Степень окисления

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск

Сте́пень окисле́ния (окислительное число, формальный заряд) — вспомогательная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных реакций, численная величина электростатического заряда, приписываемого атому в молекуле в предположении, что электронные пары, осуществляющие связь, полностью смещены в сторону более электроотрицательных атомов.

Степень окисления соответствует заряду иона или формальному заряду атома в молекуле или в химической формальной единице, например:

\( \stackrel{+1}{\mbox{Na}} \stackrel{-1}{\mbox{Cl}}, \) \( \stackrel{+2}{\mbox{Mg}} \stackrel{-1}{\mbox{Cl}}_{2}, \) \( \stackrel{-3}{\mbox{N}} \stackrel{+1}{\mbox{H}}_{3}, \) \( \stackrel{+2}{\mbox{C}} \stackrel{-2}{\mbox{O}}, \) \( \stackrel{+4}{\mbox{C}} \stackrel{-2}{\mbox{O}}_{2}, \)

\( \stackrel{+1}{\mbox{Cl}} \stackrel{-1}{\mbox{F}}, \) \( \stackrel{+1}{\mbox{H}} \stackrel{+5}{\mbox{N}} \stackrel{-2}{\mbox{O}}_{3}, \) \( \stackrel{-4}{\mbox{C}} \stackrel{+1}{\mbox{H}}_{4}, \) \( \stackrel{+1}{\mbox{K}} \stackrel{+7}{\mbox{Mn}} \stackrel{-2}{\mbox{O}}_{4}. \)

Степень окисления указывается сверху над символом элемента. В отличие от указания заряда атома, при указании степень окисления первым ставится знак, а потом численное значение, а не наоборот:

\( \stackrel{+1}{\mbox{H}} \stackrel{+3}{\mbox{N}} \stackrel{-2}{\mbox{O}}_{2} \) — степень окисления,


\( {\mbox{H}}^{+} {\mbox{N}}^{3+} {\mbox{O}}_{2}^{2-} \) — заряды.

Степень окисления атома в простом веществе равна нулю, например:

\( \stackrel{0}{\mbox{O}}_{3}, \) \( \stackrel{0}{\mbox{Br}}_{2}, \) \( \stackrel{0}{\mbox{C}}. \)

Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле всегда равна нулю:

\( \stackrel{+1}{\mbox{H}}_{2} \stackrel{+6}{\mbox{S}} \stackrel{-2}{\mbox{O}}_{4}, \)

\( (+1 \cdot 2) + (+6 \cdot 1) + (-2 \cdot 4) = +2 +6 -8 = 0 \)

Степень окисления в ряде случаев не совпадает ни с валентностью (например, в органических соединениях углерод всегда четырёхвалентен, а степень окисления атома углерода в соединениях CH4, CH3OH, HCOOH соответственно равно −4, −2 и +2), ни с фактическим числом электронов, которые участвуют в образовании связей.

Понятие степени окисления неприменимо для нестехиометрических соединений (КС8, Mo5Si3, Nb3B4 и др.).