Возможные степени окисления элементов
Перед тем как начать писать окислительно-восстановительные реакции, необходимо знать какие степени окисления может проявлять тот или иной химический элемент. Рассмотрим степени окисления, знание которых необходимо для успешной сдачи ЕГЭ.
Элементы с постоянными степенями окисления в сложных соединениях:
| Степень окисления | Элементы | Примеры соединений | Названия соединений |
|---|---|---|---|
| -1 | F | NaF OF2 |
Фторид натрия Фторид кислорода |
| +1 | Все металлы 1-ой группы главной подгруппы (Li-Fr) | Na2O KH |
Оксид натрия Гидрид калия |
| +2 | Все металлы 2-ой группы главной подгруппы (Be-Ra), а также Zn и Cd | BeO CaH2 |
Оксид бериллия Гидрид кальция |
| +3 | Al | Al2O3 Al(OH)3 Al2(SO4)3 |
Оксид алюминия Гидроксид алюминия Сульфат алюминия |
Элементы с переменными степенями окисления:
1. Водород
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Комментарий |
|---|---|---|---|
| 0 | H2 | Водород (простое вещество) | В твердом состоянии, как и все газы, образует молекулярную кристаллическую решетку |
| +1 | H2O H2O2 H2SO4 KOH NaHSO3 |
Вода Пероксид водорода Серная кислота Гидроксид калия Гидросульфит натрия |
В таких соединениях, как вода, пероксид водорода, все кислоты, основания, кислые соли, все органические соединения |
| -1 | NaH CaH2 |
Гидрид натрия Гидрид кальция |
В соединениях с металлами водород имеет степень окисления -1, а также в силане SiH4 |
2. Кислород
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Комментарий |
|---|---|---|---|
| 0 | O2 | Кислород (простое вещество) | В твердом состоянии, как и все газы, образует молекулярную кристаллическую решетку |
| -2 | H2O Na2O H2SO4 KOH NaHSO3 |
Вода Оксид натрия Серная кислота Гидроксид калия Гидросульфит натрия |
В таких соединениях, как вода, все оксиды, кислоты, основания, кислые соли, все органические соединения |
| -1 | H2O2 Na2O2 BaO2 |
Пероксид водорода Пероксид натрия Пероксид бария |
В пероксиде водорода и всех других пероксидах |
| +1 | O2F2 | Дифторид кислорода |
Положительные степени окисления кислород проявляет только в соединениях с фтором |
| +2 | OF2 | Фторид кислорода |
3. Сера
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Комментарий |
|---|---|---|---|
| 0 | S8 | Сера | Светло-желтый порошок; нерастворим в воде, тяжелее её, но в воде не тонет, плавает на её поверхности, так как ею не смачивается. Молекулы S8 образуют молекулярную кристаллическую решетку. Сера существует в виде нескольких аллотропных модификаций: ромбическая, моноклинная, пластическая. |
| -2 | H2S CaS |
Сероводородная кислота Сульфид кальция |
Все сульфиды |
| -1 | FeS2 |
Персульфид железа (II) |
В рамках ЕГЭ сера в такой ст. ок. встречается только в FeS2 (но также в соединениях H2S2, Na2S2 и некоторых других) |
| +4 | SO2 H2SO3 CaSO3 |
Оксид серы (IV) Сернистая кислота Сульфит кальция |
В таких соединениях как оксид серы (IV), сернистой кислоте и всех её солях |
| +6 | SO3 H2SO4 CaSO4 |
Оксид серы (VI) Серная кислота Сульфат кальция |
В таких соединениях как оксид серы (VI), серной кислоте и всех её солях |
4. Азот
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Комментарий |
|---|---|---|---|
| 0 | N2 | Азот (простое вещество) | В твердом состоянии, как и все газы, образует молекулярную кристаллическую решетку |
| -3 | NH3 Na3N Ca3N2 |
Аммиак Нитрид натрия Нитрид кальция |
В таких соединениях, как аммиак и все нитриды |
| -2 | N2H4 | Гидразин | Степени окисления -2 и -1 встречаются только в органических соединениях |
| -1 | NH2OH | Гидроксиламин | |
| +1 | N2O | Оксид азота (I) | Азот проявляет положительные степени окисления только в соединениях с кислородом и фтором |
| +2 | NO | Оксид азота (II) | |
| +3 | N2O3 HNO2 NF3 |
Оксид азота (III) Азотистая кислота Фторид азота (III) |
В таких соединениях, как оксид азота (III), азотистой кислоте и всех её солях, фториде азота (III) |
| +4 | NO2 | Оксид азота (IV) | Кислотный оксид |
| +5 | N2O5 HNO3 |
Оксид азота (V) Азотная кислота |
В таких соединениях, как оксид азота (V), азотной кислоте и всех её солях |
5. Галогены*
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Комментарий |
|---|---|---|---|
| 0 | F2 Cl2 Br2 I2 |
Фтор Хлор Бром Йод |
Светло-зеленый газ Желто-зеленый газ Темно-красная жидкость Серо-черные кристаллы |
| -1 | HF HCl HBr HI |
Фтороводород (соли кислоты: фториды) Хлороводород (соли кислоты: хлориды) Бромоводород (соли кислоты: бромиды) Йодоводород (соли кислоты: йодиды) |
Бесцветные ядовитые газы. При растворении в воде образуют соответствующие кислоты. |
| +1 | HClO HBrO HIO |
Хлорноватистая кислота (соли: гипохлориты) Бромноватистая кислота (соли: гипобромиты) Йодноватистая кислота (соли: гипоиодиты) |
В приведенных кислотах, а также всех их солях |
| +3 | HClO2 HBrO2 HIO2 |
Хлористая кислота (соли: хлориты) Кислота неустойчива Кислота неустойчива |
В приведенных кислотах, а также всех их солях |
| +5 | HClO3 HBrO3 HIO3 |
Хлорноватая кислота (соли: хлораты) Бромноватая кислота (соли: броматы) Йодноватая кислота (соли: иодаты) |
В приведенных кислотах, а также всех их солях |
| +7 | HClO4 HBrO4 HIO4 |
Хлорная кислота (соли: перхлораты) Бромная кислота (соли: перброматы) Йодная кислота (соли: периодаты) |
В приведенных кислотах, а также всех их солях |
* Для фтора только 0 и -1; At также является галогеном, но его не рассматриваем, так как в природе его практически нет.
6. Углерод**
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Тип соединения | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 0 | C | Углерод | Неметалл | Аллотропные модификации: алмаз, графит, карбин (черный порошок, полимерные цепи -C=C-, =С=С=), фуллерены (темные, похожие на сажу, C60-C200) |
| +2 | CO | Оксид углерода (II) (угарный газ) |
Несолеобразующий оксид | В таких соединениях как CO, а также в некоторых органических соединениях |
| +4 | CO2 H2CO3 |
Оксид углерода (IV) (углекислый газ) Угольная кислота |
Кислотный оксид Слабая кислота |
В таких соединениях как оксид углерода (IV), угольная кислота и все ее соли |
** В органических соединениях углерод проявляет все степени окисления от -4 (например, CH4) до +3 (например, CH3COOH).
7. Фосфор
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Тип соединения | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 0 | P | Фосфор | Неметалл | В природе в свободном состоянии не встречается. Наиболее устойчивые аллотропные модификации: белый фосфор (P4, молекулярная кристаллическая решетка), красный и черный фосфор (атомные кристаллические решетки) |
| -3 | PH3 | Фосфин | Летучее водородное соединение | Бесцветный ядовитый газ с запахом чеснока |
| +1 | H3PO2 NaH2PO2 |
Фосфорноватистая кислота Гипофосфит натрия |
Кислота Средняя соль |
Только в кислоте и ее солях |
| +3 | P2O3 H3PO3 Na2HPO3 |
Оксид фосфора (III) Фосфористая кислота Фосфит натрия |
Кислотный оксид Кислота Средняя соль |
В таких соединениях, как оксид фосфора (III), фосфористая кислота и все её соли |
| +5 | P2O5 H3PO4 Na3PO4 |
Оксид фосфора (V) (Орто)фосфорная кислота Фосфат натрия |
Кислотный оксид Кислота Средняя соль |
В таких соединениях, как оксид фосфора (V), фосфорная кислота и все её соли |
8. Хром
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Тип соединения | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 0 | Cr | Хром | Металл | Голубовато-белый металл. В обычных условиях покрыт оксидной пленкой и поэтому инертен по отношению к кислороду воздуха и воде. |
| +2 | CrO Cr(OH)2 |
Оксид хрома (II) Гидроксид хрома (II) |
Основный оксид Нерастворимое основание |
Нестабильная степень окисления, сильные восстановители |
| +3 | Cr2O3 Cr(OH)3 NaCrO2 Na3[Cr(OH)6] |
Оксид хрома (III) Гидроксид хрома (III) Метахромит натрия Гексагидроксохромат (III) натрия |
Амфотерный оксид Амфотерный гидроксид Средняя соль Гидроксокомплекс |
Степень окисления стабильная, проявляется в оксиде, гидроксиде, хромитах и гидроксокомплексах с хромом |
| +6 | CrO3 H2CrO4 H2Cr2O7 |
Оксид хрома (VI) Хромовая кислота (соли: хроматы, желтые) Дихромовая кислота (соли: дихроматы, оранжевые) |
Кислотный оксид Кислота Кислота |
Степень окисления стабильная (соединения являются сильными окислителями) проявляется в оксиде, кислотах (хромовой, дихромовой) и их солях |
9. Железо
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Тип соединения | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 0 | Fe | Железо | Металл | Серебристо-белый, блестящий металл |
| +2 | FeO Fe(OH)2 |
Оксид железа (II) Гидроксид железа (II) |
Основный оксид Нерастворимое основание |
Оксид черного цвета Гидроксид серо-зеленого цвета |
| +3 | Fe2O3 Fe(OH)3 KFeO2 K3[Fe(OH)6] |
Оксид железа (III) Гидроксид железа (III) Феррит калия Гексагидроксоферрат (III) калия |
Амфотерный оксид Амфотерный гидроксид Средняя соль Гидроксокомплекс |
Оксид и гидроксид бурого цвета (цвет ржавчины) |
| +6 | K2FeO4 | Феррат калия | Средняя соль | Кислота H2FeO4 как индивидуальное вещество не выделена |
10. Медь
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Тип соединения | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 0 | Cu | Медь | Металл | Розово-красный, пластичный металл |
| +1 | Cu2O | Оксид меди (I) | Основный оксид | Кирпично-красного цвета |
| +2 | CuO Cu(OH)2 |
Оксид меди (II) Гидроксид меди (II) |
Основный оксид Нерастворимое основание |
Оксид черного цвета Гидроксид голубого цвета |
11. Марганец
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Тип соединения | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 0 | Mn | Марганец | Металл | Металл серебристо-белого цвета |
| +2 | MnO Mn(OH)2 |
Оксид марганца (II) Гидроксид марганца (II) |
Основный оксид Нерастворимое основание |
Оксид зеленого цвета Основание светло-розового цвета |
| +3 | Mn2O3 | Оксид марганца (III) | Амфотерный оксид | Коричнево-чёрные кристаллы, не растворимые в воде |
| +4 | MnO2 | Оксид марганца (IV) | Амфотерный оксид | Порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде |
| +6 | MnO3 K2MnO4 |
Оксид марганца (VI) Манганат калия |
Кислотный оксид Средняя соль |
Оксид тёмно-красного цвета Соль темно-зеленого цвета |
| +7 | Mn2O7 HMnO4 KMnO4 |
Оксид марганца (VII) Марганцовая кислота Перманганат калия |
Кислотный оксид Кислота Средняя соль |
Красная маслянистая жидкость Кислота и соль фиолетово-красного цвета |
12. Кремний
| Степень окисления | Примеры соединений | Названия соединений | Тип соединения | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 0 | Si | Кремний | Неметалл | Две аллотропные модификации: кристаллический (серый) и аморфный (белый порошок) |
| -4 | Mg2Si | Силицид магния | Бинарное соединение | Темно-синие кристаллы (Mg2Si). Ст. окисления -4 в соединениях кремния с металлами |
| +2 | SiO | Оксид кремния (II) | Несолеобразующий оксид | Смолоподобное аморфное вещество |
| +4 |
SiO2 |
Оксид кремния (IV) Силан Карборунд |
Кислотный оксид |
Кремнезём (SiO2) Бесцветный неустойчивый газ (SiH4) Кристаллическое вещество (SiC) Степень окисления +4 в соединениях кремния с неметалами |