Степень окисления. Почему это понятие является формальным?
Хотелось бы в рамках одного вопроса получить ответы на следующие, связанные между собой, "подвопросы":
1)Почему при расчете степени окисления можно использовать формальный подход?
Как реально обстоит дело с окислением атомов в сложном соединении?
2)Может ли степень окисления быть дробной? Что это означает?
Ответы (2):
Формальным оно является, так как не соответствует реальным физическим или химическим процессам. Реальная степень передачи заряда от атома к атому в остовном не достигает даже одной единицы заряда электрона. Кроме того, в сложных соединениях идет наложение нескольких электронных эффектов и определение реальных зарядов - довольно не простая задача.
Поэтому ввели понятие степени окисления для удобства, с предположением, что все электроны передаются полностью. В принципе можно было бы использовать любые кратные значения степени окисления, но договорились, что условной передаче 1 электрона соответствует изменение степени окисления на единицу. Так как нельзя передать только часть электрона, у отдельного атома всегда получается целочисленная степень окисления. Но может использоваться и групповая степень окисления, т.е. степень окисления группы атомов, в этом случае стпень окисления может быть как целочисленной, так и дробной. Примеры: в оксиде азота(I) N2O групповая степень окисления азотов +1, а индивидуальная +5 и -3, в пропане C3H8 групповая степень окисления углеродов -8/3, а индивидуальная -3 и -2. Есть еще ситуации делокализации заряда, тогда тоже иногда пишут дробную (группповую для атомов по которым рассредоточен заряд) степень окисления.
Степень окисления атома (элемента) в соединении – это условный заряд, вычисленный в предположении, что соединение состоит только из ионов. При определении степени окисления условно предполагают, что валентные электроны в соединении переходят к более электроотрицательным атомам, а потому соединения состоят из положительно и отрицательно заряженных ионов. В действительности же в большинстве случаев происходит не полная отдача электронов, а только смещение электронной пары от одного атома к другому. Тогда можно дать другое определение: Степень окисления – это тот электрический заряд, который возник бы на атоме, если бы электронные пары, которыми он связан с другими атомами в соединении, перешли к более электроотрицательным атомам, а электронные пары, связывающие одинаковые атомы, были бы между ними поделены.
Степень окисления может быть дробной. В соединениях, содержащих делокализованные ковалентные связи и являющихся промежуточными между резонансными структурами, где степени окисления атомов различны. Например, в молекуле N2O крайний атом азота имеет степень окисления от −1 до 0, средний — от +2 до +3. В случае, когда атомы одного элемента в структуре равноправны, им приписывают среднее из возможных значений степени окисления, которое может быть дробным. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций часто используют средние (в том числе дробные) значения степени окисления даже в том случае, когда атомы неравноправны
СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ -ЭТО УСЛОВНАЯ ВЕЛИЧИНА ДЛЯ ЗАПИСИ ПРОЦЕССОВ ОКИСЛЕНИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ. ОНА ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ ЛИШЬ УДОБНЫЙ МЕТОД УЧЁТА ПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОНОВ,УКАЗЫВАЮЩ