Каковы значения степени окисления и валентности элементов в веществах, формулы которых: H2O2, Na2O2, FeS2? Объясните их смысл.

ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2022, §22 СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1.

Дайте определение понятию «степень окисления».

Степень окисления — это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный из предположения, что все ковалентные полярные связи превратились в ионные.

Упражнение 2. Назовите элементы с постоянной степенью окисления и элементы с переменной степенью окисления.
К элементам с постоянной степенью окисления относятся:
• химические элементы IA , IIA, IIIA групп, имеющие степень окисления соответственно 1, 2, 3;
• фтор, имеющий степень окисления -1 ;
• кислород, проявляющий в подавляющем большинстве соединений степень окисления -2 ;
• водород, имеющий в соединениях с большинством неметаллов степень окисления 1, а в соединениях с металлами — степень окисления -1 .
Другие химические элементы проявляют переменные степени окисления.
Как соотносится положение химического элемента в таблице Д.И.Менделеева со значением его степеней окисления? Максимальная (положительная) степень окисления химические элементов совпадает с номером группы, в которой элемент размещается.

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Упражнение 1.

Сравните понятия «степень окисления» и «валентность».

Понятие «валентность» применяют для соединений молекулярного строения. Для всех классов соединений (молекулярного и немолекулярного строения), независимо от вида химических связей (ковалентная, ионная, металлическая), применяется более универсальное понятие «степень окисления». Это понятие условное для веществ молекулярного и атомного строения, для них реального содержания оно не имеет.
Валентность определяется только числом ковалентных связей без учета полярности образованных связей, поэтому не имеет знака и приобретает значение от I до VIII. Степень окисления, в отличие от валентности, может иметь положительное ( ), отрицательное (-) и нулевое значение. Степень окисления в простых веществах равна нулю, а валентность отличная от нуля.

Приведите примеры веществ, в которых величины валентности и степени окисления совпадают и различаются.

Совпадают:

хлорид натрия, оксид магния, соляная кислота, оксид натрия.

Различаются:

кислород(О₂, степень окисления элемента ноль, а валентность II),водород(Н₂, степень окисления элемента ноль, а валентность I),азот(N₂, степень окисления элемента ноль, а валентность III), пероксид водорода(Н₂О₂, степень окисления кислорода -1, а валентность кислорода II), серный колчедан(FeS₂, степень окисления серы -1, а валентность серы II), этилен(C₂^-2H₄ ¹, степень окисления углерода -2, а валентность углерода IV).
Объяснение: в простых веществах неметаллах существует ковалентная неполярная связь, общая электронная пара не сдвигается ни к одному из атомов, поэтому степень окисления элементов в простых веществах всегда равна нулю. Однако атомы друг с другом связаны, то есть имеют определённую валентность, например, в кислороде валентность элемента О равна II (О=О), а в азоте валентность элемента N — III (NΞN). В молекуле пероксида водорода степень окисления кислорода -1: Н₂ ¹О₂^-1, но зато валентность кислорода II (Н-О-О-Н). 

Упражнение 2. Рассчитайте степени окисления атомов химических элементов в веществах:
а) Nа₂S; Na₂ S^-2
Объяснение: степень окисления натрия равна 1. Обозначим степень окисления серы через х: Nа₂ ¹S^х, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 2•( 1) х=0, отсюда х =-2. Степень окисления серы равна -1
б) F₂; F₂⁰
Объяснение: степень окисления в простых веществах равна 0.
в) КNO₃; K N ⁵O₃^-2
Объяснение: степень окисления калия равна 1, а кислорода -2. Обозначим степень окисления азота через х: К ¹N^хO₃^-2, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 1•( 1) х 3•(-2)=0, отсюда х=6-1=5. Cтепень окисления азота равна 5. 
г) Са₃Р₂; Ca₃ ²P₂^-3
Объяснение: степень окисления кальция равна 2. Обозначим степень окисления фосфора через х: Ca₃ ²P₂^x, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 3•( 2) 2•(x)=0, отсюда 2х=-6, x=-3. Степень окисления фосфора равна -3.
д) ВF₃. B ³F₃^-1
Объяснение: степень окисления бора равна 3. Обозначим степень окисления фтора через х: B ³F₃^x, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 1•( 3) 3•(x)=0, отсюда 3х=-3, x=-1. Степень окисления фтора равна -1.

Упражнение 3. Расположите формулы веществ в порядке увеличения степени окисления атома хлора: КСlО₃, Сl₂, НСlО₄, FeCl₃, Ca(СlО)₂, СlО₃, КСlО₂.
Ответ: FeСl₃, Сl₂, Ca(СlО)₂, КСlО₂, КСlО₃, СlО₃, НСlО₄.
К ¹Сl ⁵O₃^-2, Сl₂⁰, Н ¹Сl ⁷О₄^-2, Fe ³Сl₃^-1, Са ²(Сl ¹О^-2)₂, Сl ⁶О₃^-2, К ¹Сl ³О₂^-2.
Объяснение.
В соединении КСlО_3. Объяснение: степень окисления калия равна 1, а кислорода -2. Обозначим степень окисления хлора через х: К ¹Cl^хO₃^-2, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 1•( 1) х 3•(-2)=0, отсюда х=6-1=5. Cтепень окисления хлора равна 5.
В соединении HСlО_4. Объяснение: степень окисления водорода равна 1, а кислорода -2. Обозначим степень окисления хлора через х: Н ¹Cl^хO₄^-2, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 1•( 1) х 4•(-2)=0, отсюда х=8-1=7. Cтепень окисления хлора равна 7.
В соединении Сa(СlO)_2. Объяснение: степень окисления кальция равна 2, а кислорода -2. Обозначим степень окисления хлора через х: Ca ²(Cl^хO^-2)₂, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 1•( 2) 2•х 2•(-2)=0, отсюда х=(4-2):2=1. Cтепень окисления хлора равна 1.
В соединении СlO_3. Объяснение: степень окисления кислорода -2. Обозначим степень окисления хлора через х: Cl^хO^-2₃, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 1•х 3•(-2)=0, отсюда х=6. Cтепень окисления хлора равна 6.
В соединении КСlО_2. Объяснение: степень окисления калия равна 1, а кислорода -2. Обозначим степень окисления хлора через х: К ¹Cl^хO₂^-2, принимая во внимание свойство электронейтральности вещества, получим уравнение: 1•( 1) х 2•(-2)=0, отсюда х=4-1=3. Cтепень окисления хлора равна 3.

Упражнение 4. В каких переходах степени окисления атомов увеличились, а в каких — уменьшились:
а) HBr — Вг₂;
Н ¹Вг^-1 — Вг₂⁰; — увеличились(Вг: -1→0)
б) FeO — Fе₂O₃;
Fe ²O^-2 — Fе₂ ³O₃^-2 — увеличились(Fе: 2→ 3)
в) S — ZnS;
S⁰ — Zn ²S^-2; —уменьшились(S: 0→-2)
г) КMnO₄ — К₂МnO₄?
К ¹Mn ⁷O₄^-2 — К₂ ¹Мn ⁶O₄^-2 — уменьшились(Мn: 7→ 6)

ВЫРАЗИТЕ МНЕНИЕ

Упражнение 1. 

Предложите свой способ образования названий бинарных соединений. Назовите соединения, имеющие формулы: Na

₂

O, СаS, FeS, Са

₃

N

₂

, Mg

₂

Si, СО, ССl

₄

.

Ответ: оксид натрия, сульфид кальция, сульфид железа (II), нитрит кальция, силицид магния, оксид карбона (II), хлорид углерода (IV).