Как указать валентность и степень окисления?

Для определения степени окисления и валентности элементов в соединениях, нужно следовать нескольким правилам. Вот как это делается на примере заданий из твоего учебника.

1. Фосфор (P):

• PH3 (фосфин):
  • Водород (H) обычно имеет степень окисления +1.
  • В молекуле три атома водорода, значит, суммарная степень окисления водорода +3.
  • Сумма степеней окисления всех элементов в молекуле равна нулю.
  • Следовательно, степень окисления фосфора: -3.
  • Валентность фосфора: 3 (количество связей с водородом).

$$x + 3(+1) = 0$$ $$x = -3$$

• P2O3 (оксид фосфора(III)):
  • Кислород (O) обычно имеет степень окисления -2.
  • В молекуле три атома кислорода, значит, суммарная степень окисления кислорода -6.
  • Сумма степеней окисления всех элементов в молекуле равна нулю.
  • Два атома фосфора должны компенсировать -6, значит, на один атом фосфора приходится +3.
  • Степень окисления фосфора: +3.
  • Валентность фосфора: 3.

$$2x + 3(-2) = 0$$ $$2x = +6$$ $$x = +3$$

• H3PO4 (фосфорная кислота):
  • Водород (H) имеет степень окисления +1.
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Три атома водорода дают +3, четыре атома кислорода дают -8.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Следовательно, степень окисления фосфора: +5.
  • Валентность фосфора: 5.

$$3(+1) + x + 4(-2) = 0$$ $$3 + x - 8 = 0$$ $$x = +5$$

• Mg3P2 (фосфид магния):
  • Магний (Mg) обычно имеет степень окисления +2.
  • Три атома магния дают +6.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Следовательно, степень окисления фосфора: -3.
  • Валентность фосфора: 3.

$$3(+2) + 2x = 0$$ $$6 + 2x = 0$$ $$2x = -6$$ $$x = -3$$

2. Бром (Br):

• NaBr (бромид натрия):
  • Натрий (Na) всегда имеет степень окисления +1.
  • Следовательно, степень окисления брома: -1.
  • Валентность брома: 1.

$$+1 + x = 0$$ $$x = -1$$

• HBrO (бромноватистая кислота):
  • Водород (H) имеет степень окисления +1.
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Следовательно, степень окисления брома: +1.
  • Валентность брома: 1.

$$+1 + x + (-2) = 0$$ $$x - 1 = 0$$ $$x = +1$$

• KBrO3 (бромат калия):
  • Калий (K) имеет степень окисления +1.
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Три атома кислорода дают -6.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Следовательно, степень окисления брома: +5.
  • Валентность брома: 5.

$$+1 + x + 3(-2) = 0$$ $$1 + x - 6 = 0$$ $$x = +5$$

• Br2O5 (оксид брома(V)):
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Пять атомов кислорода дают -10.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Два атома брома должны компенсировать -10, значит, на один атом брома приходится +5.
  • Степень окисления брома: +5.
  • Валентность брома: 5.

$$2x + 5(-2) = 0$$ $$2x - 10 = 0$$ $$x = +5$$

3. Хром (Cr):

• Cr2O3 (оксид хрома(III)):
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Три атома кислорода дают -6.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Два атома хрома должны компенсировать -6, значит, на один атом хрома приходится +3.
  • Степень окисления хрома: +3.
  • Валентность хрома: 3.

$$2x + 3(-2) = 0$$ $$2x - 6 = 0$$ $$x = +3$$

• K2CrO4 (хромат калия):
  • Калий (K) имеет степень окисления +1.
  • Два атома калия дают +2.
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Четыре атома кислорода дают -8.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Следовательно, степень окисления хрома: +6.
  • Валентность хрома: 6.

$$2(+1) + x + 4(-2) = 0$$ $$2 + x - 8 = 0$$ $$x = +6$$

• H2Cr2O7 (дихромовая кислота):
  • Водород (H) имеет степень окисления +1.
  • Два атома водорода дают +2.
  • Кислород (O) имеет степень окисления -2.
  • Семь атомов кислорода дают -14.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Два атома хрома должны компенсировать +12, значит, на один атом хрома приходится +6.
  • Степень окисления хрома: +6.
  • Валентность хрома: 6.

$$2(+1) + 2x + 7(-2) = 0$$ $$2 + 2x - 14 = 0$$ $$2x = +12$$ $$x = +6$$

• Cr(OH)3 (гидроксид хрома(III)):
  • Гидроксильная группа (OH) имеет степень окисления -1.
  • Три гидроксильные группы дают -3.
  • Сумма степеней окисления должна быть равна нулю.
  • Следовательно, степень окисления хрома: +3.
  • Валентность хрома: 3.

$$x + 3(-1) = 0$$ $$x - 3 = 0$$ $$x = +3$$

Важно помнить:

• Валентность – это способность атома образовывать химические связи. Она выражается целым числом и показывает, сколько связей может образовать атом.
• Степень окисления – это условный заряд атома в соединении, вычисленный исходя из предположения, что все связи в соединении ионные. Степень окисления может быть положительной, отрицательной или равной нулю.