ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 39 Вопрос 2 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Как найти степень окисления атома химического элемента по формуле его соединения?

Для определения степени окисления элемента в соединении используют известные степени окисления других элементов, принимая во внимание, что молекула в целом должна оставаться нейтральной.

Рассмотрим пример: вычисление степени окисления азота в нитрате калия KNO₃.

У калия степень окисления фиксирована и составляет +1, у кислорода она равна -2. Степень окисления азота можно найти, исходя из правила электронейтральности:

0 = +1 + x + 3*(-2), где x — искомая степень окисления азота.

Решая уравнение, получаем: 0 = +1 + x — 6, что приводит к x = +5. Таким образом, мы имеем K⁺ N⁺⁵ O₃⁻².

Определение степени окисления — это своего рода математический баланс, в основе которого лежит принцип электронейтральности. Любая молекула в обычном состоянии стремится к равновесию: сумма всех положительных и отрицательных зарядов внутри неё должна быть равна нулю.

Основные правила расчета

Прежде чем приступать к вычислениям, важно знать «постоянные величины». В химии есть элементы, которые почти всегда проявляют одну и ту же степень окисления, и именно они служат точками опоры для расчетов.

1. Постоянные степени окисления
— Металлы I группы главной подгруппы (Li, Na, K, Rb, Cs): всегда +1.
— Металлы II группы главной подгруппы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba): всегда +2.
— Фтор (F): самый электроотрицательный элемент, всегда -1.
— Кислород (O): в подавляющем большинстве соединений равен -2 (исключения: пероксиды, например \(H_2O_2\), где он -1, и соединение с фтором \(OF_2\), где он +2).
— Водород (H): обычно +1 (в соединениях с неметаллами) и -1 (в гидридах металлов, например \(NaH\)).

Алгоритм вычисления на примере \(KNO_3\)

Чтобы найти степень окисления азота в нитрате калия, мы превращаем химическую формулу в простое алгебраическое уравнение.

Шаг 1: Расстановка известных значений
Мы знаем, что у Калия (K) это +1, а у Кислорода (O) это -2. Азот (N) — переменная величина, обозначим её как x.

Шаг 2: Учет количества атомов
Каждый индекс в формуле умножает заряд соответствующего атома:
— Калий: 1 атом · (+1) = +1
— Кислород: 3 атома · (-2) = -6
— Азот: 1 атом · x = x

Шаг 3: Составление уравнения
Так как молекула нейтральна, сумма всех зарядов равна 0:

\(+1 + x + (-6) = 0\)

Шаг 4: Решение
Упрощаем выражение:
\(x — 5 = 0\)
\(x = +5\)

Таким образом, азот в этом соединении находится в своей высшей степени окисления +5.

Этот метод применим к любому сложному веществу. Главное — правильно определить элементы с постоянной степенью окисления и не забыть умножить заряд на индекс (количество атомов).

Этот навык критически важен для понимания того, как протекают химические реакции, кто является окислителем, а кто — восстановителем. Чем выше электроотрицательность элемента, тем сильнее он «стягивает» на себя отрицательный заряд.