В химии, что такое число окисления?
Атомы объединяются посредством подачи и принятия отрицательно заряженных электронов, образуя ионную связь или разделяя электроны, образуя ковалентную связь. Как правило, ионные связи образуются между металлами и неметаллами, в то время как ковалентные связи образуются только между неметаллами. Число окисления атома представляет собой число электронов, которое он дал, принял или поделил с другими атомами, и будет положительным, когда он потерял или поделился электронами, и отрицательным, когда он получит или поделится электронами другого атома.
Первоначально окисление означало соединение с кислородом; противоположный процесс, удаление кислорода, был известен как восстановление. Например, когда кальций соединяется с кислородом, кислород удаляет два электрона из кальция, приобретая заряд -2, оставляя кальций с зарядом +2. Ионная связь сформировалась; кальций окисляется и кислород восстанавливается, что дает им степени окисления +2 и -2 соответственно. Ковалентная связь также включает окисление и восстановление: для образования воды два атома водорода соединяются с одним атомом кислорода, каждый из которых делит с ним электрон. Числа окисления двух атомов водорода равны +1, а атома кислорода -2.
Окисление не должно включать кислород; сегодня окисление просто означает потерю электронов и сокращение, выигрыш электронов. Как правило, элементы к левому нижнему углу периодической таблицы имеют наибольшую тенденцию терять электроны, в то время как элементы к верхнему правому углу имеют наибольшую тенденцию приобретать электроны. Кислород имеет сильную тенденцию удалять электроны из других элементов и поэтому является окислителем; однако другие элементы также могут окисляться. Например, фтор является еще более сильным окислителем.
Степень окисления кислорода обычно равна -2, но многие элементы могут иметь более одной возможной степени окисления. Для железа это может быть +2 или +3, в то время как для водорода это +1, когда объединено с неметаллами, как в воде (H 2 O), но -1, когда объединено с металлами, как в гидриде натрия (Na + H - ), где он принимает электрон. Степень окисления азота может варьироваться от -3 до +5. Числа окисления ионов в ионном соединении эквивалентны зарядам на ионах, в то время как числа атомов в соединении всегда составляют ноль.
Элементы могут объединяться с образованием ионов, которые имеют общую степень окисления. Например, атом серы может объединяться с четырьмя атомами кислорода с образованием сульфатной группы (SO 4 2- ) с степенью окисления -2. Аммиак, соединение азота и водорода с формулой NH 3 , может объединяться с дополнительным атомом водорода с образованием аммониевой группы NH 4 + с степенью окисления +1. Он ведет себя как металл и образует ионные соединения, такие как сульфат аммония ((NH 4 + ) 2 SO 4 2- ), где две аммониевые группы объединяются с одной сульфатной группой.