронов
  Орбиталь с наивысшей энергией для данного квантового числа n Вырожденный с s-орбиталью квантового числа n+1

Главное, что нужно помнить об электронной конфигурации, это то, что наиболее стабильная конфигурация благородного газа идеальна для любого атома. Формирование связей — это способ приблизиться к этой конфигурации. В частности, переходные металлы образуют более мягкие связи с анионами, катионами и нейтральными комплексами по сравнению с другими элементами. Это связано с тем, что d-орбиталь довольно размыта (в большей степени f-орбиталь серий лантанидов и актинидов).

Электронные конфигурации нейтрального атома

Счет в периодической таблице — это простой способ определить, какие электроны находятся на каких орбиталях. Как упоминалось ранее, подсчитав протоны (атомный номер), вы можете определить количество электронов в нейтральном атоме.Организация по блокам ускоряет этот процесс. Например, если бы нас интересовало определение электронной организации ванадия (атомный номер 23), мы бы начали с водорода и продвигались вниз по периодической таблице).

1s (H, He), 2s (Li, Be), 2p (B, C, N, O, F, Ne), 3s (Na, Mg), 3p (Al, Si, P, S, Cl, Ar ), 4с ​​(К, Са), 3г (Sc, Ti, V).

Если вы не уверены в этой системе счета и в том, как заполняются электронные орбитали, см. раздел о конфигурации электронов.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Периодическая таблица (общественное достояние; PubChem)

Ссылка на приведенную ниже периодическую таблицу подтверждает эту организацию. У нас есть три элемента на 3d-орбитали. Поэтому пишем в порядке заполнения орбиталей.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3

или

[Ar] 4s 2 3d 3 .

Конфигурации нейтральных атомов переходных металлов четвертого периода приведены в таблице \(\PageIndex{2}\).

Таблица \(\PageIndex{2}\)
Ск Ти В Кр Мн Фе Со Ni Медь Цинк
[Ar] 4s 2 3d 1 [Ar] 4s 2 3d 2 [Ar] 4s 2 3d 3 [Ar] 4s 2 3d 4 [Ar] 4s 2 3d 5 [Ar] 4s 2 3d 6 [Ar] 4s 2 3d 7 [Ar] 4s 2 3d 8 [Ar] 4s 2 3d 9 [Ar] 4s 2 3d 10
      [Ar] 4s 1 3d 5         [Ar] 4s 1 3d 10  

Хром и медь выглядят аномально. Взгляните на место элемента Chromium (атомный номер 24) в периодической таблице (рисунок \(\PageIndex{1}\)). Электронная конфигурация хрома не [Ar] 4s 2 3d 4 , а [Ar] 4s 1 3d 5 . Это связано с тем, что наполовину заполненное 3d-многообразие (с одним 4s-электроном) более стабильно, чем частично заполненное d-многообразие (и заполненное 4s-многообразие). Из таблицы \(\PageIndex{2}\) вы заметите, что медь демонстрирует аналогичное явление, хотя с полностью заполненным d-коллектором.

Степени окисления ионов переходных металлов

При рассмотрении ионов мы добавляем или вычитаем отрицательные заряды из атома. Учет атомных орбиталей при присвоении степеней окисления помогает понять, что переходные металлы представляют собой особый случай, но не исключение из этого удобного метода. Атому, который принимает электрон для достижения более стабильной конфигурации, присваивается степень окисления -1. Пожертвование электрона тогда +1. Когда переходный металл теряет электроны, он имеет тенденцию терять свои s-орбитальные электроны раньше любого из своих d-орбитальных электронов.Для более подробного обсуждения формы этих соединений см. Образование координационных комплексов.

Пример \(\PageIndex{1}\)

Запишите электронные конфигурации:

  1. нейтральное железо,
  2. ионов железа(II) и
  3. ион железа(III).
Ответить

Атомный номер железа равен 26, поэтому в этом веществе 26 протонов.

  1. Fe: [Ar] 4s 2 3d 6
  2. Fe 2 + : [Ar] 3d 6
  3. Fe 3 + : [Ar] 3d 5

Обратите внимание, что сначала теряются s-орбитальные электроны , затем d-орбитальные электроны.

Пример \(\PageIndex{2}\)

Определите более стабильную конфигурацию между следующей парой:

  1. [Kr] 5s 2 4d 6 vs. [Kr] 5s 1 4d 7
  2. Ag 1 + по сравнению с Ag 2 +
Ответить
  1. Здесь описывается рутений. Имеется только один 5s электрон.
  2. Однократно окисленное серебро ([Kr] 4d 10 ) более стабильно, чем дважды- ([Kr] 4d 9 ).

Множественные степени окисления

Большинство переходных металлов имеют несколько степеней окисления, поскольку для переходных металлов относительно легко потерять электрон (электроны) по сравнению с щелочными металлами и щелочноземельными металлами. Щелочные металлы имеют один электрон на валентной s-орбитали, а их ионы почти всегда имеют степень окисления +1 (из-за потери одного электрона). Точно так же щелочноземельные металлы имеют два электрона на своих валентных s-орбиталях, что приводит к образованию ионов со степенью окисления +2 (из-за потери обоих). Однако переходные металлы более сложны и демонстрируют ряд наблюдаемых степеней окисления, в первую очередь из-за удаления d-орбитальных электронов. В следующей таблице описаны наиболее распространенные степени окисления элементов периода 3.

Скандий — один из двух элементов первого периода переходного металла, который имеет только одну степень окисления (другой — цинк со степенью окисления +2). Все остальные элементы имеют как минимум две различные степени окисления. Марганец, находящийся в середине периода, имеет наибольшее число степеней окисления и, действительно, самую высокую степень окисления за весь период, поскольку у него пять неспаренных электронов (см. таблицу ниже).

Чтобы помочь запомнить стабильность более высоких степеней окисления для переходных металлов, важно знать тенденцию: стабильность более высоких степеней окисления постепенно увеличивается вниз по группе. Например, в группе 6 (хром) Cr наиболее стабилен при степени окисления +3, а это означает, что вы не найдете много стабильных форм Cr в степени окисления +4 и +5. Напротив, существует много стабильных форм молибдена (Mo) и вольфрама (W) в степенях окисления +4 и +5.

Пример \(\PageIndex{3}\)

Что делает цинк стабильным в виде Zn 2 + ? Что делает скандий стабильным в виде Sc 3 + ?

Ответить

Цинк имеет нейтральную конфигурацию [Ar]4s 2 3d 10 .Потеря 2 электронов не меняет полную d-орбиталь. Нейтральный скандий записывается как [Ar]4s 2 3d 1 . Потеря 3 электронов приводит конфигурацию к благородному состоянию с валентностью 3p 6 .

Пример \(\PageIndex{4}\)

Почему железо почти всегда Fe 2 + или Fe 3 + ?

Ответить

Железо записывается как [Ar]4s 2 3d 6 .Потеря 2 электронов с s-орбитали (3d 6 ) или 2 s- и 1 d-орбитали (3d 5 ) электрона являются довольно стабильными состояниями окисления.

Пример \(\PageIndex{5}\)

Запишите оксиды марганца в нескольких различных степенях окисления. Какие из них возможны и/или разумны?

Ответить

Хотя Mn +2 является наиболее стабильным ионом марганца, d-орбиталь может удалять от 0 до 7 электронов.Таким образом, соединения марганца варьируются от Mn(0) в виде Mn (s) , Mn(II) в виде MnO, Mn(II, III) в виде Mn 3 O 4 , Mn(IV) в виде MnO 2 , или диоксид марганца, Mn(VII) в перманганат-ионе MnO 4 и т.д.

Состояние окисления переходных металлов в соединениях

При наличии ионного соединения, такого как \(\ce{AgCl}\), вы можете легко определить степень окисления переходного металла. В этом случае вас попросят определить степень окисления серебра (Ag).Поскольку мы знаем, что хлор (Cl) находится в группе галогенов периодической таблицы, мы знаем, что он имеет заряд -1, или просто Cl . Кроме того, видя, что нет общего заряда для \(\ce{AgCl}\) (что определяется, глядя на верхний правый угол соединения, т.е. AgCl # , где # представляет собой общий заряд соединения) можно сделать вывод, что серебро (\(\ce{Ag}\)) имеет степень окисления +1. Это дает нам Ag + и Cl , в которых положительный и отрицательный заряд компенсируют друг друга, в результате чего получается общий нейтральный заряд; поэтому +1 подтверждается как степень окисления серебра (Ag).{-}}\)). Так как есть два брома, каждый с зарядом -1. Кроме того, мы знаем, что \(\ce{CoBr2}\) имеет общий нейтральный заряд, поэтому мы можем сделать вывод, что катион (кобальт), \(\ce{Co}\) должен иметь степень окисления от +2 до нейтрализовать заряд -2 от двух анионов брома.

Пример \(\PageIndex{7}\)

Какова степень окисления цинка в \(\ce{ZnCO3}\). (Примечание: анион \(\ce{CO3}\) имеет зарядовое состояние -2)

Ответить

Зная, что \(\ce{CO3}\)   имеет заряд -2 и зная, что общий заряд этого соединения нейтрален, мы можем заключить, что цинк имеет степень окисления +2. {-}}\).

Этот пример также показывает, что атомы марганца могут иметь степень окисления +7, которая является наивысшей возможной степенью окисления для переходных металлов четвертого периода.

Марганец: тематическое исследование

Марганец широко изучается, потому что он является важным восстановителем в химическом анализе, а также изучается в биохимии для катализа и в металлургии для обогащения сплавов. В растениях марганец требуется в следовых количествах; более сильные дозы начинают вступать в реакцию с ферментами и подавляют некоторые клеточные функции.Из-за гибкости марганца в принятии многих степеней окисления он становится хорошим примером для описания общих тенденций и концепций, лежащих в основе электронных конфигураций.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): (слева) Грубый фрагмент блестящего серебристого металла (CC BY-SA 3.0; Tomihahndorf  через Википедию) (справа) В некоторых наскальных рисунках Ласко используются пигменты на основе марганца. (Общественное достояние; Prof saxx через Википедию)

Электронные конфигурации неспаренных электронов называются парамагнитными и реагируют на близость магнитов.{0}\номер\]

Поскольку все 3p-орбитали спарены, этот комплекс является диамагнитным.

Резюме

Степени окисления переходных металлов следуют общим правилам для большинства других ионов, за исключением того факта, что d-орбиталь вырождается с s-орбиталью с более высоким квантовым числом. Переходные металлы достигают стабильности за счет соответствующего расположения своих электронов и окисляются или теряют электроны на другие атомы и ионы. Эти образующиеся катионы участвуют в образовании координационных комплексов или синтезе других соединений.

вопросов

Определите степень окисления переходных металлов в этих нейтральных соединениях. Примечание. В следующих соединениях переходный металл подчеркнут.

(A) Медь(I) Хлорид: Cu Cl (B) Медь(II) Нитрат: Cu (NO 3 ) 2 (C) Золото(V) Фтор: Au F 5
(D) Железо(II) Оксид: Fe O (E) Железо(III) Оксид: Fe 2 O 3 (F) Свинец(II) Хлор: Pb Cl 2
(G) Свинец(II) Нитрат: Pb (NO 3 ) 2 (H) Марганец(II) Хлорид: Mn Cl 2 (I) Молибден триоксид: Mo O 3
(J) Никель(II) Гидроксид: Ni (OH) 2 (K) Платина(IV) Хлорид: Pt Cl 4 (L) Серебро Сульфид: Ag 2 S
(M) Вольфрам(VI) Фтор: W F 6 (N) Ванадий(III) Нитрид: V N (O) Цирконий Гидроксид: Zr (OH) 4
  1. Определите степень окисления переходного металла для ненейтрального соединения в целом:
  2. Почему переходные металлы имеют большее число степеней окисления, чем металлы основной группы (т. е. щелочные металлы и щелочноземельные металлы)?
  3. Какой переходный металл имеет наибольшее количество степеней окисления?
  4. Почему число степеней окисления переходных металлов увеличивается в середине группы?
  5. Какие два переходных металла имеют только одну степень окисления?

Каталожные номера

  1. Окстоби Д., Гиллис Х. П., Кэмпион А. Принципы современной химии, 6 -е изд. . Томсон Брукс/Коул, Бельмонт.2008 г.; 313-318.
  2. Audi A, Sherwood, P. Рентгеновские фотоэлектронные спектроскопические исследования марганца и его оксидов в валентной зоне, интерпретированные расчетами кластерной и зонной структуры ; Серф. Интерфейс Анал.; 2002 г.; 33; 274-282.
  3. Reaney S, Kwik-Uribe C, Smith D. Состояние окисления марганца и его последствия для токсичности. Хим. Рез. Токсикол.; 2002 г.; 15; 1119-1126.
  4. CRC Handbook, 88 th ed. св. 1, пр. 1 Электронная конфигурация и энергия ионизации нейтральных атомов в основном состоянии ; 13-14.
  5. CRC Handbook, 88 th ed. св. 4, пр. 1 Температуры плавления, кипения, тройной и критической температуры элементов ; 133-134.

Авторы и авторство

  • Марго Крейтман (UCD), Джослин Вуд, Лиза Чу (UCD)

Открытые вопросы в области химии низкой степени окисления группы 2

Несмотря на быстрое развитие, еще многое предстоит сделать в отношении фундаментальной и прикладной химии соединений Ae с низкой степенью окисления, здесь будут обсуждаться лишь некоторые соответствующие примеры.Возможно, наиболее очевидными молекулами-мишенями в этой области являются бериллий и более тяжелые аналоги Ae известных систем, связанных Mg-Mg (рис. 2a). Уже были предприняты значительные усилия для доступа к таким системам, но безрезультатно. Ясно, что необходимо будет разработать новые типы лигандов с особыми стерическими и электронными свойствами, возможно, на основе компьютерных исследований, для стабилизации этих и других соединений Ae с низкой степенью окисления. Например, хотя связи Be I – Be I должны быть достаточно прочными (BDE ок.70 ккал/моль), малый размер бериллия потребует лигандов, достаточно малых для размещения таких связей, но достаточно больших, чтобы кинетически стабилизировать их в сторону диспропорционирования. Напротив, рассчитанные слабые и очень длинные более тяжелые связи Ae I – Ae I (например, Ca I – Ca I BDEs < 30 ккал/моль, длина связи около 3,8 Å 1 ) потребуются очень большие, жесткие, возможно, тридентатные лиганды, чтобы полностью окутать связь Ae I -Ae I , не реагируя (например,g., активация лиганда C-H или C-C) с очень редуцирующими центрами Ae I соединения.

Рис. 2: Целевые соединения группы 2 с низкой степенью окисления.

Соединения с металлом Ae в степени окисления +1 ( a , b ), степени окисления 0 ( c , d ) и смешанной степени окисления ( e ). Сообщается об обратимом окислительно-восстановительном процессе при комнатной температуре (Mg I / Mg II ) ( f ). Лиганды (L) должны быть чрезвычайно громоздкими, би- или полидентатными и демонстрировать определенную структурную жесткость, чтобы избежать процессов активации внутримолекулярной связи.

Другой класс соединений, которые в настоящее время исследуются, представляют собой стабильные мономерные радикальные соединения, включающие металлы Ae (рис. 2b). С этой целью реакции известных соединений магния(I) LMg–MgL с сильными основаниями Льюиса, например, N-гетероциклическими карбенами (NHC), привели к значительному удлинению связи Mg–Mg (иногда более чем на 0,2 Å). ), или в некоторых случаях расщепление Mg–Mg, приводящее к вероятному образованию переходных высокореакционноспособных радикалов магния(I), LMg I  ∙  1,4 .Одним ценным побочным результатом этой работы является тот факт, что некоторые комплексы моноаддуктов, т. е. LMg–Mg(NHC)L имеют удлиненные и поляризованные связи Mg–Mg, которые значительно повышают способность активировать небольшие молекулы в синтетических процессах, добавляющих ценность 4 . Определенный успех также был достигнут с образованием переходных радикальных комплексов магния (I) посредством восстановления чрезвычайно объемных галогенидов магния (II), например, LMgI (L = очень объемный лиганд), хотя на сегодняшний день стабильный магний(I) радикалы остаются неуловимыми 15 .В конечном счете, это потребует более подходящих стабилизирующих лигандов, особенно если необходимо выделить более тяжелые радикалы Ae I .

Конечно, молекулярные соединения, содержащие более тяжелые металлы Ae в степени окисления 0, также являются допустимыми целями (см. рис. 1d). Нейтральные одноядерные соединения типа LAe 0 (рис. 2c) предположительно могут быть выделены, где L представляет собой объемный, нейтральный, полидентатный, окислительно-восстановительный или неинногенный лиганд. Кроме того, анионные биядерные системы с двойной связью Mg 0 и другие Ae 0 , например,g., можно предположить, что [LMg = MgL] 2− , возникает в результате двойного восстановления и заселения пустой π-связывающей орбитали соединений LAe-AeL щелочными металлами или подобными сильными восстановителями. Другими родственными синтетическими мишенями, которые можно себе представить, являются соединения Ae со смешанной валентностью [L m Ae n ] (рис. 2e, m  <  n , среднее. Ae степень окисления 1). , которые будут иметь более одной связи Ae-Ae, и «голые» атомы Ae, которые связаны только с другими атомами Ae.Подобно единственному известному, но плохо определенному примеру такого соединения [Mg 16 Cp* 8 Br 4 K] , они могут пролить свет на механизм образования реактивов Гриньяра, который спустя более 100 лет до сих пор неизвестен. Более того, в качестве молекулярных «вырезаний» из объемного металла их можно использовать в качестве растворимых моделей для изучения обратимых систем хранения водорода, таких как пара Mg/MgH 2 .

Структурные и связующие свойства недавно разработанных систем Ae будут потрясающими.Чтобы полностью понять эти свойства, соединения необходимо исследовать с помощью множества вычислительных, спектроскопических, кристаллографических и электрохимических методов. Подобно ранее разработанным системам, их дальнейшая реакционная способность, особенно в отношении «подобной переходному металлу» активации каталитически значимых малых молекул (например, H 2 , CO, C 2 H 4 , CO 2 ), ненасыщенные и CX (например, X = C, H, F и т. д.) связи, будут сильными. Хотя многие такие активации были достигнуты со стехиометрическими количествами связанных соединений Mg I – Mg I 4,16 , включение этих событий активации в каталитические циклы, в которых соединение Ae с низкой степенью окисления является «включенным циклом», окислительно-восстановительный катализатор остается «большой проблемой» в химии s-блоков.

Для достижения окислительно-восстановительного катализа с участием соединений Ae соединение Ae должно циклически переключаться между состояниями окисления (например, +1/+2 или 0/+2) почти термонейтральным образом и с низким кинетическим барьером для обработать. Хотя это может показаться крайне маловероятным для этих классически инертных окислительно-восстановительных металлов, надежда исходит от недавних сообщений о легком обратимом окислительно-восстановительном встраивании алкенов при комнатной температуре в связи Mg-Mg соединений магния (I) (рис. 2f) 17 . Каталитическое поведение металлов Ae имеет отношение не только к химическому синтезу, но и к биологическим процессам.Например, было подсчитано, что перенос фосфатной группы, который является важной функцией ферментов, таких как ДНК-полимеразы, требует образования ковалентной связи Mg I –Mg I для того, чтобы фермент функционировал 18 . В том же духе легкие и обратимые окислительно-восстановительные процессы Ae + /Ae 2+ экспериментально наблюдались для простых интеркалированных катионов графита [(en)Ae I –Ae I (en)] 2+  ↔ [Ae II (en) 2 ] 2+ (Ae = Mg, Ca, Sr или Ba, en = этилендиамин) 19 . Такие материалы перспективны для использования в электродах, например, ионно-магниевых батарей.

В заключение, хотя химия стабильных соединений группы 2 с низкой степенью окисления прошла долгий путь с момента ее создания в 2007 году, существует еще много привлекательных синтетических целей. Стабилизация этих целей потребует значительных инноваций и изобретательности со стороны химиков, работающих в этой области. Однако потенциальные выгоды богаты: предлагается множество новых и необычных свойств, режимов связывания и характеристик реактивности.В конечном счете, это приведет к тому, что будут найдены ценные приложения для соединений Ae с низкой степенью окисления, которые в настоящее время кажутся лишь миражом на горизонте. В ближайшие 5–10 лет такие призраки, несомненно, станут реальностью.

Низкая степень окисления – обзор

XIX ХИМИЯ НИЗКИХ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ

Существует обширная химия лантаноидов в низких степенях окисления. Всесторонний обзор этой области был опубликован в 1987 году ( 4 ). Как упоминалось во введении, доступные степени окисления Ln 2 + включают Sm 2 + , Eu 2 + и Yb 2 + .Рентгеновские кристаллические структуры не содержащих растворителей (C 5 Me 5 ) 2 Ln [Ln = Eu ( 252 ), Sm ( 106 ), Yb ( 98 253 906 ] были определили и отображают изогнутую металлоценовую геометрию как do (C 5 Me 5 ) 2 M (M = Ca ( 254 ), Ba ( 254,255 ). Расчеты по (C 902 6 H 5 ) 2  M (M = Ca, Sr, Ba, Sm, Eu, Yb) ( 256 ) показали, что предпочтительнее линейная геометрия.Однако очень малые изгибные потенциалы согласовывали эти расчеты с экспериментально определенными результатами. Считалось, что малые межмолекулярные взаимодействия вызывают наблюдаемые изогнутые (также и в газовой фазе) структуры. Интересно, что изогнутые металлоцены [1,3,-C 5 H 3 (SiMe 3 ) 2 ] 2 Ln (Ln = Eu, Yb) ( 257 ) являются беспрецедентными межмолекулярными полимерами. взаимодействия металла лантаноида с группой γ -Me соседнего кольца C 5 H 3 (SiMe 3 ) 2 .[1,3-C 5 H 5 H 3 (SIME 3 ) 2 ] 2 ЕС также обладает внутримолекулярными агостическими взаимодействиями с

2 η 5 , η 3 -образование циклопентадиенила кольцо ( 257 ). Тетраметилэтиленовый мостиковый циклопентадиенилорганолантаноид (II) [Me 4 C 2 (C 5 H 4 ) 2 ]Ln (Ln = Sm, Yb) и 658 анза -SM II Комплекс [ME 4 C 2 (C 5 H 5 H 3 T -BU) 2 ] SM ( 259 ) были подготовлены путем реакции 6,6 -диметилфульвен с порошком металлического лантанида в присутствии HgCl 2 .

Обширная химия (C 5 ME 5 ) 2 см ( 106 ) и (C 5 Me 5 ) 2 SM (THF) 2 ( 138 ) был разработан и эксплуатируется Эвансом. Сильно восстанавливающая пара Sm III → Sm II и оксофильность (C 5 Me 5 ) 2 Sm использовались для проведения восстановительной гомологизации ( 260 6 O2 до ) CO2. CC=C=O 2 — , образование стереоспецифически замещенного инденоиндендиолатного комплекса ( 261 ) из PhC ≡ CPh и CO, формальное внедрение CO по связи C=C бис(2-пиридил)этена ( 262 ) и двойное внедрение СО по связи N=N азобензола ( 263 ).

(C 5 ME 5 ) 5 ) 2 см (THF) 2 реагирует с CO для дания тетрамерика [(C 5 ME 5 ) 4 см 2 ( μ- η 3 -O 2 CC=C=O)(THF)] 2 ( 260 ) с выходом 20%, содержащий диметаллзамещенный фрагмент кетенкарбоновой кислоты (схема 25).

(C 5 ME 5 ) 5 ) 2 SM (THF) 2 реагирует с PHC ≡ CPH, чтобы дать (C 5 ME 5 ) 2 SM-CPHPH = CPHPH-SM ( С 5 Ме 5 ) 2 ( 145а ). Дальнейшая обработка СО привела к стереоспецифическому синтезу инденоиндендиолатного комплекса ( 261 ) за счет внедрения СО и последующего внедрения полученных карбеновых центров в орто-С-Н связи с образованием двух пятичленных колец (схема 26).

Восстановительное расщепление Na/THF дает 5,10-дигидроиндено[2,1,a]инден.

Сообщалось о Sm-опосредованной функционализации связи C=C в бис(2-пиридил)этене с образованием бисенолята [RCH=C(O)C(O)=CHR] 2 − ( 262 ) (Схема 27).

Реакция (C 5 Me 5 ) 2 Sm(THF) 2 с азобензолом позволила получить интермедиат (C 5 Me 5 7hNm–6 ) 2 (Ph)Sm(C 5 Me 5 ) 2 необходимо выделить и кристаллографически идентифицировать ( 264 ). Реакция (C 5 ME 5 ) 2 SM (THF) 2 с двумя эквивалентами азобензола, однако, предоставляется [(C 5 ME 5 ) 2 SM] 2 (N 2 Тел. 2 ) ( 264 ).В ТГФ медленно происходит перераспределение лиганда с образованием комплекса моно-C 5 Me 5 [(C 5 Me 5 )(THF)Sm] 2 (N 70026 2 Ph 2) 2 , который обладает двумя μ-η 2 : 2 : 2 -N 2 -N 2 -N 2 PH 2 лигандов, а не μ-η 1 : η 1 -N 2 Ph 2 , как в [(C 5 Me 5 ) 2 Sm] 2 (N 2 Ph

6 2 9).Реакция [(C 5 Me 5 ) 2 Sm] 2 (N 2 Ph 2 ) с CO была предпринята параллельно с реакцией (C 5 ) 2 5 Sm(THF) 2 с PhC ≡ CPh и CO. Однако это дало совсем другой продукт [(C 5 Me 5 ) 2 Sm] 2 [ μ 5 — 90 4 -(PhN)OCCO(NPh)]( 263 ) (Схема 28).

В соответствии с сильной тенденцией к восстановлению (C 5 Me 5 ) 2 Sm легко окисляется.Таким образом, восстановление NO, N 2 O, C 5 H 5 NO или предпочтительно эпоксидом 1,2-эпоксибутаном дает [(C 5 Me 5 ) 2 Sm] 2 900 ( мк -О) ( 265 ). Хотя обработка оксофильных, сильно восстанавливающих (C 5 Me 5 ) 2 Ln привела к μ- E, медленная кристаллизация (C 5 Me 5 ) 2 Sm из толуола N 2 дал первый динотротный комплекс F элемент [(C 5 ME 5 ) 2 SM] 2 ( μ-η 2 : η 2 -N 2 ) ( 108 ), содержащий необычный лиганд N 2 , связанный сбоку, и плоскую единицу Sm( μ- N 2 )Sm.Структурно аналогичный комплекс получен реакцией (C 5 Me 5 ) 2 Sm с BiPh 3 в инертном растворителе (гексане или циклогексане). Как и PHPH и (C 5 ME 5 ) 5 ) 2 SMPH, [(C 5 ME 5 ) 2 SM] 2 ( μ-η 2 : η 2 -Bi 2 ) ( 266a ) образовалось:

Исходя из аналогичного обоснования, (C 5 Me 5 ) 2 Sm позволили прореагировать с Sb( n -Bu) 3 с образованием комплекса иона трисурьмы Zintl [(C 5 ME 5 ) 5 ) 2 SM] 3 ( μ-η 2 : — η : — η 2 : η 1 — SB 3 ) (THF) ( 266б ).

(C 5 ME 5 ) 5 ) 2 SM (THF) 2 реагирует ( 267 ) с пиридазином (C 4 H 4 N 2 ) Для пара двух молекул пирадазина в положении 4 посредством одноэлектронного восстановления и с образованием кристаллографически охарактеризованных [(C 5 Me 5 ) 2 (THF)Sm] 2 [ μ-η 4 -(CH =NNCH=CHCH─) 2 )] (схема 29). PhCH=NN=CHPh был также

восстановительно связан посредством образования связи C-C с [(C 5 Me 5 ) 2 Sm] 2 [( μ-η ═Nnchph─) 2 ] (схема 30). Напротив, бипиридин реагирует на образование (C 5 ME 5 ) 2 см ( η 2 -N 2 C 8 H 10 ). Хотя это неубедительно, данные свидетельствуют о том, что это лучше всего описывается как Sm 3 + бипиридил , а не как аддукт Sm II .

Обычно наблюдалось, что (C 5 Me 5 ) 2 Sm(THF) 2 реагирует с ненасыщенными молекулами с образованием восстановительной связи. Реакция (C 5 ME 5 ) 2 SM с Phch = Chph или стирол дает μ -алкена [(C 5 ME 5 ) 2 SM] 2 ( μ-η 2 : η 4 -алкен) ( 110 ). Геометрия мостикового лиганда напоминает комплекс μ-η 2 : η 2 -N 2 ( 108 ).Иная реакционная способность наблюдается с нефенилзамещенными алкенами, которые не могут взаимодействовать с Sm через фенильную группу. (C 5 Me 5 ) 2 Sm реагирует с избытком пропена, 1-бутена и аллилбензола с образованием аллильных соединений ( 51 ) (C 5 Me 5 0 7 2 η 3 -CH 2 CHCHR’) (R’ = H, Me, Ph) ( 268 ):

Et,PhCh3R’=H,Me,Ph.

Такие виды, как и ожидалось ( 51,75,76 ), также доступны из [(C 5 Me 5 ) 2 SmH] 2 . Димеризация 1,3-бутадиена (C 5 Me 5 ) 2 ) 2 см дал бис-аллил [(C 5 мне 5 ) 2 см ( μ η 3 2 ЧЧЧ 2 ─)] 2 ( 268 ). Были предложены механизмы рационализации этих преобразований.

В отличие от реакции (C 5 Me 5 ) 2 Sm(THF) 2 с азобензолом, реакция с PhNHNHPh в гексане приводит к разрыву связи N–N с образованием (C 7 Me 5 ) 2 SmNHPh(THF) ( 269 ). Реакция (C 5 ME 5 ) 2 SM или [(C 5 ME 5 ) 2 SMH] 2 с гидразином (N 2 H 4 ) предоставлено μ -hydrazido (2-) комплекс [(C 5 Me 5 ) 2 см] 2 ( μ η 2 : η 2 -nhhnh) .В отличие от геометрии, найденных в μ η η 2 : η 2 -N 2 -N 2 ( 108 ) и η η 2 : η 2 -Bi 2 ( 266 ), единица Sm( μ -NN)Sm не является плоской, а принимает расположение бабочки, при этом атомы азота смещены в одну сторону от вектора Sm-Sm, а не симметрично расположенные. Протонатие этого μ -Гидразидо Комплекс (или его аддукт) с Et 3 NHBPH 4 Afforded Cationic [(C 5 ME 5 ) 2 SM ( η 2 -NH 2 NH 2 )]BPh 4 ( 270 ).

Новые горизонты химии металлов 2 группы низкой степени окисления

Со времени публикации в 2007 г. основополагающего отчета о Mg в степени окисления +I низковалентные комплексы со связью Mg I –Mg I превратились из трофейных молекул в современные восстановители. . Несмотря на растущий интерес к низковалентным другим металлам группы 2, эта область долгое время ограничивалась редким примером обратного сэндвича Ca I (арен)Ca I .Эта тематическая статья посвящена самым последним разработкам в этой области, освещая недавние прорывы для Be, Mg и Ca. Более экзотический металл Be был первым, который был выделен в виде комплекса с нулевой валентностью, который можно было окислить до частиц Be I . Также был интерес к разрыву связи Mg I –Mg I со сверхобъемными β-дикетиминатными лигандами (BDI), которые подавляют образование связи (BDI)Mg–Mg(BDI). Это приводило к удлинению связи Mg–Mg или разрыву связи Mg–N.Несколько сообщений о попытках выделения радикалов (BDI)Mg˙ с помощью комбинаций объема лиганда, добавления нейтральных лигандов или УФ-облучения (видимого) привели к восстановлению ароматических растворителей, что подчеркивает высокую реакционную способность этих видов с открытой оболочкой. Лишь недавно были введены нульвалентные комплексы Mg. Двойное восстановление комплекса (BDI)MgI с Na дало [(BDI)Mg ]Na + . Этот комплекс Mg 0 кристаллизовался в виде димера, в котором катионы Na + образуют мостик с двумя анионами (BDI)Mg , которые реагируют как нуклеофилы Mg. Термическое разложение привело к самопроизвольному образованию Na 0 и трехъядерного комплекса (BDI)MgMgMg(BDI). Этот комплекс Mg 3 со смешанной валентностью является ярким примером мимолетных многоядерных промежуточных соединений Mg n , обсуждавшихся на пути от металлического Mg к реактиву Гриньяра. Попытки получения низковалентных соединений Ca I восстановлением (BDI)CaI привели к деароматизации ареновых растворителей: (BDI)Ca(арен)Ca(BDI).Восстановление алканов предотвратило этот путь разложения, но привело к восстановлению N 2 и выделению (BDI)Ca(N 2 )Ca(BDI), что представляет собой первый пример фиксации молекулярного азота с ранней основной группой металл. Поскольку анион N 2 2− в большинстве случаев реагирует как очень сильный двухэлектронный восстановитель, LCa(N 2 )CaL можно рассматривать как синтон для до сих пор неуловимого 9035 1643 Ca Комплексы I –Ca I . Теоретические расчеты показывают, что участие Ca d-орбиталей имеет значение для активации N 2 . Эти самые последние разработки в области химии низковалентных металлов группы 2 возродят эту область и, несомненно, приведут к новым реакционным способностям и применениям.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Объяснение урока: числа окисления | Nagwa

В этом объяснении мы узнаем, как рассчитать и использовать степени окисления.

В окислительно-восстановительных реакциях один вид восстанавливается, а другой окисляется. Окисление связано с потерей электронов, а восстановление связано с приобретением электронов. Чтобы отслеживать движение электронов во время окислительно-восстановительной реакции, химики используют так называемую «степень окисления», которая в основном синоним «степени окисления».

Определение: Степень окисления

Степень окисления показывает степень окисления атома в отдельности или в соединении с точки зрения подсчета электронов.Чем выше степень окисления, тем больше степень окисления и число удаленных электронов.

Степень окисления атома показывает степень окисления этого элемента в отдельности или в соединении, которая, по сути, представляет собой количество электроны удалены. Элементы имеют положительную степень окисления, когда они окисляются, и они имеют отрицательную степень окисления, когда они восстанавливаются. Ионные соединения содержат некоторую комбинацию элементов с положительными и отрицательными степенями окисления. Их окисленные катионы имеют положительную степень окисления, а их восстановленные анионы имеют отрицательную степень окисления. Ковалентно связанные элементы также обозначаются положительными или отрицательными степенями окисления. Элементу с большей электроотрицательностью принято присваивать отрицательную степень окисления, а элементу с большей — положительную степень окисления. меньшее число электроотрицательности. Если атом находится в своей элементарной форме, он не приобрел и не потерял ни одного электрона, и его степень окисления равна нулю.Например, давайте посмотрим на синтез оксида магния: 2Mg()+O()2MgO()sgs2

В этой реакции мы начинаем с твердого магния и газообразного кислорода. Обе эти элементарные формы имеют нулевую степень окисления. Они не приобрели и не потеряли ни одного электрона.

Однако степень окисления этих элементов изменяется по мере того, как они образуют оксид магния. Оксид магния представляет собой ионное соединение, состоящее из ион Mg2+ и ион O2–. Чтобы нейтральный магний образовал ион 2+, он должен потерять два электрона.Степень окисления говорит нам, сколько электронов было удалено для образования химической связи, поэтому два потерянных электрона означают степень окисления +2 для иона магния в MgO.

С другой стороны, кислород получает два электрона, образуя ион 2−. Два полученных электрона означают степень окисления -2 для иона кислорода. в МgО. В этом случае степень окисления совпадает с зарядом ионов, но степень окисления и заряд различны. значения, которые не всегда равны друг другу.

Мы можем представить эти общие изменения, отметив значения над химическими символами уравнения реакции: 22Mg()+O()MgO()sgs2

Существует множество правил, определяющих степени окисления различных элементов в различных формах. Вот три правила, которых мы коснулись до сих пор:

  • Степень окисления атома или молекулы в их элементарной форме равна нулю.
    Примеры: Mg и O2
  • Степень окисления щелочноземельного металла в соединении равна +2.
    Примеры: магний в MgO и кальций в CaCO3
  • Степень окисления кислорода в соединении равна −2.
    Примеры: кислород в MgO и кислород в NaO2
    Исключения: пероксиды, такие как HO22, где степень окисления кислорода равна −1, супероксиды, такие как NaO2, где степень окисления кислорода равна -12, и соединение дифторида кислорода, который имеет химическую формулу OF22 и кислород со степенью окисления +1

Чтобы лучше понять, как определить степень окисления других атомов или ионов, давайте рассмотрим реакцию, в которой степени окисления не меняются: MgO+2HClMgCl+HO22

В этой реакции оксид магния соединяется с соляной кислотой с образованием хлорида магния и воды.Ранее мы говорили, что степень окисления существенно подсчет количества электронов, которые атом теряет при образовании химической связи. Эта взаимосвязь становится очевидной при рассмотрении соединений в этой реакции.

Ранее мы определили степени окисления ионов в оксиде магния. Магний теряет два электрона и имеет степень окисления +2. в то время как кислород получает два электрона, чтобы иметь степень окисления -2.

Следующее соединение, HCl, является ковалентным соединением, а не ионным соединением.При рассмотрении соединений с ковалентными связями где электроны являются общими, а не пожертвованными, мы не рассматриваем доли электронов. Вместо этого электрон, который находится ближе к другому ядру считается полным потерянным электроном для целей расчета степени окисления. Другими словами, нам не нужно рассматривать, является ли соединение ионный или ковалентный, потому что мы одинаково подсчитываем общие и отданные электроны в степени окисления.

Например, для образования HCl водород делит один электрон с электроотрицательным атомом хлора.Водород частично теряет один электрон, поэтому его степень окисления равна +1. Хлор частично получает один электрон, поэтому его степень окисления равна -1.

Третье соединение в этой реакции, хлорид магния, является ионным соединением. Для образования этого соединения каждый атом хлора полностью принимает один электрон от атом магния, поэтому степень окисления хлора равна -1. Обратите внимание, что степень окисления хлора равна -1 в обоих случаях. ковалентное соединение HCl и ионное соединение MgCl2.Ион магния в хлориде магния ион 2+, отдавший два электрона, поэтому его степень окисления равна +2.

Наконец, каждый атом водорода делит электрон с атомом кислорода, образуя HO2. Степень окисления кислорода равна -2, так как он частично получил два электрона. Степень окисления водорода равна +1, так как каждый атом водорода частично отдал один электрон. Водород не является щелочноземельным металлом, но подобно щелочным металлам, таким как натрий, он часто отдает один электрон с образованием соединений, в которых его окисление номер +1: MgO+HClMgCl+HO222

Вот еще несколько правил, появившихся в этом примере:

  • Степень окисления водорода в соединении равна + 1.
    Примеры: HCl и HO2
    Исключения: гидриды металлов, такие как Alh4 и Mgh3, где окисление число равно -1
  • Степень окисления галогена в соединении равна -1.
    Примеры: HCl, KI, NaBr, и LiF
    Исключения: Cl, Br и I, так как они могут сочетаться с кислород или фтор с различными степенями окисления
  • Степень окисления щелочного металла (группа 1) в соединении равна +1.
    Примеры: Натрий в NaCl и калий в KBr

Есть еще несколько полезных правил, которые могут помочь нам определить степень окисления неизвестного атома или соединения.Первое правило состоит в том, что полная степень окисления нейтрального соединения равно нулю. Если мы рассматриваем соединение Nh4 и не уверены в степени окисления азота, мы можем использовать степень окисления водорода и общее соединение, чтобы понять это. Каждый атом водорода имеет степень окисления +1, а нейтральный соединение в целом должно иметь нулевую степень окисления. Единственный способ удовлетворить оба этих условия — это если степень окисления азота равна -3.

До сих пор мы имели дело с нейтральными соединениями, но мы можем применить несколько простых правил и к ионам.Степень окисления иона равна заряду иона. Например, степень окисления иона Fe3+ равна +3. Это правило распространяется и на многоатомные ионы. Степень окисления сульфат-иона с химической формулой SO42– равна −2. Еще раз отметим, что заряд и степень окисления — разные значения, которые иногда, но не всегда равны друг другу.

Подытожим эти правила:

  • Степень окисления иона равна заряду иона.
    Примеры: Na+ имеет степень окисления +1, а S2– имеет степень окисления -2.
  • Сумма степеней окисления в нейтральном соединении равна нулю. Сумма степеней окисления многоатомного иона представляет собой заряд иона.
    Примеры: Полная степень окисления HO2 равна нулю, а полная степень окисления SO42– составляет −2.

Пример 1: Определение степени окисления атомов в молекуле

Определите степень окисления азота в CaN32.

Ответ

Для определения степени окисления азота в этом соединении помогает Сначала определите степень окисления кальция. Поскольку кальций является щелочным земной металл, который имеет тенденцию образовывать ион 2+, его степень окисления равна +2.

Это нейтральное соединение, поэтому общая степень окисления равна нулю. Поскольку в состав соединения входят три иона кальция со степенью окисления +2, чтобы соединение в целом имело степень окисления, равную нулю, степень окисления азота должна составлять -6.Другими словами, степень окисления каждого должна быть -3.

Степень окисления -3 означает, что каждый атом азота получает три дополнительных электрона, чтобы образовать химические связи с атомами кальция. в этом соединении.

Правильный ответ: −3.

Как: вспомнить правила расчета степени окисления

  • Степень окисления атома в его элементарной форме равна нулю.
    Примеры: Cu()s, Mg()s, O()2g, Все S()8 имеют нулевую степень окисления.
  • Степень окисления иона равна заряду иона.
    Примеры: Na+ имеет степень окисления +1, а S2– имеет степень окисления -2.
  • Сумма степеней окисления в нейтральном соединении равна нулю. Сумма степеней окисления многоатомного иона представляет собой заряд иона.
    Примеры: полная степень окисления HO2 равна нулю, SO42– равна −2, у NO3– –1, у PO43– –3, у CO32– –2, у OH– –1, а у Nh5+ +1.
  • Степень окисления щелочного металла (группа 1) в соединении +1.
    Примеры: натрий в NaCl и калий в KBr
  • Степень окисления щелочноземельного металла (группа 2) в соединении равна +2.
    Примеры: магний в MgO и кальций в CaCO3
  • Степень окисления кислорода в соединении равна −2.
    Примеры: кислород в HO2 и кислород в MgO
    Исключения: Пероксиды, такие как HO22 со степенью окисления -1 и кислородом, связанным со фтором например, в OF22, где степень окисления варьируется в зависимости от соединения
  • Степень окисления водорода в соединении равна +1.
    Примеры: HCl и HO2
    Исключения: гидриды металлов, такие как Alh4 и Mgh3 где степень окисления -1
  • Степень окисления галогена в соединении равна -1.
    Примеры: HCl, KI, NaBr, и LiF
    Исключения: Cl, Br и I, так как они могут комбинироваться с кислородом или фтором с различными степенями окисления

Помня об этих правилах, мы можем определить степени окисления атомов во многих различных соединениях.

Пример 2: Определение степеней окисления атомов в молекуле

Степени окисления атомов в молекуле диоксида углерода в сумме дают 0.

  1. Какова степень окисления кислорода в CO2?
  2. Какова степень окисления углерода в CO2?

Ответ

Часть 1

Степень окисления кислорода в соединении равна -2, за исключением пероксидов, где кислород связан с другим кислородом. Углекислый газ не перекись, поэтому степень окисления кислорода здесь равна -2. Степень окисления -2 указывает на то, что каждый атом кислорода принимает 2 дополнительных электрона. чтобы образовать эту связь.Несмотря на то, что эта связь является полярной ковалентной связью и электроны отдаются не полностью, при расчете степени окисления мы относимся к каждому частично общему электрону как к целому потерянному или полученному электрону. Правильный ответ: −2.

Часть 2

Мы уже подсчитали, что каждый кислород имеет степень окисления -2. Кроме того, нам говорят, что степени окисления атомы углекислого газа в сумме дают ноль. На самом деле, степени окисления атомов любого нейтрального соединения в сумме равны нулю.

Если каждый кислород имеет степень окисления -2, в сумме -4, и мы хотим, чтобы все соединение имело нулевую степень окисления, тогда степень окисления углерода должна быть +4. Эта степень окисления предполагает, что углерод теряет четыре электрона для образования этой связи. В частности, углерод частично разделяет четыре электрона, которые расположены ближе к ядру атомов кислорода, чем к ядру атомов углерода. Правильный ответ +4.

Степени окисления позволяют нам отслеживать движение электронов в ходе химической реакции.Рассмотрим простую окислительно-восстановительную реакцию. чтобы наблюдать, как могут измениться степени окисления: 2Na()+Cl()2NaCl()sgs2

В результате реакции металлического натрия и газообразного хлора образуется хлорид натрия. Натрий и хлор имеют одну степень окисления в своих элементарных формах и различные степени окисления, когда они образуют соединение. Как мы упоминали ранее, атомы в своей элементарной форме имеют степень окисления 0, таким образом, оба реагента в этой реакции имеют степень окисления, равную нулю.

Какова степень окисления атомов в продукте? Чтобы образовать это ионное соединение, атомы натрия отдают электрон атомам хлора. образуя ион Na+ и ион Cl–. Поскольку натрий отдает электрон для образования связи, степень окисления атома натрия в хлориде натрия равна +1. Поскольку хлор принимает электрон для образования связи, степень окисления атома хлора в хлориде натрия составляет -1. 22Na()+Cl()NaCl()sgs2

Стоит отметить, что степень окисления атома изменяется при образовании и разрыве связей, но степени окисления атомов внутри определенного соединения всегда будет одинаковым от образца к образцу.Например, в этой реакции степень окисления натрия меняется от 0 до +1, а натрий в любом образце NaCl всегда будет иметь степень окисления +1, пока он остается в этом соединении.

Если степени окисления изменяются от начала реакции к концу, это означает, что происходит перенос электронов и идет окислительно-восстановительная реакция. Числа окисления могут помочь нам определить, что окисляется, а что восстанавливается во время окислительно-восстановительной реакции.

Как мы упоминали ранее, восстановление включает в себя приобретение электронов, а окисление — потерю электронов.Поскольку степень окисления говорит нам, сколько электронов было потеряно, окисление (отдача электронов) увеличивает степень окисления, а восстановление (приобретение электронов) уменьшает ее. Сравнивая степень окисления атома когда это реагент к тому, когда это продукт, мы можем определить, окисляется он или восстанавливается.

В качестве примера рассмотрим реакцию, происходящую при погружении металлического магния в раствор хлорида цинка: Mg()+ZnCl()MgCl()+Zn()saqaqs22 ​​

Следуя изложенным ранее правилам, мы можем определить, что восстанавливается, а что окисляется по степени окисления различных атомов.Любая элементарная форма имеет степень окисления 0. Магний и цинк имеют степени окисления +2, если они находятся в соединениях. Хлорид галогена имеет степень окисления -1 в соединениях. Мы можем визуализировать эти изменения с помощью таблицы.

91 910 Элемент +2
Реагент Окисление Номер Продукт Окисление Число
Магний 0
Цинк +2 0
Хлор -1 −1

Мы также можем сделать это, записав числа над уравнением: Mg()+ZnCl()MgCl()+Zn()saqaqs22 ​​

Мы видим, что степень окисления магния увеличивается, то есть он окисляется. В этой реакции магний теряет электроны. С другой стороны, степень окисления цинка уменьшается, то есть он уменьшается. В этой реакции цинк получает электроны. Степень окисления хлора не меняется, поэтому он не окисляется и не восстанавливается.

В этой реакции электроны переходят от магния к цинку. Магний теряет электроны, которые переходят к цинку, вызывая его восстановление. Поскольку электроны из магний восстанавливает цинк, мы называем магний «восстановителем».В любой окислительно-восстановительной реакции вещества, окисляющие и отдающие электроны другим виды являются восстановителями.

И наоборот, поскольку цинк забирает электроны у магния, в результате чего магний окисляться, мы называем цинк «окислителем». В любой окислительно-восстановительной реакции виды, которые восстанавливают и забирают электроны от других видов являются окислителями.

Мы можем применить эти определения к синтезу хлорида натрия: 22Na()+Cl()NaCl()sgs2

Ранее мы определили, что степень окисления натрия изменяется от нуля до +1 при переходе от нейтрального твердого состояния к положительному иону. Мы также определили, что степень окисления хлора изменяется от нуля до -1, когда он превращается из нейтрального газа в отрицательный ион. В этой реакции натрий окисляется, так как он теряет электроны, чтобы иметь более положительную степень окисления. Натрий является восстановителем. Хлор снижается, поскольку он получает электроны, чтобы иметь более отрицательную степень окисления. Хлор является окислителем.

Пример 3: Определение общей степени окисления щелочных металлов

Какова общая степень окисления щелочных металлов?

Ответ

Числа окисления определяют количество электронов, потерянных или полученных элементом во время химической реакции.Числа окисления положительны, если элемент эффективно теряет электроны во время химической реакции, и они отрицательны, когда элемент эффективно получает электроны во время химической реакции. Щелочные металлы относятся к элементам группы 1, и они имеют тенденцию терять один электрон во время химической реакции. Мы можем использовать эти утверждения, чтобы определить, что щелочные металлы обычно имеют степень окисления +1, когда они являются частью химического соединения. Это говорит о том, что +1 это правильный ответ на этот вопрос.

Ключевые моменты

  • Степень окисления, часто эквивалентная степени окисления, представляет собой степень окисления атома или иона.
  • Числа окисления показывают количество электронов, потерянных или полученных во время реакции окисления или восстановления.
  • Существует множество правил, определяющих степень окисления атома, но в целом можно сказать следующее:
    • Атомы в своих элементарных формах имеют степень окисления 0.
    • Сумма степеней окисления в ion — заряд иона.
    • Атомы в соединениях часто имеют степень окисления, эквивалентную заряду иона, который они склонны образовывать, хотя есть много исключений.
    • В окислительно-восстановительных реакциях степень окисления атома изменяется от начала к концу реакции. Атом, степень окисления которого увеличивается окисляется, а атом, степень окисления которого уменьшается, восстанавливается.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Наивысшие степени окисления элементов переходных металлов

Реакция Re2O7 с XeF6 в безводном HF обеспечивает удобный путь к высокочистому ReO2F3.Были исследованы свойства акцептора фтора и основания Льюиса ReO2F3, что привело к образованию [M][ReO2P4] [M = Li, Na, Cs, N(Ch4)4], [K][Re2O4F7], [K][ Re2O4F7]·2ReO2F3, [Cs][Re3O6F10] и ReO2F3(Ch4CN). Анионы ReO2Pr, Re2O4F7-, Re3O6F10- и аддукт ReO2F3(Ch4CN) охарактеризованы в твердом состоянии методом рамановской спектроскопии, и структуры [Li][ReO2F4], [K][Re2O4F7], [K][Re2O4F7 ]·2ReO2F 3 , [Cs]-[Re3O6F10] и ReO3F(Ch4CN)2·Ch4CN определены методом РСА.[Li][ReO2F4] кристаллизуется в тетрагональной системе, пространственная группа P4̄21m, с a = 4,727(3) Å, c = 8,880(7) Å, V = 198,4(7) Å3 и Z = 2 при 24 °C, R1 = 0,0378 и wR2 = 0,1029. [K][Re2O4F7] кристаллизуется в моноклинной системе, пространственная группа P2/n, с a = 5,4990(11) Å, b = 5,1530(10) Å, c = 14,753(3) Å, β = 95,68°, V = 415,99(14) А°3 и Z = 2 при 20 °С, R1 = 0,0473 и wR2 = 0,1200. [K][Re2O4F7]·2ReO2F 3 кристаллизуется в моноклинной системе, пространственная группа С2, с a = 27,32(2) Å, b = 5,274(5) Å, c = 5.355(3) Å, β = 99,53(4)°, V = 760,9(11) Å3, Z = 2 при -60 °С, R1 = 0,0238, wR2 = 0,0645. [Cs][Re3O6F10] кристаллизуется в триклинной системе, пространственная группа P1̄, с a = 7,011(1) Å, b = 9,773(2) Å, c = 10,331(2) Å, α = 113,73(1)°, β = 91,05(2)°, γ = 92,42(2)°, V = 647,4(2) Å3, Z = 2 при -118 °С, R1 = 0,0522, wR2 = 0,0529. ReO3F(Ch4CN)·Ch4CN кристаллизуется в ромбической системе, пространственная группа Pnma, с a = 9,138(3) Å, b = 12,518(5) Å, V = 1045,4(7) Å3 и Z = 4 при -63 °C. , R1 = 0,0198, wR2 = 0.0605. Структура ReO2F4- состоит из цис-диоксо-расположения двойных связей Re-O, в котором связи Re-F в транс-положении к атомам кислорода значительно удлиняются в результате транс-влияния атомов кислорода. Анионы Re2O4F7- и Re3O6F10- и полимерный ReO2F3 представляют собой открытые цепи, содержащие звенья ReO2F4 с мостиками фтора, в которых каждая пара связей Re-O находится в цис-положении друг к другу, а мостики фтора транс-по отношению к кислороду. Транс-влияние атомов кислорода проявляется в удлинении концевых связей Re-F в транс-к Re-O-связям, как в ReO2F4-, и в появлении обоих фтористых мостиков в транс-к Re-O-связям.Спектры ЯМР фтора-19 показывают, что ReO2F4-, Re2O4F7- и ReO2F3(Ch4CN) имеют цис-диоксо-расположение в растворе Ch4CN. Расчеты теории функционала плотности на локальном и нелокальном уровнях подтверждают, что цис-диоксо-изомеры ReO2F4- и ReO2F3(Ch4CN), где Ch4CN связан в транс-положении с кислородом, являются энергоминимизированными структурами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.