Определение степени окисления элементов. Основные положения теории окисления и восстановления.

Степень окисления элемента – это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный из предположения, что соединения состоят только из ионов. Они могут иметь положительные, отрицательные, нулевые значения. У металлов степени окисления всегда положительные, у неметаллов могут быть как положительные, так и отрицательные. Это зависит от того, с каким атомом соединен атом неметалла. Инструкция 1 При определении окисления необходимо знать, что высшая степень окисления металла соответствует номеру группы периодической системы, где находится данный элемент. Но из этого правила есть исключения. 2 Также степени окисления неметаллов при соединении их с атомами металлов всегда отрицательны, а при соединении с атомами неметаллов-то могут быть и отрицательными, и положительными. Высшую отрицательную степень окисления неметаллов можно найти, вычтя из 8 номер группы, в которой находится данный элемент. Высшая положительная равна числу электронов на внешнем слое (число электронов соответствует номеру группы). 3 Степень окисления простого вещества, независимо от того, металл это или неметалл, всегда равняется нулю. В молекулах алгебраическая сумма этих степеней элементов с учетом числа их атомов равняется нулю. 4 Чтобы легко определить степень любого элемента в соединении, необходимо также помнить, что водород имеет в соединениях степень окисления (+1). Исключая гидриды (соединения водорода с металлами главной подгруппы первой-второй групп, степень окисления -1, например Na+H- ); кислород имеет (-2), за исключением соединения кислорода со фтором O+2 F-2 и в перекисях (Н2О2 - степень окисления кислорода (-1); фтор имеет (-1). 5 Например, следует определить степени окисления элементов в молекуле калия двухромовокислого (бихромата калия), формула которого K2Cr2O7. У двух химических элементов калия и кислорода они постоянны и равны соответственно +1 и -2. Число степеней окисления у кислорода равна (-2)•7=(-14), у калия (+1)•2=(+2). Число положительных равно числу отрицательных.

После открытия кислорода, французскому химику Лавуазье удалось выяснить, что горение есть реакция соединения с кислородом. В соответствии латинским наименованием кислорода "oxigenium" реакции соединения с кислородом были названы окислением. Важнейшие восстановители и окислители.

2Mg0 +O20=2Mg+2O-2 Обратный процесс полного или частичного отнятия кислорода от веществ называется восстановлением. При восстановлении оксида элемент, соединённый с кислородом, меняет своё состояние - образует простое вещество, т.е. восстанавливается. Fe2+3O3-2+2Al0=Al2+3O3-2+2Fe0 Вы заметили, что в этих реакциях изменились степени окисления химических элементов. Химические реакции, в результате которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вешества, называют окислительно-восстановительными реакциями.
В соответствиии с теорией электронного строения атома окисление и восстановление легко объясняется как процесс отдачи или присоединения электронов. В окислительно-восстановительных реакциях электроны не уходят из сферы реакции, а переносятся от одного элемента к другому.
Рассмотрим реакцию взаимодействия магния с кислородом. Из схемы видно, что атом магния отдал 2 электрона атому кислорода, за счёт такого перехода химические элементы изменили степени окисления. Протекают два процесса. Процесс отдачи электронов и процесс их присоединения , которые называются соответственно окислением и восстановлением.
Вещества, участвующие в окислительно-восстановительных реакциях, и у которых изменились степени окисления, являются либо окислителямия, либо восстановителями.
Окислитель - это атомы, ионы или молекулы, которые принимают электроны.
Восстановитель - это атомы, ионы или молекулы, которые отдают электроны.
Из уравнения реакции видно, что магний является восстановителем, а кислород - окислителем.