Степень окисления калия (К): в соединениях, как определить, примеры

Степень окисления калия в соединениях равна +1. Это определяется его положением в периодической системе: калий — элемент 1‑й группы (главная подгруппа), 4‑го периода.
Как щелочной металл, он имеет один электрон на внешнем уровне (4s¹), который стабильно отдаёт в химических реакциях.

В отличие от калия, для многих других элементов положение в таблице даёт лишь базовую информацию о степенях окисления.

Чтобы определить все возможные значения, используют электронную формулу.
Например:

для серы (1s²2s²2p⁶3s²3p⁴) формула показывает возможность распаривания электронов и проявления степеней окисления +4 и +6;
для хлора (1s²2s²2p⁶3s²3p⁵) — возможность достижения степени окисления +7 за счёт вакантных d‑орбиталей.

Калий же не демонстрирует таких вариаций: его электронная конфигурация ([Ar]4s¹) и низкая электроотрицательность (0,82 по шкале Полинга) гарантируют единственную степень окисления +1.

Рис. Степень окисления калия 0, +1. Факторы, влияющие на СО — принадлежность к щелочным металлам, электронная конфигурация [Ar] 4s¹ и крайне низкая энергия ионизации.

Содержание страницы

Toggle

Почему у калия такие степени окисления?

Причина постоянства степени окисления калия — наличие одного слабосвязанного электрона на внешнем уровне: 4s¹.

В простом веществе (K⁰): Единственный валентный электрон удерживается ядром. Заряд атома равен 0. 4s [↑]. Примечание: В металлической решетке этот электрон обобществлен, но формальная СО остается нулевой.
В соединениях (K⁺¹): Калий мгновенно отдает этот электрон, чтобы достичь сверхстабильной оболочки инертного газа аргона. Подуровень 4s становится пустым: 4s [ ].

Рис. 2. Степень окисления калия +1 обусловлена наличием одного валентного электрона в конфигурации [Ar] 4s¹↑. При его отдаче образуется стабильный ион K⁺

Так как атом теряет одну отрицательно заряженную частицу, его заряд всегда становится +1.

Степень окисления калия в соединениях

В любых сложных веществах калий всегда имеет степень окисления +1. Исключений для этого правила в классической химии не существует.

Оксид калия (K₂O): K +1, O -2.
Хлорид калия (KCl): K +1, Cl -1.
Перманганат калия (KMnO₄): K +1, Mn +7, O -2.

Примечание: В пероксидах (K₂O₂) и надпероксидах (KO₂) калий всё равно +1, меняется СО кислорода.

Высшая и низшая степени окисления

Высшая степень окисления калия равна +1 (номер группы). Низшая равна 0 (металл).

Примечание: Калий никогда не принимает электроны, поэтому отрицательных СО не имеет.

Как определить степень окисления калия

По таблице Менделеева

Калий (K) в таблице Менделеева находится в 1-й группе (IA), период — 4, блок — s-элемент. Базовая (и единственная стабильная) степень окисления Калия (K) в соединениях — +1.

Щелочной металл: Обладает самой высокой восстановительной способностью среди элементов своего периода.
Электроотрицательность: По Полингу составляет 0,82 (очень низкая), что заставляет калий всегда быть «донором» электронов.

По электронной конфигурации

Электронная формула калия: [Ar] 4s¹.
На внешнем уровне всего 1 электрон.
Квантовые числа валентного электрона: n=4, l=0, m_l=0, m_s=+½.

Примечание: Электрон находится на большом удалении от ядра, что облегчает его отрыв.

По валентности (Число связей)

Валентность калия всегда равна I.

Это означает, что калий образует только одну химическую связь (преимущественно ионную), отдавая свой единственный s-электрон.

В гидроксиде калия (KOH) калий образует одну связь с группой OH, валентность — I, СО = +1.
В сульфате калия (K₂SO₄) каждый атом калия одновалентен, СО = +1.

По химическому соединению (Алгебраический расчет)

Так как Калий — один из самых активных металлов, его степень окисления во всех соединениях (солях, щелочах, оксидах) всегда +1.

Пример для K₂Cr₂O₇ (дихромат калия):

Сумма СО равна 0. Обозначим СО хрома за x. Калий всегда +1, кислород -2.

2 · (+1) + 2 · x + 7 · (-2) = 0

2 + 2x — 14 = 0 ⇒ 2x = 12 ⇒ x = +6 (СО хрома).

Пример для K (чистый металл):

Степень окисления простого вещества всегда равна 0.

x = 0

Примеры степеней окисления калия

СО	Класс соединений	Примеры
+1	Оксиды, щелочи (едкое кали), соли	K₂O, KOH, KCl, KNO₃, K₂CO₃
0	Простое вещество (металл)	K

Калий химический элемент: химические и физические свойства, нахождение в природе, получение и применение.

Пример решения задачи:

▶️ Дано:

Соединение: KClO₃ (бертолетова соль).

⌕ Найти:

Определите СО хлора, зная СО калия.

✨ Решение:

1) K — элемент I группы, СО всегда = +1.

2) O — кислород в солях обычно имеет СО = −2.

3) Расчет: +1 + x + 3 · (−2) = 0 → 1 + x − 6 = 0 → x − 5 = 0 → x = +5.

✅ Ответ:

Cl(+5).

Проверка знаний: Калий в химии

Отметьте правильные утверждения для Калия (K):

1) Является s-элементом 4-го периода.

2) Проявляет переменную валентность I и II.

3) Степень окисления в оксиде K₂O равна +1.

4) Электронная конфигурация внешнего слоя: 4s¹.

Показать верные ответы и пояснения

Правильные ответы: 1, 3, 4

1) Калий открывает 4-й период и находится в s-блоке.

3) В любых сложных веществах у калия СО +1.

4) Один электрон на 4s орбитали — главная характеристика калия.

Ошибка в 2: Валентность калия строго постоянна и равна I.

Часто задаваемые вопросы

Почему у калия не бывает степени окисления +2?

После отдачи одного электрона калий приобретает конфигурацию инертного газа аргона.

Чтобы оторвать второй электрон, потребовалась бы огромная энергия, так как пришлось бы разрушать очень устойчивый электронный слой.

Как калий ведет себя по отношению к водороду?

Калий реагирует с водородом, образуя гидрид (KH). Даже в этом случае калий имеет СО +1 (восстановитель), а водород принимает электрон и имеет СО -1 (окислитель).

Какова степень окисления калия в простых веществах?

В простом веществе (металлическом калии, K) степень окисления всегда равна 0. Это общее правило для всех элементов в их свободном состоянии.