Теория:
Степень окисления стронция (Sr) в сложных соединениях всегда равна +2, это состояние является единственно устойчивым для элементов его группы.
Значения, отличные от 0 и +2, для стронция в обычных условиях не характерны.
Состояние +2 обусловлено легкой отдачей двух валентных электронов с внешнего s-слоя, после чего атом приобретает стабильную электронную конфигурацию благородного газа криптона.
Стронций находится во 2-й группе (главная подгруппа II группы) и является s-элементом 5-го периода.
Как s-элемент, он обладает электронной конфигурацией [Kr] 5s2. На внешнем уровне у стронция находятся два электрона, которые он легко теряет при химическом взаимодействии.
Стронций проявляет постоянную степень окисления +2 в соединениях.
Это связано с низкой энергией ионизации: атому энергетически выгодно полностью освободить 5s-подуровень. Предвнешний слой стронция при этом остается стабильным.
В отличие от магния или кальция, стронций химически более активен, что объясняется увеличением атомного радиуса и более слабым удержанием внешних электронов ядром.
Чтобы определить возможные значения, используют электронную формулу.
Например:
Рис. 1. Возможные степени окисления стронция: 0, +2. В отличие от переходных металлов, стронций не проявляет переменной валентности в водных растворах.
На их формирование влияют электронное строение (два 5s-электрона), положение во 2-й группе (щелочноземельные металлы) и низкое значение электроотрицательности 0,95 по шкале Полинга.
Причина стабильности стронция — завершенность электронной оболочки, которая образуется сразу после отдачи двух внешних электронов.
5s [↑↓].5s [ ].Рис. 2. Процесс окисления стронция: атом Sr ([Kr] 5s2) легко расстается с валентными электронами, превращаясь в стабильный двухзарядный катион.
Соединения стронция типичны для сильных оснований и солей активных металлов:
Высшая степень окисления стронция равна +2. Она соответствует номеру его группы (IIА) в таблице Менделеева.
Низшая для металлов в свободном состоянии равна 0. Отрицательных степеней окисления стронций не проявляет из-за выраженных металлических свойств.
Важно: Стронций настолько активен, что в степени окисления 0 (чистый металл) он мгновенно окисляется на воздухе, покрываясь желтоватой оксидной пленкой.
Знак заряда определяется крайне низкой электроотрицательностью (ЭО).
Валентность стронция всегда равна II.
Так как Стронций — активный металл 2-й группы, его степень окисления во всех солях и оксидах всегда +2.
Это упрощает расчет других элементов в сложных солях.
Пример для SrBr2 (бромид стронция):
Сумма всех СО в молекуле равна 0.
Обозначим СО стронция за x, а у брома (галоген) она равна -1.
1 · x + 2 · (-1) = 0
x — 2 = 0 ⇒ x = +2
| СО | Цвет пламени / Соединений | Примеры соединений (с индексами) |
|---|---|---|
| +2 | Белый (соли), карминово-красный (в пламени) | SrO, SrSO4, Sr(NO3)2 |
| 0 | Серебристо-белый металл | Sr (Стронций) |
▶️ Дано:
Соединение: Sr(OH)2.
⌕ Найти:
Определите СО стронция.
✨ Решение:
Группа OH всегда имеет суммарный заряд −1. Уравнение: x + 2 · (−1) = 0 → x = +2.
✅ Ответ:
Sr(+2).
Отметьте правильные утверждения для Стронция (Sr):
Правильные ответы: 1, 2, 4, 5.
Разбор ошибок:
3 — неверно: металлы 2-й группы не проявляют отрицательных степеней окисления.
В стабильных химических соединениях — нет. Стронций всегда отдает оба валентных электрона, образуя устойчивый катион Sr2+.
Крайне нестабильные частицы с СО +1 могут существовать лишь доли секунды в газовой фазе при экстремальных температурах.
Химически ион стронция Sr2+ очень похож на ион кальция Ca2+. Организм «путает» их и встраивает радиоактивный изотоп стронция в костную ткань вместо кальция, что приводит к облучению изнутри.
Именно переход электронов в возбужденное состояние в ионе Sr2+ (СО +2) при нагревании заставляет пламя окрашиваться в карминово-красный цвет.
Это свойство широко используется в производстве фейерверков.