Значення окисно-відновних реакцій у природі й техніці
3. Якщо молекула утворена за рахунок ковалентного чи іонно-ковалентного зв'язку (наприклад, SO2,NH3, HCl,HNO3) ступінь окислювання більш електронегативного атома позначається зі знаком -, а менш електронегативного атома – зі знаком +.
Для розуміння визначення ступеня окислювання елементів ряду сполук доцільно писати їхні графічні формули. Так, у сполуках азоту NH3, N2H4, NH2OH, HNO2, HNO3 ступеня окислювання азоту відповідно рівні:-3, -2, -1, +3, +5. Це наочно видно з їхніх графічних формул.
У випадку наявності хімічного зв'язку між однаковими атомами (N3H4)електронну пару треба поділити між атомами, що вона зв'язує. Далі необхідно підрахувати число електронів у кожного з них. Різниця між числом електронів у вільного атома на зовнішньому рівні і знайденому числі дасть ступінь окислювання атома.
4.На відміну від розглянутих вище молекул у молекулах, що складаються з однакових атомів (H2, Cl2, Br2, N2 і ін. ), ступінь окислювання атомів дорівнює нулю, тому що тут не має місця однобічне відтягування загальних пар електронів до якому-небудь одному атому. Наприклад, у молекулах водню ( Н : Н ) і хлору ( :Cl : Cl: ) ступінь окислювання дорівнює нулю, але ковалентность їх відповідає одиниці по кількості електронних пар.
5.У більшості органічних сполук хімічні зв'язки мають слабко ви-ражений полярний характер: приєднання до атомів вуглецю, що складає кістяк органічних сполук ( наприклад, фтору, кисню, хлору, азоту ), приводить до зміни електронної щільності між атомами вуглецю і зазначених елементів і, тим самим, до збільшення полярності зв'язку між ними. Ступінь окислювання атомів у них визначається так само, як і в ковалентних полярних сполуках.
6,Метали в елементарному стані мають рівномірний розподіл електронної щільності навколо ядра, тому ступінь окислювання їхній приймається рівної нулю.
7.У будь-якому іоні алгебраїчна сума ступенів окислювання всіх атомів дорівнює заряду іона, а сума ступенів окислювання всіх атомів, що входять у електронейтральна сполука, - нулю.8.Для комплексних сполук звичайно вказують ступінь окислювання центрального атома. Наприклад, у ДО3 ( Fe ( CN6)) і (Ni (NH3)6) SO4 ступінь окислювання залоза дорівнює +3, а нікелю – (+2 ). Варто підкреслити, що поняття ступеня окислювання є формальним і звичайно не характеризує дійсного стану розглянутого атома в сполуці. У багатьох випадках ступінь окислювання не дорівнює валентності даного елемента. Наприклад, у метані (СН4), метиловому спирті (СН3ВІН), формальдегіді (СН2ПРО), мурашиній кислоті (НСООН), і вуглекислому газі (З2) ступінь окислювання вуглецю дорівнює відповідно:+4, -2, 0, +2, +4, у той час як валентність вуглецю у всіх цих сполуках дорівнює чотирьом. Поняття «ступінь окислювання» особливо широко використовується при вивченні окислювально-відновних реакцій.
3. Типи окислювально-відновних реакцій
Всі окислювально-відновні реакції можна розділити на наступні типи:
1.Реакції міжатомного і міжмолекулярного окислювання-відновлення -обмін електронами відбувається між різними атомами, чи молекулами іонами. Наприклад, найпростіші реакції сполуки і заміщення:
2Ca+O2 = 2CaO
2Hl+Br2 = 2HBr + I2
2Al + 3CuSO4 =Al2( SO4)3 +3Cu
2.Реакції диспропорціонування (самоокислення-самовідновлення) харакктерні для сполук чи простих речовин, що відповідають одному з проміжних значень ступеня окислювання даного елемента, наприклад:
Cl2+2NaOH ----- NaCl +NaCl