ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 38 Вопрос 2 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Назовите элементы с постоянной и переменной степенью окисления. Как соотносится положение химического элемента в таблице Д.И. Менделеева со значениями его степеней окисления?

Элементы, которые имеют постоянную степень окисления, включают:
— Щелочные металлы (+1),
— Металлы IIА-группы (+2),
— Алюминий (+3),
— Фтор (-1),
— Кислород (-2),
— Водород (+1) или (-1).

Элементы с переменной степенью окисления, например:
— Хлор (-1, +1, +3, +5, +7),
— Сера (-2, +2, +4, +6) и другие.

Как правило, максимальная степень окисления элемента в соединениях соответствует номеру группы, в которой он находится. Однако из этого правила есть исключения, такие как фтор и кислород.

Элементы с постоянной и переменной степенью окисления:

1. Элементы с постоянной степенью окисления:

Эти элементы всегда проявляют одну и ту же степень окисления в соединениях, независимо от их химического окружения:

— Щелочные металлы (группа IA): Всегда имеют степень окисления \( +1 \), так как на внешнем энергетическом уровне у них только один электрон, который они легко отдают. Например, натрий (\( \text{Na}^+ \)) или калий (\( \text{K}^+ \)).

— Щёлочноземельные металлы (группа IIA): Всегда проявляют степень окисления \( +2 \), так как имеют два электрона на внешнем уровне, которые легко теряют. Например, магний (\( \text{Mg}^{2+} \)) или кальций (\( \text{Ca}^{2+} \)).

— Алюминий (группа IIIA): Всегда имеет степень окисления \( +3 \), так как его атом теряет три электрона.

— Фтор: Единственный элемент, который всегда имеет степень окисления \( -1 \), так как он является самым электроотрицательным элементом и принимает один электрон.

— Кислород: Чаще всего проявляет степень окисления \( -2 \), так как ему не хватает двух электронов для завершения внешнего энергетического уровня (исключения: пероксиды и супероксиды).

— Водород: Обычно имеет степень окисления \( +1 \) в соединениях с неметаллами (например, в воде \( \text{H}_2\text{O} \)), но может проявлять \( -1 \) в соединениях с металлами (например, гидрид натрия \( \text{NaH} \)).

2. Элементы с переменной степенью окисления:

Некоторые элементы могут проявлять разные степени окисления в зависимости от того, с какими другими элементами они взаимодействуют. Примеры:

Хлор (группа VIIA): Может проявлять степени окисления \( -1, +1, +3, +5, +7 \). Например:
— В хлороводороде (\( \text{HCl} \)) хлор имеет степень окисления \( -1 \).
— В хлорной кислоте (\( \text{HClO} \)) — \( +1 \).
— В хлорноватистой кислоте (\( \text{HClO}_3 \)) — \( +5 \).

Сера (группа VIA): Проявляет степени окисления \( -2, +2, +4, +6 \). Например:
— В сероводороде (\( \text{H}_2\text{S} \)) — \( -2 \).
— В сернистом газе (\( \text{SO}_2 \)) — \( +4 \).
— В серной кислоте (\( \text{H}_2\text{SO}_4 \)) — \( +6 \).

Связь положения элемента в таблице Менделеева со степенями окисления:

1. Максимальная степень окисления:

Максимальная степень окисления элемента в соединениях часто совпадает с номером группы, к которой он принадлежит. Например:
— У элементов I группы максимальная степень окисления — \( +1 \) (например, литий, натрий).
— У элементов II группы — \( +2 \) (например, магний, кальций).
— У элементов III группы — \( +3 \) (например, алюминий).

2. Минимальная степень окисления:

Минимальная степень окисления для неметаллов обычно равна разнице между числом их внешних электронов и числом восьми (в рамках правила октета). Например:
— Для кислорода: 6 (валентных электронов) – 8 = \( -2 \).
— Для хлора: 7 (валентных электронов) – 8 = \( -1 \).

3. Исключения из правил:

Хотя правило соответствия максимальной степени окисления номеру группы часто выполняется, существуют исключения:

— Фтор всегда имеет степень окисления \( -1 \), так как он самый электроотрицательный элемент и не отдаёт электроны.

— Кислород чаще всего имеет степень окисления \( -2 \), но в пероксидах
(\( \text{H}_2\text{O}_2 \)) его степень окисления равна \( -1 \), а в соединениях с фтором (\( \text{OF}_2 \)) — \( +2 \).

Таким образом, положение элемента в таблице Менделеева помогает предсказать его возможные степени окисления, но для некоторых элементов существуют особые случаи.