Степень окисления элемента указывает на гипотетический заряд атома в соединении. Это гипотетически, потому что в контексте соединения элементы не обязательно могут быть ионными. Когда количество электронов, связанных с атомом, изменяется, его степень окисления также изменяется. Когда элемент теряет электрон, его степень окисления увеличивается.
Правила окисления
Когда элемент теряет электрон, его степень окисления всегда становится более положительной. Точная конфигурация степеней окисления в соединении определяется рядом правил степени окисления. Эти правила описывают распределение степеней окисления внутри соединения и обрисовывают типичные степени окисления для некоторых элементов. Если вы ознакомитесь с этими правилами, вы сможете понять и предсказать, какой реагент будет окисляться.
Множественные числа окисления
Некоторые элементы имеют много возможных степеней окисления. Если вы знаете, что это за элементы, вы можете предсказать, что произойдет с их степенью окисления в реакции. Например, железо может иметь степень окисления от -2 до +6. Наиболее распространенные степени окисления железа +2 и +3. Чтобы определить, какой из них присутствует в соединении, ученые записывают степень окисления римскими цифрами в названии соединения. В реакции, если железо теряет электроны, его степень окисления изменится. Это тот случай, когда железо ржавеет. Твердое железо окисляется до железа (II) атомами кислорода. Затем атомы железа (II) теряют электроны при взаимодействии с ионами водорода и кислородом. В этой реакции образуются ионы железа (III), которые могут перейти к образованию гидроксида железа (III) и оксида железа (III).
Окисляющие агенты
Когда соединение теряет электроны, должно быть, что-то заставляет его это делать. Это называется окислителем. Например, когда железо ржавеет, окислителем является кислород. Кислород получает электроны, которые теряет железо. Электроны, которые теряются в реакции, должны быть получены где-то еще, чтобы уравновесить электрический потенциал. В свою очередь, степень окисления кислорода также изменяется.
Окисление и восстановление
Реакции, в которых элемент окисляется, обычно включают соответствующее восстановление другого элемента. Уменьшение происходит, когда элемент приобретает электроны; в этом случае его степень окисления снижается. Например, когда железо ржавеет, кислород может действовать как окислитель. По мере того, как кислород набирает электроны, его степень окисления меняется с нуля на степень окисления, равную отрицательным двум.