Высшая степень окисления 7. Типичные для химических элементов степени окисления

Умение находить степень окисления химических элементов является необходимым условием для успешного решения химический уравнений, описывающих окислительно-восстановительные реакции. Без него вы не сможете составить точную формулу вещества, получившегося в результате реакции между различными химическими элементами. В результате решение химических задач, построенных на подобных уравнениях, будет либо невозможным, либо ошибочным.

Понятие степени окисления химического элемента
Степень окисления – это условная величина, с помощью которой принято описывать окислительно-восстановительные реакции. Численно она равна количеству электронов, которое отдает атом приобретающий положительный заряд, или количеству электронов, которое присоединяет к себе атом, приобретающий отрицательный заряд.

В окислительно-восcтановительных реакциях понятие степень окисления используется для определения химических формул соединений элементов, получающихся в результате взаимодействия нескольких веществ.

На первый взгляд может показаться, что степень окисления эквивалентна понятию валентности химического элемента, но это не так. Понятие валентность используется для количественного выражения электронного взаимодействия в ковалентных соединениях, то есть в соединениях, образованных за счет образования общих электронных пар. Степень окисления используется для описания реакций, которые сопровождаются отдачей или присоединением электронов.

В отличии от валентности, являющейся нейтральной характеристикой, степень окисления может иметь положительное, отрицательное, или нулевое значение. Положительное значение соответствует числу отданных электронов, а отрицательная числу присоединенных. Нулевое значение означает, что элемент находится либо в форме простого вещества, либо он был восстановлен до 0 после окисления, либо окислен до нуля после предшествующего восстановления.

Как определить степень окисления конкретного химического элемента
Определение степени окисления для конкретного химического элемента подчиняется следующим правилам:

1. Степень окисления простых веществ всегда равна нулю.
   
2. Щелочные металлы, которые находятся в первой группе периодической таблицы, имеют степень окисления +1.
   
3. Щелочноземельные металлы, занимающие в периодической таблице вторую группу, имеют степень окисления +2.
   
4. Водород в соединениях с различными неметаллами всегда проявляет степень окисления +1, а в соединениях с металлами +1.
   
5. Степень окисления молекулярного кислорода во всех соединениях, рассматриваемых в школьном курсе неорганической химии, равна -2. Фтора -1.
   
6. При определении степени окисления в продуктах химических реакций исходят из правила электронейтральности, в соответствии с которым сумма степеней окисления различных элементов, входящих в состав вещества, должна быть равна нулю.
   
7. Алюминий во всех соединениях проявляет степень окисления равную +3.
   

Дальше, как правило, начинаются сложности, так как остальные химические элементы демонстрируют и проявляют переменную степень окисления в зависимости от типов атомов других веществ, участвующих в соединении.

Различают высшую, низшую и промежуточную степени окисления. Высшая степень окисления, как и валентность, соответствует номеру группы химического элемента в периодической таблице, но имеет при этом положительное значение. Низшая степень окисления численно равна разности между числом 8 группой элемента. Промежуточной степенью окисления будет любой число в диапазоне от низшей степени окисления до высшей.

Чтобы помочь вам сориентироваться в многообразии степеней окисления химических элементов предлагаем вашему вниманию следующую вспомогательную таблицу. Выберите в ней интересующий вас элемент и вы получите значения его возможных степеней окисления. В скобках будут указаны редко встречающиеся значения.

Электроотрицательность, как и прочие свойства атомов химических элементов, изменяется с увеличением порядкового номера элемента периодически:

График выше демонстрирует периодичность изменения электроотрицательности элементов главных подгрупп в зависимости от порядкового номера элемента.

При движении вниз по подгруппе таблицы Менделеева электроотрицательность химических элементов уменьшается, при движении вправо по периоду возрастает.

Электроотрицательность отражает неметалличность элементов: чем выше значение электроотрицательности, тем более у элемента выражены неметаллические свойства.

Степень окисления

Как рассчитать степень окисления элемента в соединении?

1) Степень окисления химических элементов в простых веществах всегда равна нулю.

2) Существуют элементы, проявляющие в сложных веществах постоянную степень окисления:

3) Существуют химические элементы, которые проявляют в подавляющем большинстве соединений постоянную степень окисления. К таким элементам относятся:

Элемент	Степень окисления практически во всех соединениях	Исключения
водород H	+1	Гидриды щелочных и щелочно-земельных металлов, например:
кислород O	-2	Пероксиды водорода и металлов: Фторид кислорода —

4) Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле всегда равна нулю. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в ионе равна заряду иона.

5) Высшая (максимальная) степень окисления равна номеру группы. Исключения, которые не попадают под это правило, — элементы побочной подгруппы I группы, элементы побочной подгруппы VIII группы, а также кислород и фтор.

Химические элементы, номер группы которых не совпадает с их высшей степенью окисления (обязательные к запоминанию)

6) Низшая степень окисления металлов всегда равна нулю, а низшая степень окисления неметаллов рассчитывается по формуле:

низшая степень окисления неметалла = № группы − 8

Отталкиваясь от представленных выше правил, можно установить степень окисления химического элемента в любом веществе.

Нахождение степеней окисления элементов в различных соединениях

Пример 1

Определите степени окисления всех элементов в серной кислоте.

Решение:

Запишем формулу серной кислоты:

Степень окисления водорода во всех сложных веществах +1 (кроме гидридов металлов).

Степень окисления кислорода во всех сложных веществах равна -2 (кроме пероксидов и фторида кислорода OF 2). Расставим известные степени окисления:

Обозначим степень окисления серы как x :

Молекула серной кислоты, как и молекула любого вещества, в целом электронейтральна, т.к. сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю. Схематически это можно изобразить следующим образом:

Т.е. мы получили следующее уравнение:

Решим его:

Таким образом, степень окисления серы в серной кислоте равна +6.

Пример 2

Определите степень окисления всех элементов в дихромате аммония.

Решение:

Запишем формулу дихромата аммония:

Как и в предыдущем случае, мы можем расставить степени окисления водорода и кислорода:

Однако мы видим, что неизвестны степени окисления сразу у двух химических элементов — азота и хрома. Поэтому найти степени окисления аналогично предыдущему примеру мы не можем (одно уравнение с двумя переменными не имеет единственного решения).

Обратим внимание на то, что указанное вещество относится к классу солей и, соответственно, имеет ионное строение. Тогда справедливо можно сказать, что в состав дихромата аммония входят катионы NH 4 + (заряд данного катиона можно посмотреть в таблице растворимости). Следовательно, так как в формульной единице дихромата аммония два положительных однозарядных катиона NH 4 + , заряд дихромат-иона равен -2, поскольку вещество в целом электронейтрально. Т.е. вещество образовано катионами NH 4 + и анионами Cr 2 O 7 2- .

Мы знаем степени окисления водорода и кислорода. Зная, что сумма степеней окисления атомов всех элементов в ионе равна заряду, и обозначив степени окисления азота и хрома как x и y соответственно, мы можем записать:

Т.е. мы получаем два независимых уравнения:

Решая которые, находим x и y :

Таким образом, в дихромате аммония степени окисления азота -3, водорода +1, хрома +6, а кислорода -2.

Как определять степени окисления элементов в органических веществах можно почитать .

Валентность

Валентность атомов обозначается римскими цифрами: I, II, III и т.д.

Валентные возможности атома зависят от количества:

1) неспаренных электронов

2) неподеленных электронных пар на орбиталях валентных уровней

3) пустых электронных орбиталей валентного уровня

Валентные возможности атома водорода

Изобразим электронно-графическую формулу атома водорода:

Было сказано, что на валентные возможности могут влиять три фактора — наличие неспаренных электронов, наличие неподеленных электронных пар на внешнем уровне, а также наличие вакантных (пустых) орбиталей внешнего уровня. Мы видим на внешнем (и единственном) энергетическом уровне один неспаренный электрон. Исходя из этого, водород может точно иметь валентность, равную I. Однако на первом энергетическом уровне есть только один подуровень — s, т.е. атом водорода на внешнем уровне не имеет как неподеленных электронных пар, так и пустых орбиталей.

Таким образом, единственная валентность, которую может проявлять атом водорода, равна I.

Валентные возможности атома углерода

Рассмотрим электронное строение атома углерода. В основном состоянии электронная конфигурация его внешнего уровня выглядит следующим образом:

Т.е. в основном состоянии на внешнем энергетическом уровне невозбужденного атома углерода находится 2 неспаренных электрона. В таком состоянии он может проявлять валентность, равную II. Однако атом углерода очень легко переходит в возбужденное состояние при сообщении ему энергии, и электронная конфигурация внешнего слоя в этом случае принимает вид:

Несмотря на то что на процесс возбуждения атома углерода тратится некоторое количество энергии, траты с избытком компенсируются при образовании четырех ковалентных связей. По этой причине валентность IV намного более характерна для атома углерода. Так, например, валентность IV углерод имеет в молекулах углекислого газа, угольной кислоты и абсолютно всех органических веществ.

Помимо неспаренных электронов и неподеленных электронных пар на валентные возможности также влияет наличие вакантных () орбиталей валентного уровня. Наличие таких орбиталей на заполняемом уровне приводит к тому, что атом может выполнять роль акцептора электронной пары, т.е. образовывать дополнительные ковалентные связи по донорно-акцепторному механизму. Так, например, вопреки ожиданиям, в молекуле угарного газа CO связь не двойная, а тройная, что наглядно показано на следующей иллюстрации:

Валентные возможности атома азота

Запишем электронно-графическую формулу внешнего энергетического уровня атома азота:

Как видно из иллюстрации выше, атом азота в своем обычном состоянии имеет 3 неспаренных электрона, в связи с чем логично предположить о его способности проявлять валентность, равную III. Действительно, валентность, равная трём, наблюдается в молекулах аммиака (NH 3), азотистой кислоты (HNO 2), треххлористого азота (NCl 3) и т.д.

Выше было сказано, что валентность атома химического элемента зависит не только от количества неспаренных электронов, но также и от наличия неподеленных электронных пар. Связано это с тем, что ковалентная химическая связь может образоваться не только, когда два атома предоставляют друг другу по одному электрону, но также и тогда, когда один атом, имеющий неподеленную пару электронов — донор() предоставляет ее другому атому с вакантной () орбиталью валентного уровня (акцептору). Т.е. для атома азота возможна также валентность IV за счет дополнительной ковалентной связи, образованной по донорно-акцепторному механизму. Так, например, четыре ковалентных связи, одна из которых образована по донорно-акцепторному механизму, наблюдается при образовании катиона аммония:

Несмотря на то что одна из ковалентных связей образуется по донорно-акцепторному механизму, все связи N-H в катионе аммония абсолютно идентичны и ничем друг от друга не отличаются.

Валентность, равную V, атом азота проявлять не способен. Связано это с тем, что для атома азота невозможен переход в возбужденное состояние, при котором происходит распаривание двух электронов с переходом одного из них на свободную орбиталь, наиболее близкую по уровню энергии. Атом азота не имеет d -подуровня, а переход на 3s-орбиталь энергетически настолько затратен, что затраты энергии не покрываются образованием новых связей. Многие могут задаться вопросом, а какая же тогда валентность у азота, например, в молекулах азотной кислоты HNO 3 или оксида азота N 2 O 5 ? Как ни странно, валентность там тоже IV, что видно из нижеследующих структурных формул:

Пунктирной линией на иллюстрации изображена так называемая делокализованная π -связь. По этой причине концевые связи NO можно назвать «полуторными». Аналогичные полуторные связи имеются также в молекуле озона O 3 , бензола C 6 H 6 и т.д.

Валентные возможности фосфора

Изобразим электронно-графическую формулу внешнего энергетического уровня атома фосфора:

Как мы видим, строение внешнего слоя у атома фосфора в основном состоянии и атома азота одинаково, в связи с чем логично ожидать для атома фосфора так же, как и для атома азота, возможных валентностей, равных I, II, III и IV, что и наблюдается на практике.

Однако в отличие от азота, атом фосфора имеет на внешнем энергетическом уровне еще и d -подуровень с 5-ю вакантными орбиталями.

В связи с этим он способен переходить в возбужденное состояние, распаривая электроны 3s -орбитали:

Таким образом, недоступная для азота валентность V для атома фосфора возможна. Так, например, валентность, равную пяти, атом фосфора имеет в молекулах таких соединений, как фосфорная кислота, галогениды фосфора (V), оксид фосфора (V) и т.д.

Валентные возможности атома кислорода

Электронно-графическая формула внешнего энергетического уровня атома кислорода имеет вид:

Мы видим на 2-м уровне два неспаренных электрона, в связи с чем для кислорода возможна валентность II. Следует отметить, что данная валентность атома кислорода наблюдается практически во всех соединениях. Выше при рассмотрении валентных возможностей атома углерода мы обсудили образование молекулы угарного газа. Связь в молекуле CO тройная, следовательно, кислород там трехвалентен (кислород — донор электронной пары).

Из-за того что атом кислорода не имеет на внешнем уровне d -подуровня, распаривание электронов s и p- орбиталей невозможно, из-за чего валентные возможности атома кислорода ограничены по сравнению с другими элементами его подгруппы, например, серой.

Валентные возможности атома серы

Внешний энергетический уровень атома серы в невозбужденном состоянии:

У атома серы, как и у атома кислорода, в обычном состоянии два неспаренных электрона, поэтому мы можем сделать вывод о том, что для серы возможна валентность, равная двум. И действительно, валентность II сера имеет, например, в молекуле сероводорода H 2 S.

Как мы видим, у атома серы на внешнем уровне появляется d -подуровень с вакантными орбиталями. По этой причине атом серы способен расширять свои валентные возможности в отличие от кислорода за счет перехода в возбужденные состояния. Так, при распаривании неподеленной электронной пары 3p -подуровня атом серы приобретает электронную конфигурацию внешнего уровня следующего вида:

В таком состоянии атом серы имеет 4 неспаренных электрона, что говорит нам о возможности проявления атомами серы валентности, равной IV. Действительно, валентность IV сера имеет в молекулах SO 2 , SF 4 , SOCl 2 и т.д.

При распаривании второй неподеленной электронной пары, расположенной на 3s -подуровне, внешний энергетический уровень приобретает конфигурацию:

В таком состоянии уже становится возможным проявление валентности VI. Примером соединений с VI-валентной серой являются SO 3 , H 2 SO 4 , SO 2 Cl 2 и т.д.

Аналогично можно рассмотреть валентные возможности остальных химических элементов.

В химии термины «окисление» и «восстановление» означает реакции, при которых атом или группа атомов теряют или, соответственно, приобретают электроны. Степень окисления - это приписываемая одному либо нескольким атомам численная величина, характеризующая количество перераспределяемых электронов и показывающая, каким образом эти электроны распределяются между атомами при реакции. Определение этой величины может быть как простой, так и довольно сложной процедурой, в зависимости от атомов и состоящих из них молекул. Более того, атомы некоторых элементов могут обладать несколькими степенями окисления. К счастью, для определения степени окисления существуют несложные однозначные правила, для уверенного пользования которыми достаточно знания основ химии и алгебры.

Шаги

Часть 1

Определение степени окисления по законам химии

Определите, является ли рассматриваемое вещество элементарным. Степень окисления атомов вне химического соединения равна нулю. Это правило справедливо как для веществ, образованных из отдельных свободных атомов, так и для таких, которые состоят из двух, либо многоатомных молекул одного элемента.

• Например, Al (s) и Cl 2 имеют степень окисления 0, поскольку оба находятся в химически несвязанном элементарном состоянии.
• Обратите внимание, что аллотропная форма серы S 8 , или октасера, несмотря на свое нетипичное строение, также характеризуется нулевой степенью окисления.

1. Определите, состоит ли рассматриваемое вещество из ионов. Степень окисления ионов равняется их заряду. Это справедливо как для свободных ионов, так и для тех, которые входят в состав химических соединений.

   • Например, степень окисления иона Cl - равняется -1.
   • Степень окисления иона Cl в составе химического соединения NaCl также равна -1. Поскольку ион Na, по определению, имеет заряд +1, мы заключаем, что заряд иона Cl -1, и таким образом степень его окисления равна -1.

2. Учтите, что ионы металлов могут иметь несколько степеней окисления. Атомы многих металлических элементов могут ионизироваться на разные величины. Например, заряд ионов такого металла как железо (Fe) равняется +2, либо +3. Заряд ионов металла (и их степень окисления) можно определить по зарядам ионов других элементов, с которыми данный металл входит в состав химического соединения; в тексте этот заряд обозначается римскими цифрами: так, железо (III) имеет степень окисления +3.

   • В качестве примера рассмотрим соединение, содержащее ион алюминия. Общий заряд соединения AlCl 3 равен нулю. Поскольку нам известно, что ионы Cl - имеют заряд -1, и в соединении содержится 3 таких иона, для общей нейтральности рассматриваемого вещества ион Al должен иметь заряд +3. Таким образом, в данном случае степень окисления алюминия равна +3.

3. Степень окисления кислорода равна -2 (за некоторыми исключениями). Почти во всех случаях атомы кислорода имеют степень окисления -2. Есть несколько исключений из этого правила:

   • Если кислород находится в элементарном состоянии (O 2), его степень окисления равна 0, как и в случае других элементарных веществ.
   • Если кислород входит в состав перекиси , его степень окисления равна -1. Перекиси - это группа соединений, содержащих простую кислород-кислородную связь (то есть анион перекиси O 2 -2). К примеру, в составе молекулы H 2 O 2 (перекись водорода) кислород имеет заряд и степень окисления -1.
   • В соединении с фтором кислород обладает степенью окисления +2, читайте правило для фтора ниже.

4. Водород характеризуется степенью окисления +1, за некоторыми исключениями. Как и для кислорода, здесь также существуют исключения. Как правило, степень окисления водорода равна +1 (если он не находится в элементарном состоянии H 2). Однако в соединениях, называемых гидридами, степень окисления водорода составляет -1.

   • Например, в H 2 O степень окисления водорода равна +1, поскольку атом кислорода имеет заряд -2, и для общей нейтральности необходимы два заряда +1. Тем не менее, в составе гидрида натрия степень окисления водорода уже -1, так как ион Na несет заряд +1, и для общей электронейтральности заряд атома водорода (а тем самым и его степень окисления) должен равняться -1.

5. Фтор всегда имеет степень окисления -1. Как уже было отмечено, степень окисления некоторых элементов (ионы металлов, атомы кислорода в перекисях и так далее) может меняться в зависимости от ряда факторов. Степень окисления фтора, однако, неизменно составляет -1. Это объясняется тем, что данный элемент имеет наибольшую электроотрицательность - иначе говоря, атомы фтора наименее охотно расстаются с собственными электронами и наиболее активно притягивают чужие электроны. Таким образом, их заряд остается неизменным.

6. Сумма степеней окисления в соединении равна его заряду. Степени окисления всех атомов, входящих в химическое соединение, в сумме должны давать заряд этого соединения. Например, если соединение нейтрально, сумма степеней окисления всех его атомов должна равняться нулю; если соединение является многоатомным ионом с зарядом -1, сумма степеней окисления равна -1, и так далее.

   • Это хороший метод проверки - если сумма степеней окисления не равна общему заряду соединения, значит вы где-то ошиблись.

   Часть 2

   Определение степени окисления без использования законов химии

   1. Найдите атомы, не имеющие строгих правил относительно степени окисления. По отношению к некоторым элементам нет твердо установленных правил нахождения степени окисления. Если атом не подпадает ни под одно правило из перечисленных выше, и вы не знаете его заряда (например, атом входит в состав комплекса, и его заряд не указан), вы можете установить степень окисления такого атома методом исключения. Вначале определите заряд всех остальных атомов соединения, а затем из известного общего заряда соединения вычислите степень окисления данного атома.

      • Например, в соединении Na 2 SO 4 неизвестен заряд атома серы (S) - мы лишь знаем, что он не нулевой, поскольку сера находится не в элементарном состоянии. Это соединение служит хорошим примером для иллюстрации алгебраического метода определения степени окисления.

   2. Найдите степени окисления остальных элементов, входящих в соединение. С помощью описанных выше правил определите степени окисления остальных атомов соединения. Не забывайте об исключениях из правил в случае атомов O, H и так далее.

      • Для Na 2 SO 4 , пользуясь нашими правилами, мы находим, что заряд (а значит и степень окисления) иона Na равен +1, а для каждого из атомов кислорода он составляет -2.

   3. Найдите неизвестную степень окисления из заряда соединения. Теперь у вас есть все данные для простого расчета искомой степени окисления. Запишите уравнение, в левой части которого будет сумма числа, полученного на предыдущем шаге вычислений, и неизвестной степени окисления, а в правой - общий заряд соединения. Иными словами, (Сумма известных степеней окисления) + (искомая степень окисления) = (заряд соединения).

      • В нашем случае Na 2 SO 4 решение выглядит следующим образом:
        • (Сумма известных степеней окисления) + (искомая степень окисления) = (заряд соединения)
        • -6 + S = 0
        • S = 0 + 6
        • S = 6. В Na 2 SO 4 сера имеет степень окисления 6 .
   • В соединениях сумма всех степеней окисления должна равняться заряду. Например, если соединение представляет собой двухатомный ион, сумма степеней окисления атомов должна быть равна общему ионному заряду.
   • Очень полезно уметь пользоваться периодической таблицей Менделеева и знать, где в ней располагаются металлические и неметаллические элементы.
   • Степень окисления атомов в элементарном виде всегда равна нулю. Степень окисления единичного иона равна его заряду. Элементы группы 1A таблицы Менделеева, такие как водород, литий, натрий, в элементарном виде имеют степень окисления +1; степень окисления металлов группы 2A, таких как магний и кальций, в элементарном виде равна +2. Кислород и водород, в зависимости от вида химической связи, могут иметь 2 различных значения степени окисления.

Выберите рубрику Книги Математика Физика Контроль и управления доступом Пожарная безопасность Полезное Поставщики оборудования Cредства измерений (КИП) Измерение влажности — поставщики в РФ. Измерение давления. Измерение расходов. Расходомеры. Измерение температуры Измерение уровней. Уровнемеры. Бестраншейные технологии Канализационные системы. Поставщики насосов в РФ. Ремонт насосов. Трубопроводная арматура. Затворы поворотные (дисковые затворы). Обратные клапаны. Регулирующая арматура. Фильтры сетчатые, грязевики, магнито-механические фильтры. Шаровые краны. Трубы и элементы трубопроводов. Уплотнения резьб, фланцев и т.д. Электродвигатели, электроприводы… Руководство Алфавиты, номиналы, единицы, коды… Алфавиты, в т.ч. греческий и латинский. Символы. Коды. Альфа, бета, гамма, дельта, эпсилон… Номиналы электрических сетей. Перевод единиц измерения Децибел. Сон. Фон. Единицы измерения чего? Единицы измерения давления и вакуума. Перевод единиц измерения давления и вакуума. Единицы измерения длины. Перевод единиц измерения длины (линейного размера, расстояний). Единицы измерения объема. Перевод единиц измерения объема. Единицы измерения плотности. Перевод единиц измерения плотности. Единицы измерения площади. Перевод единиц измерения площади. Единицы измерения твердости. Перевод единиц измерения твердости. Единицы измерения температуры. Перевод единиц температур в шкалах Кельвина (Kelvin) / Цельсия (Celsius) / Фаренгейта (Fahrenheit) / Ранкина (Rankine) / Делисле (Delisle) / Ньютона (Newton) / Реамюрa Единицы измерения углов ("угловых размеров"). Перевод единиц измерения угловой скорости и углового ускорения. Стандартные ошибки измерений Газы различные как рабочие среды. Азот N2 (хладагент R728) Аммиак (холодильный агент R717). Антифризы. Водород H^2 (хладагент R702) Водяной пар. Воздух (Атмосфера) Газ природный — натуральный газ. Биогаз — канализационный газ. Сжиженный газ. ШФЛУ. LNG. Пропан-бутан. Кислород O2 (хладагент R732) Масла и смазки Метан CH4 (хладагент R50) Свойства воды. Угарный газ CO. Монооксид углерода. Углекислый газ CO2. (Холодильный агент R744). Хлор Cl2 Хлороводород HCl, он же — Cоляная кислота. Холодильные агенты (хладагенты). Хладагент (холодильный агент) R11 — Фтортрихлорметан (CFCI3) Хладагент (Холодильный агент) R12 — Дифтордихлорметан (CF2CCl2) Хладагент (Холодильный агент) R125 — Пентафторэтан (CF2HCF3). Хладагент (Холодильный агент) R134а — 1,1,1,2-Тетрафторэтан (CF3CFH2). Хладагент (Холодильный агент) R22 — Дифторхлорметан (CF2ClH) Хладагент (Холодильный агент) R32 — Дифторметан (CH2F2). Хладагент (Холодильный агент) R407С — R-32 (23%)/ R-125 (25%)/ R-134a (52%)/ Проценты по массе. другие Материалы — тепловые свойства Абразивы — зернистость, мелкость, шлифовальное оборудование. Грунты, земля, песок и другие породы. Показатели разрыхления, усадки и плотности грунтов и пород. Усадка и разрыхление, нагрузки. Углы откоса, отвала. Высоты уступов, отвалов. Древесина. Пиломатериалы. Лесоматериалы. Бревна. Дрова… Керамика. Клеи и клеевые соединения Лед и снег (водяной лед) Металлы Алюминий и сплавы алюминия Медь, бронзы и латуни Бронза Латунь Медь (и классификация медных сплавов) Никель и сплавы Соответствие марок сплавов Стали и сплавы Cправочные таблицы весов металлопроката и труб. +/-5% Вес трубы. Вес металла. Механические свойства сталей. Чугун Минералы. Асбест. Продукты питания и пищевое сырье. Свойства и пр. Ссылка на другой раздел проекта. Резины, пластики, эластомеры, полимеры. Подробное описание Эластомеров PU, ТPU, X-PU, H-PU, XH-PU, S-PU, XS-PU, T-PU, G-PU (CPU), NBR, H-NBR, FPM, EPDM, MVQ, TFE/P, POM, PA-6, TPFE-1, TPFE-2, TPFE-3, TPFE-4, TPFE-5 (PTFE модифицированный), Сопротивление материалов. Сопромат. Строительные материалы. Физические, механические и теплотехнические свойства. Бетон. Бетонный раствор. Раствор. Строительная арматура. Стальная и прочая. Таблицы применимости материалов. Химическая стойкость. Температурная применимость. Коррозионная стойкость. Уплотнительные материалы — герметики соединений. PTFE (фторопласт-4) и производные материалы. Лента ФУМ. Анаэробные клеи Герметики невысыхающие (незастывающие). Герметики силиконовые (кремнийорганические). Графит, асбест, парониты и производные материалы Паронит. Терморасширенный графит (ТРГ, ТМГ), композиции. Свойства. Применение. Производство. Лен сантехнический Уплотнители резиновых эластомеров Утеплители и теплоизоляционные материалы. (ссылка на раздел проекта) Инженерные приемы и понятия Взрывозащита. Защита от воздействия окружающей среды. Коррозия. Климатические исполнения (Таблицы совместимости материалов) Классы давления, температуры, герметичности Падение (потеря) давления. — Инженерное понятие. Противопожарная защита. Пожары. Теория автоматического управления (регулирования). ТАУ Математический справочник Арифметическая, Геометрическая прогрессии и суммы некоторых числовых рядов. Геометрические фигуры. Свойства, формулы: периметры, площади, объемы, длины. Треугольники, Прямоугольники и т.д. Градусы в радианы. Плоские фигуры. Свойства, стороны, углы, признаки, периметры, равенства, подобия, хорды, секторы, площади и т.д. Площади неправильных фигур, объемы неправильных тел. Средняя величина сигнала. Формулы и способы расчета площади. Графики. Построение графиков. Чтение графиков. Интегральное и дифференциальное исчисление. Табличные производные и интегралы. Таблица производных. Таблица интегралов. Таблица первообразных. Найти производную. Найти интеграл. Диффуры. Комплексные числа. Мнимая единица. Линейная алгебра. (Вектора, матрицы) Математика для самых маленьких. Детский сад — 7 класс. Математическая логика. Решение уравнений. Квадратные и биквадратные уравнения. Формулы. Методы. Решение дифференциальных уравнений Примеры решений обыкновенных дифференциальных уравнений порядка выше первого. Примеры решений простейших = решаемых аналитически обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. Системы координат. Прямоугольная декартова, полярная, цилиндрическая и сферическая. Двухмерные и трехмерные. Системы счисления. Числа и цифры (действительные, комплексные, ….). Таблицы систем счисления. Степенные ряды Тейлора, Маклорена (=Макларена) и периодический ряд Фурье. Разложение функций в ряды. Таблицы логарифмов и основные формулы Таблицы численных значений Таблицы Брадиса. Теория вероятностей и статистика Тригонометрические функции, формулы и графики. sin, cos, tg, ctg….Значения тригонометрических функций. Формулы приведения тригонометрических функций. Тригонометрические тождества. Численные методы Оборудование — стандарты, размеры Бытовая техника, домашнее оборудование. Водосточные и водосливные системы. Емкости, баки, резервуары, танки. КИПиА Контрольно-измерительные приборы и автоматика. Измерение температуры. Конвейеры, ленточные транспортеры. Контейнеры (ссылка) Крепеж. Лабораторное оборудование. Насосы и насосные станции Насосы для жидкостей и пульп. Инженерный жаргон. Словарик. Просеивание. Фильтрация. Сепарация частиц через сетки и сита. Прочность примерная веревок, тросов, шнуров, канатов из различных пластиков. Резинотехнические изделия. Сочленения и присоединения. Диаметры условные, номинальные, Ду, DN, NPS и NB. Метрические и дюймовые диаметры. SDR. Шпонки и шпоночные пазы. Стандарты коммуникации. Сигналы в системах автоматизации (КИПиА) Аналоговые входные и выходные сигналы приборов, датчиков, расходомеров и устройств автоматизации. Интерфейсы подключения. Протоколы связи (коммуникации) Телефонная связь. Трубопроводная арматура. Краны, клапаны, задвижки…. Строительные длины. Фланцы и резьбы. Стандарты. Присоединительные размеры. Резьбы. Обозначения, размеры, использование, типы… (справочная ссылка) Соединения ("гигиенические", "асептические") трубопроводов в пищевой, молочной и фармацевтической промышленности. Трубы, трубопроводы. Диаметры труб и другие характеристики. Выбор диаметра трубопровода. Скорости потока. Расходы. Прочность. Таблицы выбора, Падение давления. Трубы медные. Диаметры труб и другие характеристики. Трубы поливинилхлоридные (ПВХ). Диаметры труб и другие характеристики. Трубы полиэтиленовые. Диаметры труб и другие характеристики. Трубы полиэтиленовые ПНД. Диаметры труб и другие характеристики. Трубы стальные (в т.ч. нержавеющие). Диаметры труб и другие характеристики. Труба стальная. Труба нержавеющая. Трубы из нержавеющей стали. Диаметры труб и другие характеристики. Труба нержавеющая. Трубы из углеродистой стали. Диаметры труб и другие характеристики. Труба стальная. Фитинги. Фланцы по ГОСТ, DIN (EN 1092-1) и ANSI (ASME). Соединение фланцев. Фланцевые соединения. Фланцевое соединение. Элементы трубопроводов. Электрические лампы Электрические разъемы и провода (кабели) Электродвигатели. Электромоторы. Электрокоммутационные устройства. (Ссылка на раздел) Стандарты личной жизни инженеров География для инженеров. Расстояния, маршруты, карты….. Инженеры в быту. Семья, дети, отдых, одежда и жилье. Детям инженеров. Инженеры в офисах. Инженеры и другие люди. Социализация инженеров. Курьезы. Отдыхающие инженеры. Это нас потрясло. Инженеры и еда. Рецепты, полезности. Трюки для ресторанов. Международная торговля для инженеров. Учимся думать барыжным образом. Транспорт и путешествия. Личные автомобили, велосипеды…. Физика и химия человека. Экономика для инженеров. Бормотология финансистов — человеческим языком. Технологические понятия и чертежи Бумага писчая, чертежная, офисная и конверты. Стандартные размеры фотографий. Вентиляция и кондиционирование. Водоснабжение и канализация Горячее водоснабжение (ГВС). Питьевое водоснабжение Сточная вода. Холодное водоснабжение Гальваническая промышленность Охлаждение Паровые линии / системы. Конденсатные линии / системы. Паропроводы. Конденсатопроводы. Пищевая промышленность Поставка природного газа Сварочные металлы Символы и обозначения оборудования на чертежах и схемах. Условные графические изображения в проектах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и теплохолодоснабжения, согласно ANSI/ASHRAE Standard 134-2005. Стерилизация оборудования и материалов Теплоснабжение Электронная промышленность Электроснабжение Физический справочник Алфавиты. Принятые обозначения. Основные физические константы. Влажность абсолютная, относительная и удельная. Влажность воздуха. Психрометрические таблицы. Диаграммы Рамзина. Время Вязкость, Число Рейнольдса (Re). Единицы измерения вязкости. Газы. Свойства газов. Индивидуальные газовые постоянные. Давление и Вакуум Вакуум Длина, расстояние, линейный размер Звук. Ультразвук. Коэффициенты звукопоглощения (ссылка на другой раздел) Климат. Климатические данные. Природные данные. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. (Статистика климатических данных) СНИП 23-01-99 .Таблица 3 — Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С. Бывший СССР. СНИП 23-01-99 Таблица 1. Климатические параметры холодного периода года. РФ. СНИП 23-01-99 Таблица 2. Климатические параметры теплого периода года. Бывший СССР. СНИП 23-01-99 Таблица 2. Климатические параметры теплого периода года. РФ. СНИП 23-01-99 Таблица 3. Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С. РФ. СНиП 23-01-99. Таблица 5а* — Среднее месячное и годовое парциальное давление водяного пара, гПа = 10^2 Па. РФ. СНиП 23-01-99. Таблица 1. Климатические параметры холодного времени года. Бывший СССР. Плотности. Веса. Удельный вес. Насыпная плотность. Поверхностное натяжение. Растворимость. Растворимость газов и твердых веществ. Свет и цвет. Коэффициенты отражения, поглощения и преломления Цветовой алфавит:) — Обозначения (кодировки) цвета (цветов). Свойства криогенных материалов и сред. Таблицы. Коэффициенты трения для различных материалов. Тепловые величины, включая температуры кипения, плавления, пламени и т.д …… дополнительная информация см.: Коэффициенты (показатели) адиабаты. Конвекционный и полный теплообмен. Коэффициенты теплового линейного расширения, теплового объемного расширения. Температуры, кипения, плавления, прочие… Перевод единиц измерения температуры. Воспламеняемость. Температура размягчения. Температуры кипения Температуры плавления Теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности. Термодинамика. Удельная теплота парообразования (конденсации). Энтальпия парообразования. Удельная теплота сгорания (теплотворная способность). Потребность в кислороде. Электрические и магнитные величины Дипольные моменты электрические. Диэлектрическая проницаемость. Электрическая постоянная. Длины электромагнитных волн (справочник другого раздела) Напряженности магнитного поля Понятия и формулы для электричества и магнетизма. Электростатика. Пьезоэлектрические модули. Электрическая прочность материалов Электрический ток Электрическое сопротивление и проводимость. Электронные потенциалы Химический справочник "Химический алфавит (словарь)" — названия, сокращения, приставки, обозначения веществ и соединений. Водные растворы и смеси для обработки металлов. Водные растворы для нанесения и удаления металлических покрытий Водные растворы для очистки от нагара (асфальтосмолистого нагара, нагара двигателей внутреннего сгорания…) Водные растворы для пассивирования. Водные растворы для травления — удаления окислов с поверхности Водные растворы для фосфатирования Водные растворы и смеси для химического оксидирования и окрашивания металлов. Водные растворы и смеси для химического полирования Обезжиривающие водные растворы и органические растворители Водородный показатель pH. Таблицы показателей pH. Горение и взрывы. Окисление и восстановление. Классы, категории, обозначения опасности (токсичности) химических веществ Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Таблица Менделеева. Плотность органических растворителей (г/см3)в зависимости от температуры. 0-100 °С. Свойства растворов. Константы диссоциации, кислотности, основности. Растворимость. Смеси. Термические константы веществ. Энтальпии. Энтропии. Энергии Гиббса… (ссылка на химический справочник проекта) Электротехника Регуляторы Системы гарантированного и бесперебойного электроснабжения. Системы диспетчеризации и управления Структурированные кабельные системы Центры обработки данных

Таблица. Степени окисления химических элементов.

Таблица. Степени окисления химических элементов.

Степень окисления - это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный из предположения, что все связи имеют ионный тип. Степени окисления могут иметь положительное, отрицательное или нулевое значение, поэтому алгебраическая сумма степеней окисления элементов в молекуле с учётом числа их атомов равна 0, а в ионе - заряду иона . Степени окисления металлов в соединениях всегда положительные. Высшая степень окисления соответствует номеру группы периодической системы, где находится данный элемент (исключение составляют: Au +3 (I группа), Cu +2 (II), из VIII группы степень окисления +8 может быть только у осмия Os и рутения Ru . Степени окисления неметаллов зависят от того, с каким атомом он соединён: если с атомом металла, то степень окисления отрицательная; если с атомом неметалла то степень окисления может быть и положительная, и отрицательная. Это зависит от электроотрицательности атомов элементов. Высшую отрицательную степень окисления неметаллов можно определить вычитанием из 8 номера группы, в которой находится данный элемент, т.е. высшая положительная степень окисления равна числу электронов на внешнем слое, которое соответствует номеру группы. Степени окисления простых веществ равны 0, независимо от того металл это или неметалл.

Таблица: Элементы с неизменными степенями окисления.

Таблица. Степени окисления химических элементов по алфавиту. Элемент Название Степень окисления 7 N -III, 0, +I, II, III, IV, V 89 Ас 13 Al Алюминий 95 Am Америций 0, + II , III, IV 18 Ar 85 At -I, 0, +I, V 56 Ba 4 Be Бериллий 97 Bk 5 B -III, 0, +III 107 Bh 35 Br -I, 0, +I, V, VII 23 V 0, + II , III, IV, V 83 Bi 1 H -I, 0, +I 74 W Вольфрам 64 Gd Гадолиний 31 Ga 72 Hf 2 He 32 Ge Германий 67 Ho 66 Dy Диспрозий 105 Db 63 Еu 26 Fe 79 Au 49 In 77 Ir 39 Y 70 Yb Иттербий 53 I -I, 0, +I, V, VII 48 Cd 19 К 98 Cf Калифорний 20 Ca 54 Xe 0, + II , IV, VI, VIII 8 O Кислород -II, I, 0, +II 27 Co 36 Кr 14 Si -IV, 0, +11, IV 96 Cm 57 La 3 Li 103 Lr Лоуренсий 71 Lu 12 Mg 25 Mn Марганец 0, +II, IV, VI, VIII 29 Cu 109 Mt Мейтнерий 101 Md Менделевий 42 Mo Молибден 33 As — III , 0 , +III, V 11 Na 60 Nd 10 Ne 93 Np Нептуний 0, +III, IV, VI, VII 28 Ni 41 Nb 102 No 50 Sn 76 Os 0, +IV, VI, VIII 46 Pd Палладий 91 Pa. Протактиний 61 Pm Прометий 84 Рo 59 Рг Празеодим 78 Pt 94 PU Плутоний 0, +III, IV, V, VI 88 Ra 37 Rb 75 Re 104 Rf Резерфордий 45 Rh 86 Rn 0, + II , IV, VI, VIII 44 Ru 0, +II, IV, VI, VIII 80 Hg 16 S -II, 0, +IV, VI 47 Ag 51 Sb 21 Sc 34 Se -II, 0,+IV, VI 106 Sg Сиборгий 62 Sm 38 Sr Стронций 82 РЬ 81 Тl 73 Ta 52 Te -II, 0, +IV, VI 65 Tb 43 Tc Технеций 22 Ti 0, + II , III, IV 90 Th 69 Tm 6 C -IV, I, 0, +II, IV 92 U 100 Fm 15 P -III, 0, +I, III, V 87 Fr 9 F -I, 0 108 Hs 17 Cl 24 Cr 0, + II , III , VI 55 Cs 58 Ce 30 Zn 40 Zr Цирконий 99 ES Эйнштейний 68 Еr

Таблица. Степени окисления химических элементов по номеру. Элемент Название Степень окисления 1 H -I, 0, +I 2 He 3 Li 4 Be Бериллий 5 B -III, 0, +III 6 C -IV, I, 0, +II, IV 7 N -III, 0, +I, II, III, IV, V 8 O Кислород -II, I, 0, +II 9 F -I, 0 10 Ne 11 Na 12 Mg 13 Al Алюминий 14 Si -IV, 0, +11, IV 15 P -III, 0, +I, III, V 16 S -II, 0, +IV, VI 17 Cl -I, 0, +I, III, IV, V, VI, VII 18 Ar 19 К 20 Ca 21 Sc 22 Ti 0, + II , III, IV 23 V 0, + II , III, IV, V 24 Cr 0, + II , III , VI 25 Mn Марганец 0, +II, IV, VI, VIII 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge Германий 33 As — III , 0 , +III, V 34 Se -II, 0,+IV, VI 35 Br -I, 0, +I, V, VII 36 Кr 37 Rb 38 Sr Стронций 39 Y 40 Zr Цирконий 41 Nb 42 Mo Молибден 43 Tc Технеций 44 Ru 0, +II, IV, VI, VIII 45 Rh 46 Pd Палладий 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te -II, 0, +IV, VI 53 I -I, 0, +I, V, VII 54 Xe 0, + II , IV, VI, VIII 55 Cs 56 Ba 57 La 58 Ce 59 Рг Празеодим 60 Nd 61 Pm Прометий 62 Sm 63 Еu 64 Gd Гадолиний 65 Tb 66 Dy Диспрозий 67 Ho 68 Еr 69 Tm 70 Yb Иттербий 71 Lu 72 Hf 73 Ta 74 W Вольфрам 75 Re 76 Os 0, +IV, VI, VIII 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Тl 82 РЬ 83 Bi 84 Рo 85 At -I, 0, +I, V 86 Rn 0, + II , IV, VI, VIII 87 Fr 88 Ra 89 Ас 90 Th 91 Pa. Протактиний 92 U 93 Np Нептуний 0, +III, IV, VI, VII 94 PU Плутоний 0, +III, IV, V, VI 95 Am Америций 0, + II , III, IV 96 Cm 97 Bk 98 Cf Калифорний 99 ES Эйнштейний 100 Fm 101 Md Менделевий 102 No 103 Lr Лоуренсий 104 Rf Резерфордий 105 Db 106 Sg Сиборгий 107 Bh 108 Hs 109 Mt Мейтнерий

Оценка статьи:

Чтобы правильно расставлять степени окисления , необходимо держать в голове четыре правила.

1) В простом веществе степень окисления любого элемента равна 0. Примеры: Na 0 , H 0 2 , P 0 4 .

2) Следует запомнить элементы, для которых характерны постоянные степени окисления . Все они перечислены в таблице.

3) Высшая степень окисления элемента, как правило, совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент (например, фосфор находится в V группе, высшая с. о. фосфора равна +5). Важные исключения: F, O.

4) Поиск степеней окисления остальных элементов основан на простом правиле:

В нейтральной молекуле сумма степеней окисления всех элементов равна нулю, а в ионе - заряду иона.

Несколько простых примеров на определение степеней окисления

Пример 1 . Необходимо найти степени окисления элементов в аммиаке (NH 3).

Решение . Мы уже знаем (см. 2), что ст. ок. водорода равна +1. Осталось найти эту характеристику для азота. Пусть х - искомая степень окисления. Составляем простейшее уравнение: х + 3 (+1) = 0. Решение очевидно: х = -3. Ответ: N -3 H 3 +1 .

Пример 2 . Укажите степени окисления всех атомов в молекуле H 2 SO 4 .

Решение . Степени окисления водорода и кислорода уже известны: H(+1) и O(-2). Составляем уравнение для определения степени окисления серы: 2 (+1) + х + 4 (-2) = 0. Решая данное уравнение, находим: х = +6. Ответ: H +1 2 S +6 O -2 4 .

Пример 3 . Рассчитайте степени окисления всех элементов в молекуле Al(NO 3) 3 .

Решение . Алгоритм остается неизменным. В состав "молекулы" нитрата алюминия входит один атом Al(+3), 9 атомов кислорода (-2) и 3 атома азота, степень окисления которого нам и предстоит вычислить. Соответствующее уравнение: 1 (+3) + 3х + 9 (-2) = 0. Ответ: Al +3 (N +5 O -2 3) 3 .

Пример 4 . Определите степени окисления всех атомов в ионе (AsO 4) 3- .

Решение . В данном случае сумма степеней окисления будет равна уже не нулю, а заряду иона, т. е., -3. Уравнение: х + 4 (-2) = -3. Ответ: As(+5), O(-2).

Что делать, если неизвестны степени окисления двух элементов

А можно ли определить степени окисления сразу нескольких элементов, пользуясь похожим уравнением? Если рассматривать данную задачу с точки зрения математики, ответ будет отрицательным. Линейное уравнение с двумя переменными не может иметь однозначного решения. Но ведь мы решаем не просто уравнение!

Пример 5 . Определите степени окисления всех элементов в (NH 4) 2 SO 4 .

Решение . Степени окисления водорода и кислорода известны, серы и азота - нет. Классический пример задачи с двумя неизвестными! Будем рассматривать сульфат аммония не как единую "молекулу", а как объединение двух ионов: NH 4 + и SO 4 2- . Заряды ионов нам известны, в каждом из них содержится лишь один атом с неизвестной степенью окисления. Пользуясь опытом, приобретенным при решении предыдущих задач, легко находим степени окисления азота и серы. Ответ: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2 .

Вывод: если в молекуле содержится несколько атомов с неизвестными степенями окисления, попробуйте "разделить" молекулу на несколько частей.

Как расставлять степени окисления в органических соединениях

Пример 6 . Укажите степени окисления всех элементов в CH 3 CH 2 OH.

Решение . Нахождение степеней окисления в органических соединениях имеет свою специфику. В частности, необходимо отдельно находить степени окисления для каждого атома углерода. Рассуждать можно следующим образом. Рассмотрим, например, атом углерода в составе метильной группы. Данный атом С соединен с 3 атомами водорода и соседним атомом углерода. По связи С-Н происходит смещение электронной плотности в сторону атома углерода (т. к. электроотрицательность С превосходит ЭО водорода). Если бы это смещение было полным, атом углерода приобрел бы заряд -3.

Атом С в составе группы -СН 2 ОН связан с двумя атомами водорода (смещение электронной плотности в сторону С), одним атомом кислорода (смещение электронной плотности в сторону О) и одним атомом углерода (можно считать, что смещения эл. плотности в этом случае не происходит). Степень окисления углерода равна -2 +1 +0 = -1.

Ответ: С -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1 .

Не смешивайте понятия "валентность" и "степень окисления"!

Степень окисления часто путают с валентностью . Не совершайте подобной ошибки. Перечислю основные отличия:

• степень окисления имеет знак (+ или -), валентность - нет;
• степень окисления может быть равна нулю даже в сложном веществе, равенство валентности нулю означает, как правило, что атом данного элемента не соединен с другими атомами (всякого рода соединения включения и прочую "экзотику" здесь обсуждать не будем);
• степень окисления - формальное понятие, которое приобретает реальный смысл лишь в соединениях с ионными связями, понятие "валентность", наоборот, наиболее удобно применять по отношению к ковалентным соединениям.

Степень окисления (точнее, ее модуль) часто численно равен валентности, но еще чаще эти величины НЕ совпадают. Например, степень окисления углерода в CO 2 равна +4; валентность С также равна IV. А вот в метаноле (CH 3 OH) валентность углерода остается той же, а степень окисления С равна -1.

Небольшой тест на тему "Степень окисления"

Потратьте несколько минут, проверьте, как вы усвоили эту тему. Вам необходимо ответить на пять несложных вопросов. Успехов!