Степень окисления и валентность
Степень окисления показывает условный заряд атома в соединении, а валентность — число химических связей, которые атом образует. Эти величины связаны со строением вещества, но не являются одним и тем же.
При определении степени окисления учитывают распределение электронов в каждой связи. Например, в молекуле \(\mathrm{H_2O}\) кислород условно получает общие электроны, поэтому его степень окисления равна \(-2\), а водорода — \(+1\). Кислород образует две связи, поэтому его валентность равна II.
Формальная запись степени окисления
В нейтральном соединении сумма степеней окисления всех атомов равна нулю, а в сложном ионе — его заряду. Степень окисления простого вещества равна \(0\): это рассматривается подробнее на странице о степени окисления в простых веществах.
В \(\mathrm{NH_3}\) каждый атом водорода имеет степень окисления \(+1\). Поэтому для азота: \(x+3\cdot(+1)=0\), откуда \(x=-3\). Азот образует три связи N—H, значит, его валентность — III. Числа \(-3\) и III различаются по смыслу: первое — условный заряд, второе — число связей.
Формальный заряд — другой способ расчёта заряда атома внутри конкретной структуры Льюиса: связующие электроны делят между атомами поровну. Степень окисления распределяет их полностью более электроотрицательному атому. Поэтому у одного и того же атома эти величины могут быть разными.
Валентность также не всегда совпадает со степенью окисления по модулю. Например, в \(\mathrm{CH_4}\) углерод имеет степень окисления \(-4\) и валентность IV, а в \(\mathrm{CO_2}\) — степень окисления \(+4\) и валентность IV. О типичных значениях валентности см. страницу о типичной валентности, а об общем понятии — страницу о степени окисления.
Каковы степень окисления и валентность кислорода в \(\mathrm{H_2O}\)?
Главное
- Степень окисления — условный заряд атома; она имеет знак и может быть равна нулю.
- Валентность — число химических связей атома; знак у неё не ставят.
- Формальный заряд, степень окисления и валентность вычисляют по разным правилам.