H2O2, степень окисления кислорода и водорода в нем

H2O2, степень окисления кислорода и водорода в нем Кислород

Галогены*

* Для фтора только 0 и -1; At также является галогеном, но его не рассматриваем, так как в природе его практически нет.

H2o2, степени окисления элементов в нем

Чтобы определить степени окисления элементов, входящих в состав пероксида водорода, сначала необходимо разобраться с тем, для каких элементов эта величина точно известна.

Пероксид водорода, как и вода, представляет собой гидрид кислорода, а которых водород, как известно, проявляет степень окисления ( 1). Для нахождения степени окисления кислорода примем её значение за «х» и определим его при помощи уравнения электронейтральности:

2× ( 1) 2×х = 0;

2 2х = 0;

2х = -2;

x = -1.

Значит степень окисления кислорода в пероксиде водорода равна (-1):

H 12O—12.

Валентность азота.

О валентности

Валентность азота

Молярная масса азота

Плотность азота

Степень окисления азота

Температура плавления азота

Температура кипения азота

Теплопроводность азота

Удельная теплоемкость азота

Удельная теплота сгорания азота

Электрическое сопротивление азота

Электропроводность азота

Все свойства атома азота

Валентность азота:

Валентность азота равна I, II, III, IV, но не V! Азот не может быть пятивалентным! Даже в азотной кислоте и своем высшем оксиде атом азота образует только четыре ковалентные связи, являясь четырехвалентным.  Азот проявляет переменную валентность.

Валентность азота  в соединениях
I N2O
II NO
III Na3N, NH3, N2O3
IV HNO3, N2O5, NO2

карта сайта

Все свойства атома азота

Валентность и кислоты

Поскольку валентность водорода остается неизменной и хорошо вам известна, вы легко сможете определить и валентность кислотного остатка. Так, к примеру, в H2SO3 валентность SO3 – I, в HСlO3 валентность СlO3 – I.

Аналогчиным образом, если известна валентность кислотного остатка, несложно записать правильную формулу кислоты: NO2(I) – HNO2, S4O6 (II) – H2 S4O6.

Валентность натрия.

Валентность натрия

Натрий, свойства атома, химические и физические свойства

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Какая валентность у натрия?

Натрий в своих соединениях проявляет валентность равную I.
Этот химический элемент расположен в IА группе Периодической таблицы Д.И. Менделеева и относится к щелочным металлам, для которых характерно всего одно значение валентности, совпадающее с номером группы. Поскольку таким способом определяется высшая валентность у натрия, то можно сделать вывод, что низшей валентности у него нет.
Кроме этого, можно записать электронную и электронно-графическую формулы натрия и по числу неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне (один) найти валентность этого элемента:
1s^22s^22p^63s^1.
Валентность натрия в конкретном соединении можно найти по следующей схеме (рассмотрим подробно на примере Na_2O.
Валентность натрия в конкретном соединении можно найти по следующей схеме (рассмотрим подробно на примере Na_2O
):
— указываем валентность элементов, для которых это значение постоянно (известно, что валентность кислорода в оксидах всегда равна II);
— вычисляем общее число единиц валентности кислорода, умножив число атомов этого элемента в молекуле на значение валентности:
1 times 2 = 2;
— делим общее число единиц валентности кислорода на число атомов натрия в соединении:
2 div 2 = 1;
— делим общее число единиц валентности кислорода на число атомов натрия в соединении:
2 div 2 = 1
.
Это означает, что валентность натрия в оксиде Na_2O равна I.
Аналогичным образом определяем, что валентность натрия в NaOH равна I.
Аналогичным образом определяем, что валентность натрия в NaOH
, а также других соединениях этого элемента равна I.

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

Общие сведения о валентности натрия

Натрий представляет собой серебристо-белый металл. Он настолько мягок, что легко режется ножом. Вследствие легкой окисляемости на воздухе натрий хранят под слоем керосина. Легкий – плотность равна 0,97 г/см3. Температуры плавления и кипения относительно невысоки 97,8oС и 882,9oС, соответственно.

Общие сведения о пероксиде водорода и степени окисления в h2o2

Молекула пероксида водорода имеет угловое строение (рис. 1). Энергия связи О-О (210кДж/моль) значительно меньше энергии связи О-Н (468 кДж/моль).

Вследствие несимметричного распределения связей Н-О молекула пероксида водорода сильно полярна (дипольным момент равен 0,7×10-29Кл×м). Между молекулами пероксида водорода возникает прочная водородная связь, приводящая к их ассоциации. Поэтому в обычных условиях пероксид водорода – сиропообразная жидкость (плотность – 1,44 г/см3), с довольно высокой температурой кипения (150,2oC).

Пероксид водорода – хороший ионизирующий растворитель. С водой смешивается в любых соотношениях благодаря возникновению новых водородных связей. Из растворов выделяется в виде неустойчивого кристаллогидрата H2O2×2H2O.

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.

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

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 валентности химических элементов

Порядковый номер

хим. элемента (атомный номер)

 

Наименование

Химический символ

Валентность

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

Водород / Hydrogen

Гелий / Helium

Литий / Lithium

Бериллий / Beryllium

Бор / Boron

Углерод / Carbon

Азот / Nitrogen

Кислород / Oxygen

Фтор / Fluorine

Неон / Neon

Натрий / Sodium

Магний / Magnesium

Алюминий / Aluminum

Кремний / Silicon

Фосфор / Phosphorus

Сера / Sulfur

Хлор / Chlorine

Аргон / Argon

Калий / Potassium

Кальций / Calcium

Скандий / Scandium

Титан / Titanium

Ванадий / Vanadium

Хром / Chromium

Марганец / Manganese

Железо / Iron

Кобальт / Cobalt

Никель / Nickel

Медь / Copper

Цинк / Zinc

Галлий / Gallium

Германий /Germanium

Мышьяк / Arsenic

Селен / Selenium

Бром / Bromine

Криптон / Krypton

Рубидий / Rubidium

Стронций / Strontium

Иттрий / Yttrium

Цирконий / Zirconium

Ниобий / Niobium

Молибден / Molybdenum

Технеций / Technetium

Рутений / Ruthenium

Родий / Rhodium

Палладий / Palladium

Серебро / Silver

Кадмий / Cadmium

Индий / Indium

Олово / Tin

Сурьма / Antimony

Теллур / Tellurium

Иод / Iodine

Ксенон / Xenon

Цезий / Cesium

Барий / Barium

Лантан / Lanthanum

Церий / Cerium

Празеодим / Praseodymium

Неодим / Neodymium

Прометий / Promethium

Самарий / Samarium

Европий / Europium

Гадолиний / Gadolinium

Тербий / Terbium

Диспрозий / Dysprosium

Гольмий / Holmium

Эрбий / Erbium

Тулий / Thulium

Иттербий / Ytterbium

Лютеций / Lutetium

Гафний / Hafnium

Тантал / Tantalum

Вольфрам / Tungsten

Рений / Rhenium

Осмий / Osmium

Иридий / Iridium

Платина / Platinum

Золото / Gold

Ртуть / Mercury

Талий / Thallium

Свинец / Lead

Висмут / Bismuth

Полоний / Polonium

Астат / Astatine

Радон / Radon

Франций / Francium

Радий / Radium

Актиний / Actinium

Торий / Thorium

Проактиний / Protactinium

Уран / Uranium

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Сu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Th

Pa

U

 I

0

I

II

III

(II), IV

(I), II, III, IV, V

II

I

0

I

II

III

(II), IV

I, III, V

II, IV, VI

I, (II), III, (IV), V, VII

0

I

II

III

II, III, IV

II, III, IV, V

II, III, VI

II, (III), IV, VI, VII

II, III, (IV), VI

II, III, (IV)

(I), II, (III), (IV)

I, II, (III)

II

(II), III

II, IV

(II), III, V

(II), IV, VI

I, (III), (IV), V

0

I

II

III

(II), (III), IV

(II), III, (IV), V

(II), III, (IV), (V), VI

VI

(II), III, IV, (VI), (VII), VIII

(II), (III), IV, (VI)

II, IV, (VI)

I, (II), (III)

(I), II

(I), (II), III

II, IV

III, (IV), V

(II), IV, VI

I, (III), (IV), V, VII

0

I

II

III

III, IV

III

III, IV

III

(II), III

(II), III

III

III, IV

III

III

III

(II), III

(II), III

III

IV

(III), (IV), V

(II), (III), (IV), (V), VI

(I), II, (III), IV, (V), VI, VII

(II), III, IV, VI, VIII

(I), (II), III, IV, VI

(I), II, (III), IV, VI

I, (II), III

I, II

I, (II), III

II, IV

(II), III, (IV), (V)

II, IV, (VI)

нет данных

0

нет данных

II

III

IV

V

(II), III, IV, (V), VI

В скобках даны те валентности, которые обладающие ими элементы проявляют редко.

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

Тренировочные задания

1. В каком соединении степень окисления фосфора равна 5?

1) HPO32) H3PO33) Li3P4) AlP

2. В каком соединении степень окисления фосфора равна –3?

1) HPO32) H3PO33) Li3PO44) AlP

3. В каком соединении степень окисления азота равна 4?

1) HNO22) N2O43) N2O4) HNO3

4. В каком соединении степень окисления азота равна –2?

1) NH32) N2H43) N2O54) HNO2

5. В каком соединении степень окисления серы равна 2?

1) Na2SO32) SO23) SCl24) H2SO4

6. В каком соединении степень окисления серы равна 6?

1) Na2SO32) SO33) SCl24) H2SO3

7. В веществах, формулы которых CrBr2, K2Cr2O7, Na2CrO4, степень окисления хрома соответственно равна

1) 2, 3, 62) 3, 6, 63) 2, 6, 54) 2, 6, 6

8. Минимальная отрицательная степень окисления химического элемента, как правило, равна

1) номеру периода2) порядковому номеру химического элемента3) числу электронов, недостающих до завершения внешнего электронного слоя4) общему числу электронов в элементе

9. Максимальная положительная степень окисления химических элементов, расположенных в главных подгруппах, как правило, равна

1) номеру периода2) порядковому номеру химического элемента3) номеру группы4) общему числу электронов в элементе

10. Фосфор проявляет максимальную положительную степень окисления в соединении

1) HPO32) H3PO33) Na3P4) Ca3P2

11. Фосфор проявляет минимальную степень окисления в соединении

1) HPO32) H3PO33) Na3PO44) Ca3P2

12. Атомы азота в нитрите аммония, находящиеся в составе катиона и аниона, проявляют степени окисления соответственно

1) –3, 32) –3, 53) 3, –34) 3, 5

13. Валентность и степень окисления кислорода в перекиси водорода соответственно равны

1) II, –22) II, –13) I, 44) III, –2

14. Валентность и степень окисления серы в пирите FeS2 соответственно равны

1) IV, 52) II, –13) II, 64) III, 4

15. Валентность и степень окисления атома азота в бромиде аммония соответственно равны

1) IV, –32) III, 33) IV, –24) III, 4

16. Атом углерода проявляет отрицательную степень окисления в соединении с

1) кислородом2) натрием3) фтором4) хлором

17. Постоянную степень окисления в своих соединениях проявляет

1) стронций2) железо3) сера4) хлор

18. Степень окисления 3 в своих соединениях могут проявлять

1) хлор и фтор2) фосфор и хлор3) углерод и сера4) кислород и водород

19. Степень окисления 4 в своих соединениях могут проявлять

1) углерод и водород2) углерод и фосфор3) углерод и кальций4) азот и сера

20. Степень окисления, равную номеру группы, в своих соединениях проявляет

1) хлор2) железо3) кислород4) фтор

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.

Характеристики валентности

Сегодня определение валентности элементов базируется на знаниях о строении внешних электронных оболочек их атомов.

Валентность может быть:

  • постоянной (металлы главных подгрупп);
  • переменной (неметаллы и металлы побочных групп):
    • высшая валентность;
    • низшая валентность.

Постоянной в различных химических соединениях остается:

  • валентность водорода, натрия, калия, фтора (I);
  • валентность кислорода, магния, кальция, цинка (II);
  • валентность алюминия (III).

А вот валентность железа и меди, брома и хлора, а также многих других элементов изменяется, когда они образуют различные химические соедения.

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 H2O2, степень окисления кислорода и водорода в нем  2s H2O2, степень окисления кислорода и водорода в нем  2s H2O2, степень окисления кислорода и водорода в нем 2p H2O2, степень окисления кислорода и водорода в нем

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

Заключение

Углубляя свои знания о строении атомов, вы глубже и подробнее узнаете и валентность. Эта характеристика химических элементов не является исчерпывающей. Но у нее большое прикладное значение. В чем вы сами не раз убедились, решая задачи и проводя химические опыты на уроках.

Эта статья создана, чтобы помочь вам систематизировать свои знания о валентности. А также напомнить, как можно ее определить и где валентность находит применение.

Надеемся, этот материал окажется для вас полезным при подготовке домашних заданий и самоподготовке к контрольным и экзаменам.

Не забудьте поделиться ссылкой с друзьями в социальных сетях, чтобы они тоже могли воспользоваться этой полезной информацией.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий