Основи неорганічної хімії. Ступінь окислення

Відео: Ступінь окислювання хімічних елементів.

Ступінь окислення - це умовний заряд атома елемента в молекулі. Дане поняття є фундаментальним в неорганічної хімії, без його розуміння неможливо уявити собі процеси окислювально-відновних реакцій, типів зв`язків в молекулах, хімічні і фізичні властивості елементів. Для того щоб зрозуміти, що таке ступінь окислення, спочатку потрібно розібратися, з чого складається сам атом і як він поводиться при взаємодії із собі подібними.

Як відомо, атом складається з протонів, нейтронів і електронів. Протони і електрони, звані також нуклонами, утворюють позитивно заряджене ядро, навколо нього обертаються негативні електрони. Позитивний заряд ядра врівноважується загальним негативним зарядом електронів. Отже, атом нейтральний.

Кожен електрон має відповідний рівень енергії, що і визначає близькість його розташування до ядра: чим ближче до ядра - тим менше енергія. Вони розташовані по шарах. Електрони одного шару мають практично однаковий запас енергії і утворюють енергетичний рівень або електронний шар. Електрони на зовнішньому енергетичному рівні не надто сильно пов`язані з ядром, тому вони можуть брати участь в хімічних реакціях. Елементи, які мають на зовнішньому рівні від одного до чотирьох електронів, в хімічних реакціях, як правило, віддають електрони, а ті, що мають п`ять-сім електронів - приймають.

Відео: Загальна і неорганічна хімія

Є також хімічні елементи, звані інертними газами, у яких зовнішній енергетичний рівень містить вісім електронів - максимально можлива кількість. Вони практично не вступають в хімічні реакції. Так ось, будь-який атом прагне «доповнити» свій зовнішній електронний шар до необхідних восьми електронів. Де взяти? У інших атомів. В процесі хімічної реакції елемент з більшою електронегативність «забирає» електрон у елемента з меншою електронегативність. Електронегативність хімічного елемента залежить від кількості електронів на валентном рівні і сили їх тяжіння до ядра. У елемента, який забрав електрони, загальний негативний заряд стає більше позитивного заряду ядра, а у віддав електрон - навпаки. Наприклад, в з`єднанні оксиду сірки SO кисень, який має велику електронегативність, забирає у сірки 2 електрона і набуває негативний заряд, в той час як сірка, залишившись без двох електронів, отримує позитивний заряд. В даному випадку ступінь окислювання кисню дорівнює ступеня окислення сірки, взятої з протилежним знаком. Ступінь окислювання записується в правому верхньому куті хімічного елемента. У нашому прикладі це виглядає наступним чином: S⁺²O^-2.

Описаний вище приклад досить спрощений. Насправді зовнішні електрони одного атома ніколи повністю не переходять до іншого, вони лише стають «загальними», отже, ступеня окислення елементів завжди менше позначаються в підручниках.