Химия Валентность и степень окисления

Валентность и степень окисления

Теория:

Валентность (V) и степень окисления (СО) — это два разных, но взаимосвязанных способа описания того, как атомы взаимодействуют друг с другом в химических соединениях.

Понимание их различий критически важно для изучения структуры веществ и протекания химических реакций.

В то время как валентность используется для описания пространственной структуры и количества связей.

Степень окисления является ключевым понятием для анализа всех окислительно-восстановительных реакций.

Валентность и степень окисления: сравнение валентности (IV в CH4) и степени окисления (+1 и -1 в NaCl) для объяснения разницы между количеством связей и условным зарядом.

Валентность (V)

Валентность — это мера способности атома образовывать химические связи.

Валентность численно равна количеству ковалентных связей, которые образует атом в молекуле. В ионных соединениях она равна заряду иона.

Используется для описания структуры и геометрического строения молекул.

Знак: Всегда является положительным целым числом или нулем (например, I, II, III).

Пример (H2O): Атом кислорода (O) образует две связи с водородом.

V(O) = II

Степень окисления (СО)

Степень окисления — это инструмент для отслеживания перераспределения электронов в реакциях.

Это условный заряд атома, рассчитанный при условии, что все связи в молекуле являются ионными, т. е. электроны полностью перешли к более электроотрицательному атому.

Используется для идентификации окислительно-восстановительных реакций (ОВР), поскольку изменение означает перенос электронов.

Может быть положительной (знак)(если атом «отдает» электроны), отрицательной (если атом «принимает» электроны) или нулевой (в простых веществах).

Пример2О): Кислород более электроотрицателен, чем водород. Кислород «принимает» по одному электрону от каждого Н.

СО(О) = — 2

Взаимосвязь и различия

В простых ионных соединениях (как NaCl) валентность и CO численно совпадают.

Однако в большинстве ковалентных соединений они различаются.

Характеристика Валентность (V) Степень Окисления (СО)
Что отражает Количество связей Смещение электронной плотности
Знак Нет Есть (+, -, 0)
Пример (CH4) V(C) = IV (4 связи) СО(C) = -4 (Углерод более ЭО)
Пример (Na) I +1

Поэтому для описания структуры используется валентность. Для анализа химических превращений с обменом электронами (окисление/восстановление) используется степень окисления.

Часто задаваемые вопросы:

В чем главное отличие валентности от степени окисления?

Валентность (V) — это количество химических связей атома.

Степень Окисления (СО) — это условный заряд атома, который он получил бы при полном смещении электронов.

Всегда ли валентность и степень окисления совпадают численно?

Нет. Они совпадают в простых ионных соединениях (например, в NaCl: V = I, СО = +1).
 
Но во многих ковалентных соединениях (например, CH4​) они не совпадают (V = IV, СО = −4).

Может ли степень окисления быть отрицательной?

Да, СО может быть отрицательной (если атом более электроотрицателен и «принял» электроны), положительной (если «отдал» электроны) или нулевой (в чистых веществах).

Валентность всегда положительна.

Добавить комментарий