Какая валентность у кислорода в соединениях?

Какая валентность у кислорода в соединениях? Кислород
Содержание
  1. Валентность — как определить? примеры и определение
  2. Валентность химических элементов
  3. Дополнительные материалы
  4. Задание 1
  5. Задание 2
  6. Задание 3
  7. Запомни!
  8. Исключения
  9. Как определить валентность химических элементов
  10. Как проявляется валентность в соединениях?
  11. Какая валентность у кислорода?
  12. Какая существует зависимость между составом атома и валентностью?
  13. Общая характеристика элементов via группы
  14. Определение степени окисления конкретного химического элемента
  15. Особенности размещения кислорода в периодической таблице
  16. Полезные ссылки
  17. Положение в периодической системе химических элементов
  18. Пример
  19. Природные соединения
  20. Различие понятий степень окисления и валентность
  21. Решение
  22. Соединения кислорода
  23. Способы получения кислорода
  24. Степень окисления
  25. Таблица валентностей химических элементов. максимальная и минимальная валентность. — инженерный справочник / технический справочник дпва / таблицы для инженеров (ex dpva-info)
  26. Таблица валентности химических элементов
  27. Таблица валентности химических элементов:
  28. Таблица элементов с постоянной валентностью
  29. Физические свойства и нахождение в природе
  30. Химические свойства
  31. Электронное строение кислорода
  32. Элементы с переменной степенью окисления
  33. Элементы с постоянной степенью окисления

Валентность — как определить? примеры и определение

Валентность азота в данном химическом соединении равна трем.

Как определить валентность элемента, шаг 4

Встречаются бинарные соединения (то есть соединения, состоящие только из двух видов атомов), в которых неизвестны валентности обоих атомов элементов. Как найти валентности химических элементов в этом случае?

Для определения значения валентности необходимо запомнить, что неметаллы в бинарных соединениях, расположенные на втором месте, проявляют свою низшую валентность.

Например, в сульфидах (FeS) сера расположена на втором месте и проявляет низшую валентность, равную двум.

Тогда валентность железа в данном сульфиде можно рассчитать по приведенному выше алгоритму — ее значение равно двум.

Расчет валентности в соединении, где неизвестны валентности обоих элементов

В хлоридах (например, AgCl) хлор проявляет низшую валентность, равную единице.

Валентность химических элементов

Валентность элемента — число химических связей, которые образует один атом данного элемента в данной молекуле.

Валентные возможности атома определяются числом:

  • неспаренных электронов
  • неподеленных электронных пар
  • вакантных валентных орбиталей

Дополнительные материалы

Валентные возможности атомов химических элементов (видео)

Задание 1

Определите степени окисления всех элементов в соединение N2O5.

Задание 2

Определите степени окисления всех элементов в соединение Na2SO4.

Задание 3

Определите степени окисления всех элементов в соединение K2Cr2O7.

Запомни!


В большинстве случаев валентность и степень окисления численно совпадают, хотя это разные характеристики. Но!

  • СО (монооксид углерода) — валентность атома углерода равна III, а степень окисления 2
  • HNO3 (азотная кислота) — валентность атома азота равна IV, а степень окисления 5
  • Н2О2 (пероксид водорода) — валентность водорода равна I, валентность атома кислорода равна II, а степень окисления водорода равна 1, а степень окисления кислорода равна -1. Аналогично во всех пероксидах валентность кислорода равна II.
  • N2H4 (гидразин) — валентность азота равна III, а степень окисления равна 2.
  •  H2 (I), N2 (III), O2 (II), F2 (I), Cl2 (I), Br2 (I), I2 (I), а степени окисления равны 0.

Исключения

  • Водород (H) в соединениях с различными неметаллами всегда проявляет степень окисления 1, за исключением Si( 4)H4(-), B2( 3)H6(-), B( 3)H3(-), где водород принимает степень окисления -1, а в соединениях с металлами водород всегда имеет степень окисления -1: Na( )H(-), Ca( 2)H2(-). 
  • Кислород в большинстве соединений имеет степень окисления -2. Однако в составе пероксидов его степень окисления равна -1 (например H2( )O2(-), Na(2 )O(2-), Ba( 2)O2(-) и др.), а в соединениях с более электроотрицательным элементом — фтором — степень окисления кислорода положительна: O2( )F2(-), O( 2)F2(-).
  • Фтор (F) как наиболее электроотрицательный элемент во всех соединениях проявляет степень окисления -1 (хотя расположен в VII группе главной подгруппе).
  • Серебро (Ag) имеет постоянную степень окисления 1 (хотя расположен в I группе побочной подгруппе).
  • Цинк (Zn) имеет постоянную степень окисления 2 (хотя расположен во II группе побочной подгруппе).

Как определить валентность химических элементов

Валентность показывает колличество связей. Она только положительная.

  1. У металлов — валентность = № группы;
  2. У неметаллов:

Как проявляется валентность в соединениях?

Кислород способен непосредственно взаимодействовать со многими химическими элементами. Известны его соединения практически со всеми представителями таблицы Менделеева (за исключением инертных газов: аргона, гелия, неона). В реакцию с галогенами, благородными металлами кислород может непосредственно не вступать, но оксиды Au2O3, F2O, Cl2O7 и другие существуют (получают косвенно).

Для бинарных соединений, в образовании которых принимает участие кислород, характерны ковалентная связь и полярность. Валентность в таких молекулах зависит от числа возникших пар электронов, к которым притягиваются ядра разных атомов. В подавляющем большинстве соединений атомы кислорода участвуют в создании двух ковалентных связей.

Например, в оксидах СО2, Р2О5, SO2, SO3, К2О, В2О3, Мо2О5 и в других молекулах. В катионе гидроксония Н3О кислород проявляет нетипичную для него валентность III.

Какая валентность у кислорода?

На первоначальном этапе накопления знаний о свойствах и строении веществ химики думали, что валентность — это способность связывать определенное количество атомов в молекулу вещества. Многие ученые после открытия элемента пытались понять, какая валентность у кислорода.

Ответ был получен экспериментальным путем: кислород присоединяет в химической реакции два атома одновалентного водорода, значит, двухвалентен. Представления о химической связи менялись по мере накопления знаний о строении вещества. В своей теории валентности Г. Льюис и В.

Коссель раскрывают сущность химического взаимодействия с точки зрения электронного строения. Исследователи объясняли способность атома к образованию определенного числа связей стремлением к наиболее устойчивому энергетическому состоянию. В случае его достижения наименьшая частица вещества становится более стабильной.

Какая существует зависимость между составом атома и валентностью?

На последнем уровне атома кислорода содержатся 2 неспаренных электрона. Элемент уступает фтору по значению электроотрицательности (способности притягивать к себе связывающие электронные пары). При образовании соединений с другими элементами кислород притягивает к себе возникшую в молекуле общую электронную плотность (кроме электронов фтора).

Достижение устойчивого состояния внешней оболочки возможно при добавлении двух отрицательных зарядов. Это означает, что кислороду требуется 2 электрона. Возможные следующие варианты: принять один электрон (валентность II), отобрать у другого атома 2 электрона (валентность II), не принимать электроны от других атомов (валентность 0).

Типичное поведение кислорода характеризует второй случай. Этим способом можно воспользоваться, чтобы узнать, какая валентность у кислорода наиболее типичная в его распространенных соединениях. К таковым относится большинство оксидов металлов и неметаллов.

Общая характеристика элементов via группы

Общее название элементов VIa группы O, S, Se, Te, Po — халькогены. Халькогены (греч. χαλκος — руда γενος —
рождающий) — входят в состав многих минералов. Например, кислород составляет 50% массы земной коры.


От O к Po (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств.
Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизации, сродство к электрону.

Среди элементов VIa группы O, S, Se — неметаллы. Te, Po — металлы.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns2np4:

  • O — 2s22p4
  • S — 3s23p4
  • Se — 4s24p4
  • Te — 5s25p4
  • Po — 6s26p4

Определение степени окисления конкретного химического элемента


Степень окисления простых веществ всегда равна нулю.

Особенности размещения кислорода в периодической таблице

Для того чтобы определить, какая валентность у кислорода, необходимо рассмотреть некоторые особенности его электронного строения. Кислород возглавляет 16 группу периодической таблицы. Тривиальное название семейства элементов — «халькогены», по устаревшей классификации они относятся к VI(А) группе.

В периодической таблице кислород находится в ячейке под №8. Ядро содержит в своем составе 8 положительных и столько же нейтральных элементарных частиц. В пространстве атома насчитывается два энергетических уровня, которые возникают при движении 8 электронов, из которых 6 — внешние.

Полезные ссылки

Источник материала

Валентность химических элементов (видео)

Степень окисления (видео)

Валентные возможности углерода (видео)

Валентные возможности азота (видео)

Положение в периодической системе химических элементов

Кислород расположен в главной подгруппе VI группы  (или в 16 группе в современной форме ПСХЭ) и во втором периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Пример

Фосфор (P)

  • Высшая степень окисления = 5.
  • Низшая степень окисления = -3.
  • Промежуточная степень окисления = 3.

Если молекула образована ковалентными связями, то более электроотрицательный атом имеет отрицательную степень окисления, а менее электроотрицательный — положительную. 

При определении степени окисления в продуктах химических реакций исходят из правила электронейтральности, в соответствии с которым сумма степеней окисления различных элементов, входящих в состав вещества, должна быть равна нулю. 

Природные соединения

  • Воздух — в составе воздуха кислород занимает 21% (это число пригодится в задачах!)
  • В форме различных минералов в земной коре кислорода содержится около 50%
  • В живых организмов кислород входит в состав органических веществ: белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот

Различие понятий степень окисления и валентность

Понятие валентность используется для количественного выражения электронного взаимодействия в ковалентных соединениях, то есть в соединениях, образованных за счет образования общих электронных пар. Степень окисления используется для описания реакций, которые сопровождаются отдачей или присоединением электронов.

В отличии от валентности, являющейся нейтральной характеристикой, степень окисления может иметь положительное, отрицательное, или нулевое значение. Положительное значение соответствует числу отданных электронов, а отрицательная числу присоединенных. Нулевое значение означает, что элемент находится либо в форме простого вещества, либо он был восстановлен до 0 после окисления, либо окислен до нуля после предшествующего восстановления.

Решение

Степень окисления натрия равна 1, так как это элемент первой группы главной подгруппы. Степень окисления кислорода равна -2, так как данное соединение не относится к исключениям. Сера — это элемент VI группы главной подгруппы, поэтому у нее переменная степень окисления, которую нужно рассчитать.

Степень окисления серы (S) обозначаем за х, учитываем, что алгебраическая сумма степеней окисления равна 0, а также принимаем во внимание число атомов каждого химического элемента, получаем уравнение: 2*( 1)  х 4(-2) = 0. Отсюда х  = 6. 

Соединения кислорода

Основные степени окисления кислород 2, 1, 0, -1 и -2.

Соединения кислорода:

Степень окисления Типичные соединения
2 Фторид кислорода OF2
1 Пероксофторид кислорода O2F2
-1 Пероксид водорода H2O2

Пероксид натрия Na2Oи др.

-2 Вода H2O

Оксиды металлов и неметаллов Na2O, SO2 и др.

Кислородсодержащие кислоты

Соли кислородсодержащих кислот

Кислородсодержащие органические вещества

Основания и амфотерные гидроксиды

Способы получения кислорода

В промышленности кислород получают перегонкой жидкого воздуха.

Лабораторные способы получения кислорода:

  • Разложение некоторых кислородосодержащих веществ:

Разложение перманганата калия:

2KMnO4 → K2MnO4 MnO2 O2

Разложение бертолетовой соли в присутствии катализатора  MnO2:

2KClO3 → 2KCl 3O2

Разложение пероксида водорода в присутствии оксида марганца (IV):

2H2O2 →  2H2O O2

2HgO → 2Hg O2

2KNO3 → 2KNO2 O2

Степень окисления

Степенью окисления (СО) называют условный показатель, который характеризует заряд атома в соединении и его поведение в ОВР (окислительно-восстановительной
реакции). В простых веществах СО всегда равна нулю, в сложных — ее определяют исходя из постоянных степеней окисления у некоторых элементов.

Численно степень окисления равна условному заряду, который можно приписать атому, руководствуясь предположением, что все электроны,
образующие связи, перешли к более электроотрицательному элементу.

Определяя степень окисления, одним элементам мы приписываем условный заряд » «, а другим «-«. Это связано с электроотрицательностью —
способностью атома притягивать к себе электроны. Знак » » означает недостаток электронов, а «-» — их избыток. Повторюсь, СО — условное
понятие.

Сумма всех степеней окисления в молекуле равна нулю — это важно помнить для самопроверки.


Кто более электроотрицательный, тот сильнее притягивает к себе электроны и «уходит в минус». Кто отдает свои электроны и испытывает их недостаток —
получает знак » «.

Самостоятельно определите степени окисления атомов в следующих веществах: RbOH, NaCl, BaO, NaClO3, SO2Cl2,
KMnO4, Li2SO3, O2, NaH2PO4. Ниже вы найдете решение этой задачи.

Сравнивайте значение электроотрицательности по таблице Менделеева, и, конечно, пользуйтесь интуицией 🙂 Однако по мере изучения химии, точное знание
степеней окисления должно заменить даже самую развитую интуицию 😉

Особо хочу выделить тему ионов. Ион — атом, или группа атомов, которые за счет потери или приобретения одного или нескольких
электронов приобрел(и) положительный или отрицательный заряд.


Определяя СО атомов в ионе, не следует стремиться привести общий заряд иона к «0», как в молекуле. Ионы даны в таблице растворимости, они имеют
разные заряды — к такому заряду и нужно в сумме привести ион. Объясню на примере.

Таблица валентностей химических элементов. максимальная и минимальная валентность. — инженерный справочник / технический справочник дпва / таблицы для инженеров (ex dpva-info)

Валентность химических элементов – это способность у атомов химических элементов образовывать некоторое число химических связей. Определяется числом электронов атома затраченых на образование химических связей с другим атомом. Справочно: Электронные формулы атомов химических элементов.

Считается, что валентность химических элементов определяется группой (колонкой) Периодической таблицы . Действительно, теоретически, это самая распространенная валентность для элемента, но на практике поведение химических элементов значительно сложнее. Причина множественности значений валентности заключается в том, что существуют различные способы (или варианты) заполнения, при которых электронные оболочки стабилизируются. Поэтому, предлагаем Вашему вниманию таблицу валентностей химических элементов.

Числовое значение положительной валентности элемента равно числу отданных атомом электронов, а отрицательной валентности – числу электронов, которые атом должен присоединить для завершения внешнего энергетического уровня. В неорганической химии обычно применяется понятие степень окисления, а в органической химии — валентность, так как многие из неорганических веществ имеют немолекулярное строение, а органических — молекулярное..

Таблица валентностей химических элементов.

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

1

Водород valency/валентность Hydrogen

H

(-1), 1

2

Гелий valency/валентность Helium

He

0

3

Литий valency/валентность Lithium

Li

1

4

Бериллий valency/валентность Beryllium

Be

2

5

Бор valency/валентность Boron

B

-3, 3

6

Углерод valency/валентность Carbon

C

( 2), 4

7

Азот valency/валентность Nitrogen

N

-3, -2, -1, ( 1), 2, 3, 4, 5

8

Кислород valency/валентность Oxygen

O

-2

9

Фтор valency/валентность Fluorine

F

-1, ( 1)

10

Неон valency/валентность Neon

Ne

0

11

Натрий valency/валентность Sodium

Na

1

12

Магний valency/валентность Magnesium

Mg

2

13

Алюминий valency/валентность Aluminum

Al

3

14

Кремний valency/валентность Silicon

Si

-4, ( 2), 4

15

Фосфор valency/валентность Phosphorus

P

-3, 1, 3, 5

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

16

Сера valency/валентность Sulfur

S

-2, 2, 4, 6

17

Хлор valency/валентность Chlorine

Cl

-1, 1, ( 2), 3, ( 4), 5, 7

18

Аргон valency/валентность Argon

Ar

0

19

Калий valency/валентность Potassium

K

1

20

Кальций valency/валентность Calcium

Ca

2

21

Скандий valency/валентность Scandium

Sc

3

22

Титан valency/валентность Titanium

Ti

2, 3, 4

23

Ванадий valency/валентность Vanadium

V

2, 3, 4, 5

24

Хром valency/валентность Chromium

Cr

2, 3, 6

25

Марганец valency/валентность Manganese

Mn

2, ( 3), 4, ( 6), 7

26

Железо valency/валентность Iron

Fe

2, 3, ( 4), ( 6)

27

Кобальт valency/валентность Cobalt

Co

2, 3, ( 4)

28

Никель valency/валентность Nickel

Ni

( 1), 2, ( 3), ( 4)

29

Медь valency/валентность Copper

Сu

1, 2, ( 3)

30

Цинк valency/валентность Zinc

Zn

2

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

31

Галлий valency/валентность Gallium

Ga

( 2). 3

32

Германий valency/валентность Germanium

Ge

-4, 2, 4

33

Мышьяк valency/валентность Arsenic

As

-3, ( 2), 3, 5

34

Селен valency/валентность Selenium

Se

-2, ( 2), 4, 6

35

Бром valency/валентность Bromine

Br

-1, 1, ( 3), ( 4), 5

36

Криптон valency/валентность Krypton

Kr

0

37

Рубидий valency/валентность Rubidium

Rb

1

38

Стронций valency/валентность Strontium

Sr

2

39

Иттрий valency/валентность Yttrium

Y

3

40

Цирконий valency/валентность Zirconium

Zr

( 2), ( 3), 4

41

Ниобий valency/валентность Niobium

Nb

( 2), 3, ( 4), 5

42

Молибден valency/валентность Molybdenum

Mo

( 2), 3, ( 4), ( 5), 6

43

Технеций valency/валентность Technetium

Tc

6

44

Рутений valency/валентность Ruthenium

Ru

( 2), 3, 4, ( 6), ( 7), 8

45

Родий valency/валентность Rhodium

Rh

( 2), ( 3), 4, ( 6)

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

46

Палладий valency/валентность Palladium

Pd

2, 4, ( 6)

47

Серебро valency/валентность Silver

Ag

1, ( 2), ( 3)

48

Кадмий valency/валентность Cadmium

Cd

( 1), 2

49

Индий valency/валентность Indium

In

( 1), ( 2), 3

50

Олово valency/валентность Tin

Sn

2, 4

51

Сурьма valency/валентность Antimony

Sb

-3, 3, ( 4), 5

52

Теллур valency/валентность Tellurium

Te

-2, ( 2), 4, 6

53

Иод valency/валентность Iodine

I

-1, 1, ( 3), ( 4), 5, 7

54

Ксенон valency/валентность Xenon

Xe

0

55

Цезий valency/валентность Cesium

Cs

1

56

Барий valency/валентность Barium

Ba

2

57

Лантан valency/валентность Lanthanum

La

3

58

Церий valency/валентность Cerium

Ce

3, 4

59

Празеодим valency/валентность Praseodymium

Pr

3

60

Неодим valency/валентность Neodymium

Nd

3, 4

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

61

Прометий valency/валентность Promethium

Pm

3

62

Самарий valency/валентность Samarium

Sm

( 2), 3

63

Европий valency/валентность Europium

Eu

( 2), 3

64

Гадолиний valency/валентность Gadolinium

Gd

3

65

Тербий valency/валентность Terbium

Tb

3, 4

66

Диспрозий valency/валентность Dysprosium

Dy

3

67

Гольмий valency/валентность Holmium

Ho

3

68

Эрбий valency/валентность Erbium

Er

3

69

Тулий valency/валентность Thulium

Tm

( 2), 3

70

Иттербий valency/валентность Ytterbium

Yb

( 2), 3

71

Лютеций valency/валентность Lutetium

Lu

3

72

Гафний valency/валентность Hafnium

Hf

4

73

Тантал valency/валентность Tantalum

Ta

( 3), ( 4), 5

74

Вольфрам valency/валентность Tungsten

W

( 2), ( 3), ( 4), ( 5), 6

75

Рений valency/валентность Rhenium

Re

(-1), ( 1), 2, ( 3), 4, ( 5), 6, 7

Порядковый номер
химического элемента,
он же: атомный номер,
он же: зарядовое число
атомного ядра,
он же: атомное число

Русское /
Английское наименование

Химический
символ

Валентность
В скобках обозначены
более редкие валентности.
Химические элементы с
единственной валентностью
— одну и имеют.

76

Осмий valency/валентность Osmium

Os

( 2), 3, 4, 6, 8

77

Иридий valency/валентность Iridium

Ir

( 1), ( 2), 3, 4, 6

78

Платина valency/валентность Platinum

Pt

( 1), 2, ( 3), 4, 6

79

Золото valency/валентность Gold

Au

1, ( 2), 3

80

Ртуть valency/валентность Mercury

Hg

1, 2

81

Талий valency/валентность Thallium

Tl

1, ( 2), 3

82

Свинец valency/валентность Lead

Pb

2, 4

83

Висмут valency/валентность Bismuth

Bi

(-3), ( 2), 3, ( 4), ( 5)

84

Полоний valency/валентность Polonium

Po

(-2), 2, 4, ( 6)

85

Астат valency/валентность Astatine

At

нет данных

86

Радон valency/валентность Radon

Rn

0

87

Франций valency/валентность Francium

Fr

нет данных

88

Радий valency/валентность Radium

Ra

2

89

Актиний valency/валентность Actinium

Ac

3

90

Торий valency/валентность Thorium

Th

4

91

Проактиний valency/валентность Protactinium

Pa

5

92

Уран valency/валентность Uranium

U

( 2), 3, 4, ( 5), 6

Таблица валентности химических элементов

Элементы Валентность Примеры соединений
H, F, Li, Na, K I H2, HF, Li2O, NaCl, KBr
O, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn II H2O, MgCl2, CaH2, SrBr2, BaO, ZnCl2
B, Al III BCl3, AlBr3
C, Si IV CO2, CH4, SiO2, SiCl4
Cu I, II Cu2O, CuO
Fe II, III FeCl2, FeCl3
Cr II, III, VI CrCl2, CrCl3, CrO3
S II, IV, VI H2S, SO2, SO3
N III, IV NH3, NH4Cl, HNO3
P III, V PH3, P2O5, H3PO4
Sn, Pb II, IV SnCl2, SnCl4, PbO, PbO2
Cl, Br, I I, III, V, VII HCl, ClF3, BrF5, IF7

Таблица валентности химических элементов:

Ниже приводится таблица валентности химических элементов с примерами соединений.

Валентность (от лат. valēns – «имеющий силу») – способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей.

Валентность – это мера (численная характеристика) способности химических элементов образовывать определённое число химических связей.

Значения валентности записывают римскими цифрами I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.

Валентность определяют по числу химических связей, которые один атом образует с другими.

Таблица валентности химических элементов:

Атомный номер Химический элемент Символ Валентность Примеры соединений Примечание
1 Водород H I HCl
2 Гелий He отсутствует
3 Литий Li I LiOH
4 Бериллий Be I, II BeH, BeCO3
5 Бор B III B2O3
6 Углерод C II, IV CO,  CH4
7 Азот N I, II, III, IV N2O,  NO,  N2O3,  NO2 В азотной кислоте (HNO3) и своем высшем оксиде (N2O5) атом азота образует только четыре ковалентные связи, являясь четырехвалентным
8 Кислород O II CaO
9 Фтор F I HF
10 Неон Ne отсутствует
11 Натрий Na I Na2S
12 Магний Mg II Mg(NO3)2
13 Алюминий Al III AlCl3
14 Кремний Si II, IV SiO,  SiO2
15 Фосфор P III, V P2O3,  P2O5
16 Сера S II, IV, VI H2S,  SO2,  SO3
17 Хлор Cl I, III, IV, V, VI, VII NaCl,  NaClO2,  NaClO2,  KClO3,  Cl2O6,  Cl2O7
18 Аргон Ar отсутствует
19 Калий K I KOH
20 Кальций Ca II Ca(OH)2
21 Скандий Sc III Sc2O3
22 Титан Ti II, III, IV TiO,  Ti2O3,  TiO2
23 Ванадий V II, III, IV, V VO,  V2O3,  VO2,  V2O5
24 Хром Cr II, III, VI CrO,  Cr2O3,  CrO3
25 Марганец Mn II, III, IV, VI, VII Mn(OH)2,  Mn2O3,  MnO2,  MnO3,  Mn2O7
26 Железо Fe II, III Fe(OH)2,  Fe(OH)3
27 Кобальт Co II, III CoCl2,  CoCl3
28 Никель Ni II, III NiO,  Ni2O3
29 Медь Cu I, II Cu2O,  CuO
30 Цинк Zn II ZnSO4
31 Галлий Ga I, II, III Ga2Se,  GaSe,  Ga2Se3
32 Германий Ge II, IV GeO,  GeO2
33 Мышьяк As III, V As2O3,  As2O5
34 Селен Se II, IV, VI H2Se,  SeCl4,  H2SeO4
35 Бром Br I, III, V, VII HBr,  HBrO2,  HBrO3,  HBrO4
36 Криптон Kr отсутствует
37 Рубидий Rb I RbOH
38 Стронций Sr II SrO
39 Иттрий Y III Y(NO3)3
40 Цирконий Zr II, III, IV ZrF2,   ZrBr3,  ZrCl4
41 Ниобий Nb I, II, III, IV, V NbH, NbO, NbI3, NbO2, Nb2O5
42 Молибден Mo II, III, IV, V, VI MoCl2, Mo(OH)3, MoO2, MoCl5, MoF6
43 Технеций Tc II, III, IV, V, VI, VII TcCl2, TcBr3, TcBr4, TcF5, TcCl6, Tc2O7
44 Рутений Ru II, III, IV, V, VI, VII, VIII Ru(OH)2, RuCl3, Ru(OH)4, Ru2O5, RuB2, NaRuO4, RuO4
45 Родий Rh II, III, IV, V, VI RhO, Rh2(SO4)3, Rh(OH)4, RhF5, RhF6
46 Палладий Pd II, IV PdO, PdO2
47 Серебро Ag I, II, III Ag2O, AgO, Ag3P
48 Кадмий Cd I, II Cd2O, CdO
49 Индий In I, II, III In2O, InO, In2O3
50 Олово Sn II, IV SnSO4, Sn(SO4)2
51 Сурьма Sb III, V Sb2S3, Sb2S5
52 Теллур Te II, IV, VI H2Te, TeO2, K2TeO4
53 Йод I I, III, V, VII HI, HIO2, HIO3, HIO4
54 Ксенон Xe отсутствует
55 Цезий Cs I Cs2O
56 Барий Ba II Ba(OH)2
57 Лантан La III La2(SO4)3
58 Церий Ce III, IV Ce(NO3)3, CeO2
59 Празеодим Pr II, III, IV PrO, Pr2O3, PrO2
60 Неодим Nd II, III NdO, Nd2O3
61 Прометий Pm III PmBr3
62 Самарий Sm II, III SmO, Sm(NO3)3
63 Европий Eu II, III EuO, Eu(OH)3
64 Гадолиний Gd II, III GdS, Gd2O3
65 Тербий Tb II, III, IV TbH2, TbBr3, TbO2
66 Диспрозий Dy II, III DyBr2, Dy2O3
67 Гольмий Ho III Ho2(SO4)3
68 Эрбий Er III Er2O3
69 Тулий Tm II, III TmS, Tm2O3
70 Иттербий Yb II, III YbBr2, Yb2O3
71 Лютеций Lu III LuBr3
72 Гафний Hf I, II, III, IV HfCl, HfS, HfBr3, Hf(SO4)2
73 Тантал Ta I, II, III, IV, V Ta2O, TaO, TaCl3, TaO2, Ta2O5
74 Вольфрам W II, III, IV, V, VI W6Cl12, WO3, WO2, W2Cl10, WF6
75 Рений Re I, II, III, IV, V, VI, VII Re2O, ReO, Re2O3, ReO2, ReF5, ReCl6, ReF7
76 Осмий Os I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII OsI, OsI2, OsBr3, OsO2, OsCl4, OsF5, OsF6,  OsOF5,  OsO4
77 Иридий Ir I, II, III, IV, V, VI IrCl, IrCl2, IrCl3, IrO2, Ir4F20, IrF6
78 Платина Pt II, III, IV, V, VI PtO, Pt2O3, PtO2, PtF5, PtF6,
79 Золото Au I, II, III, V AuBr,  AuS,  Au2O3,  Au2F10
80 Ртуть Hg I, II GdHg3,  HgH2
81 Таллий Tl I, II, III Tl2S, TlS, TlBr3,
82 Свинец Pb II, IV PbO, PbO2
83 Висмут Bi III, V Bi2O3, Bi2O5,
84 Полоний Po II, IV, VI
85 Астат At нет данных
86 Радон Rn отсутствует
87 Франций Fr I FrOH
88 Радий Ra II Ra(OH)2
89 Актиний Ac III Ac2O3
90 Торий Th II, III, IV ThI2,  ThI3, Th(OH)4
91 Протактиний Pa II, III, IV, V PaO,  PaH3,  Pa(OH)4,  Pa2O5
92 Уран U III, IV, V, VI
93 Нептуний Np III, IV, V, VI, VII
94 Плутоний Pu III, IV, V, VI, VII
95 Америций Am II, III, IV, V, VI
96 Кюрий Cm II, III, IV
97 Берклий Bk III, IV
98 Калифорний Cf II, III, IV
99 Эйнштейний Es II, III
100 Фермий Fm II, III

Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно при этом выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого другого элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью в водородных соединениях или валентностью по водороду: так, в соединениях HCl, H2O, NH3, CH4 валентность по водороду хлора равна единице, кислорода – двум, азота – трём, углерода – четырём.

Валентность кислорода, как правило, равна двум. Поэтому, зная состав или формулу кислородного соединения того или иного элемента, можно определить его валентность как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединять один атом данного элемента.

Определенная таким образом валентность называется валентностью элемента в кислородных соединениях или валентностью по кислороду: так, в соединениях K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 валентность по кислороду калия равна единице, углерода – двум, азота – трём, кремния – четырём, серы – шести.

С точки зрения электронной теории валентность определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии.

Известны элементы, которые проявляют постоянную валентность. У большинства химических элементов валентность переменная.

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Таблица элементов с постоянной валентностью

Валентности Элементы
I H, Na, Li, K, Rb, Cs
II O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd
III B, Al, Ga, In

Физические свойства и нахождение в природе

Кислород О2 — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха. Плохо растворим в воде. Жидкий кислород – голубоватая жидкость, кипящая при -183оС.

Озон О3 — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода.

Кислород — это самый распространённый в земной коре элемент. Кислород входит в состав многих минералов — силикатов, карбонатов и др. Массовая доля элемента кислорода в земной коре —  около 47 %. Массовая доля элемента кислорода в морской и пресной воде составляет 85,82 %. 

В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе.

Химические свойства

При нормальных условиях чистый кислород — очень активное вещество, сильный окислитель. В составе воздуха окислительные свойства кислорода не столь явно выражены.

1. Кислород проявляет свойства окислителя(с большинством химических элементов) и свойства восстановителя(только с более электроотрицательным фтором). В качестве окислителя кислород реагирует и с металлами, и с неметаллами. Большинство реакций сгорания простых веществ в кислороде протекает очень бурно, иногда со взрывом.

1.1. Кислород реагирует с фтором с образованием фторидов кислорода:

O2   2F2  →  2OF2

С хлором и бромом кислород практически не реагирует, взаимодействует только в специфических очень жестких условиях.

1.2. Кислород реагирует с серой и кремниемс образованием оксидов:

S O2 → SO2

  Si O2 → SiO2

1.3.Фосфоргорит в кислороде с образованием оксидов:

При недостатке кислорода возможно образование оксида фосфора (III):

4P      3O2  →   2P2O3

Но чаще фосфор сгорает до оксида фосфора (V):

4P      5O2  →   2P2O5

1.4.С азотомкислород реагирует при действии электрического разряда, либо при очень высокой температуре (2000оС), образуя оксид азота (II):

    N2  O2→  2NO

1.5. В реакциях с щелочноземельными металлами, литием  и алюминием кислород  также проявляет свойства окислителя. При этом образуются оксиды:

2Ca       O2 → 2CaO

Однако при горении натрияв кислороде преимущественно образуется пероксид натрия:

    2Na O2→  Na2O2

А вот калий, рубидий и цезий при сгорании образуют смесь продуктов, преимущественно надпероксид:

    K O2→  KO2

Переходные металлы окисляются кислород обычно до устойчивых степеней окисления.

Цинк окисляется до оксида цинка (II):

2Zn O2→  2ZnO

Железо, в зависимости от количества кислорода, образуется либо оксид железа (II), либо оксид железа (III), либо железную окалину:

2Fe O2→  2FeO

4Fe 3O2→  2Fe2O3

3Fe 2O2→  Fe3O4

1.6. При нагревании с избытком кислорода графит горит, образуя оксид углерода (IV):

C     O2  →  CO2

 при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

2C     O2  →  2CO

Алмаз горит при высоких температурах:

Горение алмаза в жидком кислороде:

Графит также горит:

Графит также горит, например, в жидком кислороде:

Графитовые стержни под напряжением:

2. Кислород взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Кислород окисляет бинарные соединения металлов и неметаллов: сульфиды, фосфиды, карбиды, гидриды. При этом образуются оксиды:

4FeS 7O2→  2Fe2O3 4SO2

Al4C3 6O2→  2Al2O3 3CO2

Ca3P2 4O2→  3CaO P2O5

2.2. Кислород окисляет бинарные соединения неметаллов:

  • летучие водородные соединения (сероводород, аммиак, метан, силан гидриды. При этом также образуются оксиды: 

2H2S 3O2→  2H2O 2SO2

Аммиакгорит с образованием простого вещества, азота:

4NH3 3O2→  2N2 6H2O

Аммиакокисляется на катализаторе (например, губчатое железо) до оксида азота (II):

4NH3 5O2→  4NO 6H2O

  • прочие бинарные соединения неметаллов — как правило, соединения серы, углерода, фосфора (сероуглерод, сульфид фосфора и др.):

CS2 3O2→  CO2 2SO2

  • некоторые оксиды элементов в промежуточных степенях окисления (оксид углерода (II), оксид железа (II) и др.):

2CO O2→  2CO2

2.3. Кислород окисляет гидроксиды и соли металлов в промежуточных степенях окисления в водных растворах.

Например, кислород окисляет гидроксид железа (II):

4Fe(OH)2 O2 2H2O → 4Fe(OH)3

Кислород окисляет азотистую кислоту:

2HNO2 O2 → 2HNO3

2.4. Кислород окисляет большинство органических веществ. При этом возможно жесткое окисление (горение) до углекислого газа, угарного газа или углерода:

CH4 2O2→  CO2 2H2O

2CH4 3O2→  2CO 4H2O

CH4 O2→  C  2H2O

Также возможно каталитическое окисление многих органических веществ (алкенов, спиртов, альдегидов и др.)

2CH2=CH2 O2 → 2CH3-CH=O

Электронное строение кислорода

Электронная конфигурация  кислорода в основном состоянии:

😯 1s22s22p4     1s Какая валентность у кислорода в соединениях?  2s Какая валентность у кислорода в соединениях?  2s Какая валентность у кислорода в соединениях? 2p Какая валентность у кислорода в соединениях?

Атом кислорода содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 2 неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии.

Элементы с переменной степенью окисления

Все остальные элементы (за исключением VIII группы главной подгруппы).


Для элементов главных подгрупп:

  • Высшая степень окисления = № группы.
  • Низшая степень окисления = № группы – 8.
  • Промежуточная степень окисления = № группы – 2.

Элементы с постоянной степенью окисления

Степень окисления = № группы

I группаглавная подгруппа степень окисления 1.

II группаглавная подгруппа степень окисления 2.

III группаглавная подгруппа (бор, алюминий) степень окисления равна 3. 

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий