Степень окисления фтора (F): в соединениях, как определить, примеры

Теория

Фтор (F) — это химический элемент 17-й группы (галогены), который является самым электроотрицательным элементом во всей таблице Менделеева.

Из-за этого фтор обладает уникально узким набором степеней окисления (−1 и 0).

В обычных условиях фтор представляет собой светло-желтый газ с резким запахом, проявляющий экстремально высокую химическую активность, реагируя почти со всеми веществами, включая благородные газы.

В отличие от других галогенов, у фтора отсутствуют d-орбитали на внешнем электронном слое (он находится во 2-м периоде), поэтому он не может расширять валентность и проявлять положительные степени окисления.

Фтор всегда выступает в роли окислителя, забирая один электрон у любого партнера по реакции для завершения своего электронного слоя.

Рис. Спектр степеней окисления фтора. Благодаря наличию пяти электронов на p-подуровне и отсутствию вакантных d-орбиталей 2-го уровня, фтор не способен распаривать электронные пары.

В отличие от брома, фтор не может расширять свою валентность и образует соединения только в одной постоянной степени окисления: –1.

Содержание страницы

Степень окисления фтора в соединениях

В любых химических соединениях с другими элементами фтор всегда имеет степень окисления −1. Он никогда не бывает восстановителем и не отдает свои электроны.

Даже в соединении с кислородом (OF₂), фтор забирает электронную плотность на себя, заставляя кислород проявлять редкую для него положительную степень окисления +2.

Высшая степень окисления фтора

Высшая степень окисления фтора равна 0. Она проявляется только в простом веществе — молекулярном фторе (F₂), где связь образована между двумя одинаковыми атомами.

Низшая степень окисления фтора

Низшая степень окисления фтора — −1. Это единственное устойчивое состояние фтора во всех сложных веществах (фторидах), таких как NaF, CaF₂ или HF.

Как определить степень окисления фтора

По таблице Менделеева (Положение в группе)

Фтор (F) в Периодической системе находится в 17-й группе (VIIA), период — 2, блок — p-элемент. Это самый сильный неметалл.

Низшая СО: Постоянная и равна -1.
Высшая СО: В составе простого вещества равна 0.

По электронной конфигурации

Электронная формула фтора: [He] 2s² 2p⁵.
На внешнем уровне (n = 2) у фтора 7 электронов.
Отсутствие 2d-подуровня делает невозможным переход электронов в возбужденное состояние, поэтому валентность фтора всегда равна I.

По валентности (Число связей)

В отличие от брома, валентность фтора постоянна и всегда равна I.

Это связано с тем, что у атома фтора отсутствуют свободные d-орбитали, поэтому он не может «распаривать» электроны и увеличивать число связей при возбуждении.

В фтороводороде (HF) фтор образует одну связь, его валентность — I, а СО = –1.
Во фториде кислорода (OF₂) фтор также образует только одну связь, его валентность — I, а СО = –1.

Важно запомнить: Для фтора состояния с валентностью III, V или VII (как у брома в бромноватой кислоте HBrO₃) физически невозможны.

По химическому соединению (Алгебраический расчет)

Так как Фтор — самый электроотрицательный элемент, его степень окисления в соединениях всегда -1. Мы можем использовать это для нахождения степеней окисления других элементов.

Пример для OF₂ (фторид кислорода):

Сумма всех степеней окисления в молекуле всегда равна 0. Обозначим степень окисления кислорода за x, а у фтора она всегда -1.

x + 2 • (-1) = 0

x — 2 = 0 ⇒ x = +2

Пример для F₂ (молекула фтора):

В простых веществах, состоящих из атомов одного элемента, степень окисления всегда равна 0.

2 • x = 0 ⇒ x = 0

Примеры степеней окисления фтора

СО	Класс соединений	Примеры
−1	Фториды (все соединения)	HF, NaF, OF₂, SF₆
0	Простое вещество	F₂

Фтор химический элемент: самый активный окислитель, свойства плавиковой кислоты и применение в атомной промышленности.

Пример решения, задача:

▶️ Дано:

Соединение: OF₂ (Фторид кислорода).

⌕ Найти:

Определите степени окисления обоих элементов.

✨ Решение:

1) Фтор (F) — самый электроотрицательный, его СО всегда −1.

2) Расчет для кислорода (x): x + 2 · (−1) = 0 → x − 2 = 0 → x = +2.

✅ Ответ:

СО фтора = −1, СО кислорода = +2.

Проверка знаний: Свойства Фтора

Отметьте три правильных утверждения для Фтора (F):

1) Имеет высшую степень окисления +7.

2) Является самым электроотрицательным элементом.

3) Находится во 2-м периоде таблицы Менделеева.

4) В соединениях всегда проявляет степень окисления -1.

5) При нормальных условиях — жидкость.

Показать верные ответы и пояснения

Правильные ответы: 2, 3, 4

2) Электроотрицательность фтора (3,98) — максимальная.

3) Фтор — первый элемент в группе галогенов, стоит во 2-м периоде.

4) Из-за высокой активности фтор только принимает электроны (СО -1).

Часто задаваемые вопросы

Почему у фтора нет положительных степеней окисления?

Положительная степень окисления возможна только если элемент отдает электроны более сильному окислителю.

Но более сильного окислителя, чем фтор, не существует. Кроме того, у него нет d-орбиталей для распаривания электронов.

Какая степень окисления фтора в соединении с кислородом?

Даже в соединении OF₂ степень окисления фтора остается −1.

Это исключение для кислорода, который в данном случае вынужден отдавать электроны.

Почему фтор имеет отрицательную степень окисления?

Потому что он самый «жадный» элемент в химии. Абсолютный химический чемпион, он всегда только забирает, поэтому всегда –1.