1. Понятие «степень окисления»

Рас­смот­рим по­ня­тие «сте­пень окис­ле­ния» на при­ме­ре мо­ле­ку­лы воды.

Рис. 1. Элек­трон­ная фор­му­ла мо­ле­ку­лы воды

Общие элек­трон­ные пары в мо­ле­ку­ле воды сме­ще­ны в сто­ро­ну атома кис­ло­ро­да (Рис. 1), т.к. он более элек­тро­от­ри­ца­тель­ный эле­мент, чем во­до­род. Если пред­ста­вить, что элек­трон­ные пары не сме­ща­ют­ся, а элек­тро­ны пол­но­стью пе­ре­хо­дят от атома во­до­ро­да к атому кис­ло­ро­да, то на ато­мах во­до­ро­да будет не ча­стич­ный, а пол­ный по­ло­жи­тель­ный заряд - +1, а на атоме кис­ло­ро­да  - -2. Такой услов­ный заряд на­зва­ли сте­пе­нью окис­ле­ния (Рис. 2).

Рис. 2. Сте­пе­ни окис­ле­ния ато­мов в мо­ле­ку­ле воды

(Об­ра­ти­те вни­ма­ние, сте­пень окис­ле­ния обо­зна­ча­ют, как пра­ви­ло, араб­ской циф­рой со зна­ком, при­чем знак за­ря­да ста­вит­ся перед циф­рой).

Сте­пень окис­ле­ния – это услов­ный заряд, ко­то­рый будет иметь атом в ве­ще­стве, если все хи­ми­че­ские  связи счи­тать ион­ны­ми.

2. Определение степеней окисления

Для элек­тро­ней­траль­ной ча­сти­цы (мо­ле­ку­лы) ал­геб­ра­и­че­ская сумма про­из­ве­де­ний сте­пе­ни окис­ле­ния атома каж­до­го эле­мен­та на число таких ато­мов в мо­ле­ку­ле равна нулю. Это пра­ви­ло на­зы­ва­ют пра­ви­лом элек­тро­ней­траль­но­сти.

По­ка­жем, как это пра­ви­ло вы­пол­ня­ет­ся в мо­ле­ку­ле воды:

+1*2 + (-2)*1 = 0

В боль­шин­стве со­еди­не­ний и во всех ок­си­дах кис­ло­род про­яв­ля­ет сте­пень окис­ле­ния -2. Атом во­до­ро­да в боль­шин­стве со­еди­не­ний имеет сте­пень окис­ле­ния +1. Сте­пень окис­ле­ния ме­тал­лов в солях равна за­ря­ду иона. Сте­пень окис­ле­ния ато­мов в про­стом ве­ще­стве равна нулю.

Зная сте­пень окис­ле­ния неко­то­рых эле­мен­тов и ис­поль­зуя пра­ви­ло элек­тро­ней­траль­но­сти, можно опре­де­лять сте­пе­ни окис­ле­ния дру­гих эле­мен­тов в со­еди­не­нии.

Опре­де­лим сте­пе­ни окис­ле­ния эле­мен­тов в сле­ду­ю­щих со­еди­не­ни­ях:

KCl, N₂O₅, H₂, Na₂CO₃.

В хло­ри­де калия сте­пень окис­ле­ния калия равна за­ря­ду его иона, а зна­чит, равна +1. По пра­ви­лу элек­тро­ней­траль­но­сти опре­де­лим сте­пень окис­ле­ния хлора +1 + х = 0, х=-1

В ок­си­де азота сте­пень окис­ле­ния кис­ло­ро­да равна -2. По пра­ви­лу элек­тро­ней­траль­но­сти опре­де­лим сте­пень окис­ле­ния азота х*2 + (-2)*5= 0, х=+5

Сте­пень окис­ле­ния каж­до­го атома во­до­ро­да в про­стом ве­ще­стве равна 0.

Опре­де­лим сте­пе­ни окис­ле­ния ато­мов эле­мен­тов в кар­бо­на­те на­трия. Сте­пень окис­ле­ния кис­ло­ро­да равна -2, а у на­трия сте­пень окис­ле­ния равна за­ря­ду иона, т.е. равна +1. По пра­ви­лу элек­тро­ней­траль­но­сти опре­де­лим сте­пень окис­ле­ния уг­ле­ро­да +1*2 + х +(-2)*3 = 0, х=+4