Степень окисления элементов главной подгруппы v группы в соединениях с металлами и водородом равна

Обновлено: 27.09.2024

При определении степени окисления элемента, следует руководствоваться следующими положениями:

1. Степень окисления атомов элементарных металлов равна нулю (Na, Сa, Al и т.д.).

2. Степень окисления атомов неметаллов в молекулах простых веществ равна нулю (N₂, Cl₂, O₂, H₂ и т.д.).

3. Во всех соединениях щелочные металлы имеют степень окисления (+1), щелочноземельные (+2).

4. Водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления (+1), а в солеобразных гидридах (NаН, СаН₂ и т.д.) (–1).

5. Фтор — наиболее электроотрицательный элемент, в соединениях с другими элементами имеет степень окисления (–1).

6. Кислород в соединениях проявляет степень окисления (–2). Исключение составляют OF₂, в котором степень окисления кислорода (+2), и пероксиды, например, H₂O₂ , Na₂O_{2 ,} в которых степень окисления кислорода (–1).

7. Степень окисления может быть не только целым, но и дробным числом. Так, в KO₂ и KO₃ для кислорода она соответственно равна (–1/2) и (–1/3).

8. В нейтральных молекулах алгебраическая сумма всех степеней окисления равна нулю.

9. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, входящих в ион, равна заряду иона.

Пример 1.

Найти степень окисления хрома в молекуле K₂Cr₂О₇.

Составим для этой молекулы уравнение:

(+1)×2 + x×2 + (–2)×7 = 0,

где (+1) — степень окисления калия; 2 — число атомов калия; x — степень окисления хрома; 2 — число атомов хрома; (–2) — степень окисления кислорода; 7 — число атомов кислорода.

Решая уравнение, получаем x = +6.

Пример 2.

Определить степень окисления хлора в ионе СlО₄ – .

Составим для данного иона уравнение:

x×1+ (–2)×4 = –1,

где x — степень окисления хлора; (–2) — степень окисления кислорода; 4 — число атомов кислорода; (–1) — заряд всего иона.

1.4. Важнейшие восстановители иокислители

Величина степени окисления атома элемента в составе соединения дает информацию о том, в каком процессе этот атом может участвовать.

Атомы, имеющие в соединении низшую степень окисления, могут выступать только в роли восстановителя. Они способны только отдавать электроны и окисляться, проявляя восстановительные свойства, например:

N –3 , P –3 , Cl –1 , O –2 , S –2 , I –1 , F –1 и т.п.

Атомы в соединениях, имеющие высшую степень окисления, являются только окислителями. Они могут только принимать электроны и восстанавливаться, проявляя при этом окислительные свойства, например:

Атомы, проявляющие в соединениях промежуточную степень окисления, могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Это зависит от того, реагируют ли они с более сильными окислителями или с более сильными восстановителями, например:

Mn +6 , Fe +2 , Sn +2 , S +4 , N +3 и т.п.

Например, четырехвалентная сера может быть как восстановителем:

S +4 – 2ē→ S +6 (окисление),

так и окислителем:

S +4 + 4ē→ S 0 (восстановление).

Такое свойство называется окислительно-восстановительной двойственностью.

Если говорить об окислительно-восстановительных свойствах эламентов в виде простых веществ, то они согласуются с величиной электроотрицательности данного элемента. Восстановителями обычно являются элементарные вещества, характеризующиеся наименьшими значениями энергии ионизации. К ним относятся металлы, водород. Окислителями обычно являются элементарные вещества, характеризующиеся наибольшим сродством к электрону: F_2, O₂. Атомы элементарных веществ, характеризующиеся средними значениями электроотрицательности, обладают и окислительными, и восстановительными свойствами, например:

1.5. Изменение окислительно-восстановительных свойств
простых веществ по периодам и группам

Соотношение окислительных и восстановительных свойств простого (элементарного) вещества определяется числом электронов на последнем энергетическом уровне атома. В Периодической системе элементов в пределах периода с повышением порядкового номера элемента, т.е. при движении слева направо, восстановительные свойства простых веществ понижаются, а окислительные возрастают и становятся максимальными у галогенов. Так, например, в третьем периоде Na — самый активный в периоде восстановитель, а хлор — самый активный в периоде окислитель. Это обусловлено увеличением количества электронов на последнем уровне, сопровождающимся уменьшением радиуса атома и приближением строения последнего уровня к устойчивому восьмиэлектронному состоянию. Металлы имеют небольшое число электронов на последнем уровне, поэтому они никогда не принимают "чужие" электроны и могут только отдавать свои. Напротив, неметаллы (кроме фтора) могут не только принимать, но и отдавать электроны, проявляя как восстановительные, так и окислительные свойства. Фтор проявляет только окислительные свойства, так как обладает наибольшей относительной электроотрицательностью из всех элементов. Таким образом, лучшие восстановители — щелочные металлы, а лучшие окислители — элементы главных подгрупп седьмой (галогены) и шестой групп.

В пределах группы изменение окислительно-восстановительных свойств обусловлено увеличением радиуса атома, что приводит к меньшему удерживанию электронов последнего энергетического уровня. У элементов как главных, так и побочных подгрупп с повышением порядкового номера (т.е. при движении сверху вниз) усиливаются восстановительные свойства и ослабевают окислительные. Поэтому из щелочных металлов наиболее активные восстановители — Сs и Fr, а наиболее активный окислитель из галогенов — фтор.

Элементы побочных подгрупп (они размещаются в четных рядах больших периодов) являются d-элементами и имеют на внешнем энергетическом уровне атомов 1-2 электрона. Поэтому эти элементы являются металлами и в состоянии простого вещества могут быть только восстановителями.

Степень окисления и общая характеристика элементов по группам Периодической системы

Литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций – типичные, самые активные металлы. Электронная формула внешнего слоя:

Единственный электрон внешнего уровня легко уходит при образовании химической связи.

Единственная возможная степень окисления в соединениях +1.

Низшая степень окисления 0 – в простых веществах – металлах.

I группа побочная подгруппа (подгруппа меди) – металлы медь, серебро, золото

Электронная формула внешнего слоя:

(n–1)d 10 ns 1

т.е. происходит перескок одного s-электрона на предвнешний d-подуровень. Заполненный d-подуровень обуславливает низкую реакционную способность этих металлов, подгруппу меди также называют благородными металлами. Наличие валентных d-электронов приводит к неоднозначной степени окисления в соединениях:

наиболее характерные степени окисления:

Cu +1, +2

Ag +1, +3

Au +1, +3

II группа главная подгруппа – щелочноземельные металлы

Бериллий, магний, кальций, стронций барий и радий – типичные металлы, вниз по группе металлические свойства усиливаются.

Единственная возможная степень окисления в соединениях +2.

II группа побочная подгруппа (подгруппа цинка) – металлы цинк, кадмий, ртуть.

(n–1)d 10 ns 2

Это типичные металлы средней активности.

Цинк и кадмий имеют постоянную степень окисления +2.

Ртуть имеет две устойчивые степени окисления +1 и +2.

III группа главная подгруппа – бор, алюминий, галлий, индий, таллий.

ns 2 np 1

Бор в большинстве соединений имеет степень окисления +3

Алюминий имеет постоянную степень окисления +3.

Галлий, индий, таллий могут проявлять степени окисления от +1 и +3.

Низшая степень окисления 0 – для всех элементов подгруппы.

III группа побочная подгруппа – все элементы могут проявлять степени окисления от +1 и +3.

IV группа главная подгруппа – углерод, кремний, германий, олово, свинец.

ns 2 np 2

Для завершения внешнего слоя требуется или присоединить 4 электрона (степень окисления –4), или отдать 4 электрона (степень окисления +4). Следует помнить, что элементы-металлы могут только отдавать электроны, поэтому никогда не проявляют отрицательную степень окисления.

Для элементов IV группы достаточно устойчивой является и степень окисления +2. Кроме того, элемент углерод в органических соединениях обнаруживает любую (иногда и дробную) степень окисления в пределах от –4 до +4. Это говорит об ограничении в применении понятия «степень окисления» в ковалентных органических соединениях.

C (неметалл) –4, 0, +2, +4 (возможна любая от –4 до +4)

Si (неметалл) –4, 0, +2, +4

Sn (металл) 0, +2, +4

Pb (металл) 0, +2, +4

IV группа побочная подгруппа – металлы титан, цирконий и гафний могут проявлять степени окисления от 0 и +4, последняя наиболее устойчива.

V группа главная подгруппа – азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут.

ns 2 np 3

N (неметалл, газ) –3, 0, +1, +2, +3, +4, +5 (возможна любая от –3 до +5)

P (неметалл) –3, 0, +3, +5

As (неметалл) –3, 0, +3, +5

Sb (металл, амфотерный) 0, +3, +5

Bi (металл) 0, +3, +5

V группа побочная подгруппа – металлы ванадий, ниобий, тантал – могут проявлять степени окисления от 0 и +5, последняя наиболее устойчива.

VI группа главная подгруппа – кислород, сера, селен, теллур, полоний.

ns 2 np 4

а для элементов, кроме кислорода, присутствует предвнешний d-подуровень:

(n–1)d 0 ns 2 np 4

Вступая в реакции, атомы серы, селена, теллура и полония могут переходить в возбужденное состояние – спаренные s- и p-электроныпереходят на свободный d-подуровень:

(n–1)d 1 ns 2 np 3

(n–1)d 2 ns 1 np 3

При перекрывании орбиталей, содержащих эти неспаренные электроны, образуются ковалентные связи и можно говорить о проявлении степени окисления +4 и +6.

Кислород, как элемент второго периода, не имеет свободного d-подуровня, поэтому его максимальная степень окисления +2 (проявляется только в соединении с фтором OF₂) т.е. не равна номеру группы.

Вниз по группе металлические свойства усиливаются, неметаллические – ослабевают. Кислород – газ, сера и селен – типичные неметаллы, теллур занимает промежуточное положение, чаще его относят к неметаллам, полоний металл.

Для неметаллов подгруппы характерна низшая степень окисления –2 (для завершения внешнего слоя требуется или присоединить 2 электрона).

O (неметалл, газ) –2, –1, 0, +2

S (неметалл) –2, 0, +4, +6

Sе (неметалл) –2, 0, +4, +6

Те (неметалл) 0, +2,+4, +6

VI группа побочная подгруппа – металлы хром, молибден, вольфрам.

Cr +2, +3, +4, +6

Mo, W +2, +3, +4, +5, +6

VII группа главная подгруппа – галогены, типичные неметаллы фтор, хлор, бром, йод и астат.

ns 2 np 5

для элементов, кроме фтора, присутствует предвнешний d-подуровень:

(n–1)d 0 ns 2 np 5

Фтор – элемент с наибольшей электроотрицательностью, в соединениях может проявлять только отрицательную степень окисления –1. Максимальная степень окисления у фтора 0, т.е., как и у кислорода, не равна номеру группы.

Остальные галогены имеют вакантный d-подуровень, на который при образовании химической связи могут переходить спаренные s- и p-электроны:

(n–1)d 1 ns 2 np 4

(n–1)d 2 ns 2 np 3

(n–1)d 3 ns 1 np 3

Низшая степень окисления у всех галогенов –1 (для завершения внешнего слоя требуется или присоединить 1 электрон).

Возможные степени окисления (выделены более характерные):

F –1, 0

VII группа побочная подгруппа – металлы марганец, технеций и рений.

VIII группа главная подгруппа – благородные газы гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон.

Все они имеют заполненную внешнюю электронную оболочку:

ns 2 np 6

поэтому не образуют соединений, и, соответственно, имеют степень окисления 0. При нормальных условиях они представляют собой одноатомные газы.

VIII группа побочная подгруппа отличается от остальных – каждый период содержит не один, а три элемента этой подгруппы.

В VIII группе побочной подгруппе находятся типичные металлы. Обычно в ней выделяют триаду железа (железо, кобальт, никель) и платиновую группу (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина).

Триада железа: наиболее характерные степени окисления:

Fe 0, +2, +3, +4, +6

Co 0, +2, +3, +4

Ni 0, +2, +3, +4

Металлы платиновой группы Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt могут иметь различные степени окисления в соединениях, для Pt более характерными являются +2, +4, +6.

Р-Элементы V группы

В главную подгруппу V группы входят элементы: азот (N), фосфор (Р), мышьяк (Аs), сурьма (Sb) и висмут (Вi). На внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов находятся по пять электронов. Общая электронная формула валентной зоны атомов имеет вид ns 2 np 3 . В отличие от остальных элементов максимальная валентность азота равна четырем (три связи могут быть образованы по обменному механизму и одна – по донорно-акцепторному).

Основные степени окисления данных элементов –3, 0, +3 и +5. При этом для азота возможны все степени окисления: –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Для висмута наиболее устойчивая степень окисления +3, поэтому соединения Вi +5 обладают сильными окислительными свойствами.

Азот – газ без цвета и запаха, плохо растворимый в воде. Молекула азота двухатомна (N₂). Азот – главная составная часть воздуха (78 % по объёму). В промышленности азот получают ректификацией жидкого воздуха. Молекула азота (N≡N) является практически инертным веществом, так как атомы азота связаны посредством трех прочных химических связей. Молекула азота распадается на атомы при температуре 3000 о С примерно на 0,1 %.

Азот при обычной температуре реагирует только с литием. С кислородом начинает реагировать при температуре 3000÷4000 о С. Вследствие превращения в природе соединений азота преимущественно в молекулярный азот, происходит обеднение почвы соединениями азота. Эта проблема «связанного азота» была решена посредством синтеза аммиака:

Аммиак – бесцветный газ с резким запахом. Температура кипения при атмосферном давлении составляет –33,4 °С. Благодаря хорошим теплофизическим свойствам широко используется в холодильной технике.

Аммиак хорошо растворяется в воде (34 % при температуре 20 о С). Водный раствор аммиака называют нашатырным спиртом. Высокая растворимость аммиака является следствием его взаимодействия с водой с образованием гидроксида аммония NH₃ + НОН ↔ NH₄OH.

Гидроксид аммония - слабое основание

NH₄OH ↔ NH₄ + + OH – , К = 1,8∙10 – 5 .

Аммиак взаимодействует с кислотами с образованием солей аммония:

Аммиак образует ряд комплексных соединений – аммиакатов. Например,

Соли аммония термически неустойчивы и при нагревании разлагаются, при этом возможны 2 типа разложения:

1) Без изменения степеней окисления

2) С изменением степеней окисления, как внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция

В атмосфере кислорода аммиак горит:

Для получения азотной кислоты аммиак окисляют в присутствии катализатора до NO по реакции

Из NO окислением получают NО₂, а затем азотную кислоту:

Азот образует следующие оксиды:

1) N₂О и NO – несолеобразующие оксиды;

2) N₂О₃ и N₂О₅– кислотные оксиды соответственно азотистой и азотной кислот;

3) NО₂(N₂О₄) – смешанный оксид азотистой и азотной кислот.

Азотистая кислота НNО₂ – слабая кислота

Азотистая кислота и её соли (нитриты) проявляют окислительно-восстановительную двойственность, так как азот находится в промежуточной

степени окисления +3.

Азотная кислота НNО₃ – сильная кислота

Проявляет высокие окислительные свойства. Не реагирует только с Аu и металлами платиновой группы (за исключением Оs). Более сильными окислительными свойствами обладает смесь НNО₃ и НС1 (1:3). Данную смесь называют «царской водкой», так как она способна растворять золото:

Концентрированная НNО₃ пассивирует Аl, Fе, Со, Ni, Сr и нержавеющие стали.

Степень восстановления азотной кислоты при взаимодействии её с металлами зависит от активности металла и концентрации кислоты:

Из приведенных реакций следует, чем активней металл и более разбавлена азотная кислота, тем в большей степени она восстанавливается. При этом водород практически не выделяется.

Соли азотной кислоты (нитраты) хорошо растворимы в воде. Наиболее важное практическое значение имеют нитраты натрия, калия, аммония и кальция, которые называют селитрами. Важна биологическая роль азота, так как он входит в состав белковых молекул.

Фосфор вследствие лёгкой окисляемости не встречается в природе в свободном состоянии. Наиболее важным природным соединением фосфора является минерал фосфорит Са₃(РО₄)₂.

Фосфор образует несколько аллотропных модификаций: белый, красный, черный и др.

Белый фосфор – очень сильный яд, даже малые дозы его смертельны.

Красный фосфор не ядовит, так как имеет полимерную структуру. При нагревании красный фосфор сублимируется, а при охлаждении паров получается белый фосфор.

Чёрный фосфор образуется при нагревании белого фосфора без доступа воздуха при очень высоком давлении. Внешне чёрный фосфор похож на гра–

фит и обладает полупроводниковыми свойствами.

Фосфор непосредственно взаимодействует с многими веществами: кислородом, галогенами, активными металлами.

При сгорании фосфора в кислороде или на воздухе 4Р + 5О₂ ↔ 2Р₂О₅

образуется оксид фосфора(V) – белое твёрдое вещество, обладающее сильными водоотнимающими свойствами. Р₂О₅ соответствует Н₃РО₄ – слабая трёхосновная кислота.

Известны также следующие слабые кислоты фосфора:

1) фосфористая(Н₃РО₃) – двухосновная,

2) фосфорноватистая(Н₃РО₂) – одноосновная.

Соли фосфорной кислоты применяются в сельском хозяйстве в качестве минеральных удобрений.

Мышьяк и все его соединения – сильные яды! Применяется в сельском хозяйстве в качестве инсектицида.

Сурьма – серебристо-белое вещество с металлическим блеском. От металлов сурьма отличается хрупкостью и низкой электропроводностью. Сурьму вводят в некоторые сплавы (гарт) для придания им твердости. Соединения сурьмы сходны с соединениями мышьяка.

Висмут в свободном состоянии – розово-белый металл. В электрохимическом ряду располагается после водорода. В концентрированной азотной кислоте пассивируется. Соединения висмута (+5) обладают сильными окислительными свойствами.

Металлический висмут используется, главным образом, в ядерной энергетике в качестве теплоносителя. Соединения висмута (+3) применяются в медицине и ветеринарии.

Степень окисления элементов главной подгруппы 5 группы в соединениях с металлами и водородом равна?

Степень окисления элементов главной подгруппы 5 группы в соединениях с металлами и водородом равна.

Mg3N2 - нитрид магния

Степень окисления ( - 3).

К. стоят в V группе им не хватает 3 электронов.

Просто вспомни аммиак и фосфин, которые проходят по школьной программе.

Чем элементы 1 группы главной подгруппы от элементов 2 группы главной подгруппы?

Степень окисления элемента в высшем оксиде равна + 6, а в водородном соединении его степень окисления равна?

В чем особенности строения атомов металлов 1 главной подгруппы?

В чем особенности строения атомов металлов 1 главной подгруппы.

Какие степени окисления они могут проявлять.

Назовите наиболее устойчивые степени окисления V группы главной подгруппы?

Назовите наиболее устойчивые степени окисления V группы главной подгруппы.

Общая характеристика элементов главных подгрупп 1, 2, 3 групп?

Общая характеристика элементов главных подгрупп 1, 2, 3 групп.

(степень окисления и т.

Д) все что знаете о них!

Металлы во всех соединениях имеют положительную С?

Металлы во всех соединениях имеют положительную С.

О(ее максимальное значение равно номеру группы ) а)у металлов главной подгруппы 1 группы + 1 б)у металлов главной подгруппы 2 группы + 2 в) у алюминия + 3 Na, K2O, Fe, CaCO3, AICl3, BaSO4, Zn, Mg(NO3)2.

В какой группе периодической системы находятся самые активные элементы - металлы?

Выберите правильный ответ : 1.

В первой группе, главной подгруппе 2.

Во второй группе, побочной подгруппе 3.

В пятой группе, главной подгруппе 4.

В седьмой группе, побочной подгруппе.

Возможные степени окисления металлов в побочных подгруппах?

Возможные степени окисления металлов в побочных подгруппах.

Какие степени окисления проявляют элементы IV A - подгруппы?

Напишите формулы соединений , соответствующих степеням окисления.

Составьте формулы соединений водорода с металлами : натрием, кальцием, алюминием, если степень окисления водорода в этих соединениях - 1, а степень окисления металла равна номеру группы, в которой он ?

Составьте формулы соединений водорода с металлами : натрием, кальцием, алюминием, если степень окисления водорода в этих соединениях - 1, а степень окисления металла равна номеру группы, в которой он находится.

Как называются такие соединения?

Я про алюминийАлюминий – легкий, прочный и пластичный металл. Это один из самых востребованных металлов, и по темпам роста потребления он давно и с большим отрывом оставил позади сталь, никель, медь и цинк. Алюминий без преувеличений можно назвать ..

Тому що рН показує ступінь концентрації катіонів гідрогену у воді, що є дуже важливим для косметики.

1. дано N(NH3) = 4. 816 * 10 ^ 23 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - V(NH3) - ? N(NH3) / N(A) = V(NH3) / Vm V(NH3) = N(NH3) * Vm / N(A) = 4. 816 * 10 ^ 23 * 22. 4 / 6. 02 * 10 ^ 23 = 15. 58 L ответ 15. 58 л 2) дано m(O2)..

Соотвественно правильным ответом будет являться : 4) KCl ; 5) AgCl ; 6) NH4Cl.

Дано W(O) = 47 % - - - - - - - - - - - - - - - - E - ? Е - это неизвестный элемент W(O) = Ar(O) * n / M(X2O3) * 100% 47% = 16 * 3 / 2x + 48 * 100% 94x + 2256 = 4800 X = 27 - это алюминий Al2O3 ответ алюминий.

Напиши нормально не понятно или сфоткай.

В SO3 32 / (32 + 3 * 16) = 0, 4 или 40 %.

Реакции есть на фотографии.

4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O соляная кислота отдаёт в свободном виде половину имеющегося хлора. M(Cl общ. ) = 1000 * 0, 365 * 0, 9726 = 355 г масса выделившегося хлора = 355 / 2 = 177, 5 г.

Типы химической реакции соединение, разложение замещение.

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Читайте также: