Процессы

Окислительно-восстановительными называют реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ[2].

 

8.1 Степень окисления элементов

В простых веществах химическая связь - ковалентная неполярная. В двухцентровой двухэлектронной связи связывающая электронная пара симметрична и сосредоточена посредине межатомного расстояния. Оба взаимодействующих атома проявляют ковалентность, равную сумме порядков всех связей данного атома с другими атомами молекулы. Взаимодействующие атомы не имеют эффективных зарядов, связь неполярна, электровалентности атомов равны нулю. Если химическая связь

образована двумя атомами с

близкими электроотрицатель-

ностями, то также образуется

ковалентная связь. Ковалентность

также равна порядку связи, относящемуся к той его доле, которая соответствует не­полярной ковалентной связи. Однако часть электронной плотности химической связи в некоторой мере смещена к более электроотрицательному атому. На этом атоме появляется эффективный отрицательный заряд, а на менее электроотрицательном - эффективный, положительный заряд атома. Величина заряда есть электровалентность атома. Значит, при повышении полярности атома убывает, а электровалентность – возрастает. В предельном случае полярной связи ионной — связывающая электронная плотность полностью смещена к более электроотри-цательномуатому. Эффективные заряды на взаимодей-ствующих атомах приобретают мак симальные по модулю значения, а ковалентная составляющая связи отсутствует. Таким образом, в ионной связи ковалентность взаимодействующих атомов –равна нулю, а электрова-лентность достигает экстремальных значений (рис. 23).

Рис.23 построен на основании того, что ковалентность атома определяется неполярной составляющей химической связи, а электровалентность - эффективными зарядами атомов. Из рис.23 также видно, что, хотя ковалентность и электровалентности атомов изменяются различным образом, сумма ковалентности и модуля электровалентности, т. е. валентность атома остается постоянной.

Для уравнивания и определения вида возможных продуктов многих химиче­ских реакций существует специальный метод, основанный на понятии степени окисления. Для примера рассмотрим несколько соединений (табл. 20).

Изтаблицы 20 видно, что по мере увеличения ионности связи уменьшается доля ковалентности атома и увеличивается доля электровалентности атома при постоянстве его общей валентности. В последнем столбце табл. 20 приведены значения валентности атома со знаком его электровалентности. Соответствующая вели­чина называется степенью окисления.