Какая валентность у кислорода в соединениях?

Валентность — как определить? примеры и определение

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 Na2O2 и 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)

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   2s   2s  2p 

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.