Определение степеней окисления атомов в соединениях является фундаментальной задачей в химии, поскольку это помогает понять распределение электронов и предсказать химическое поведение веществ. Рассмотрим каждое из приведенных соединений по отдельности.
K₂B₄O₇ (тетрабората калия)
Калий (K): Степень окисления калия в соединениях всегда +1.
Кислород (O): Степень окисления кислорода в большинстве соединений -2.
Бор (B): Определим степень окисления бора.
Обозначим степень окисления бора через x. Тогда суммируем степени окисления всех элементов в соединении и приравниваем к нулю (так как соединение нейтральное):
[
2 \times (+1) + 4 \times (x) + 7 \times (-2) = 0
]
Решаем уравнение:
[
2 + 4x - 14 = 0
]
[
4x - 12 = 0
]
[
4x = 12
]
[
x = +3
]
Следовательно, степень окисления бора в K₂B₄O₇ равна +3.
CaMnO₄ (перманганат кальция)
Кальций (Ca): Степень окисления кальция в соединениях всегда +2.
Кислород (O): Степень окисления кислорода -2.
Марганец (Mn): Определим степень окисления марганца.
Обозначим степень окисления марганца через x:
[
+2 + x + 4 \times (-2) = 0
]
Решаем уравнение:
[
2 + x - 8 = 0
]
[
x - 6 = 0
]
[
x = +6
]
Следовательно, степень окисления марганца в CaMnO₄ равна +6.
NaClO₄ (перхлорат натрия)
Натрий (Na): Степень окисления натрия в соединениях всегда +1.
Кислород (O): Степень окисления кислорода -2.
Хлор (Cl): Определим степень окисления хлора.
Обозначим степень окисления хлора через x:
[
+1 + x + 4 \times (-2) = 0
]
Решаем уравнение:
[
1 + x - 8 = 0
]
[
x - 7 = 0
]
[
x = +7
]
Следовательно, степень окисления хлора в NaClO₄ равна +7.
Sn(SO₄)₂ (сульфат олова(IV))
Олово (Sn): Определим степень окисления олова.
Сульфат-ион (SO₄²⁻): Общий заряд иона -2.
В сульфат-ионах степень окисления серы (S) равна +6, а степень окисления кислорода -2. Рассчитаем степень окисления кислорода и серы:
[
x + 2 \times (-2) = 0
]
[
x - 4 = 0
]
[
x = +4
]
Если каждый сульфат-ион имеет заряд -2 и их два, общий заряд -4. Следовательно, степень окисления олова (Sn) должна компенсировать этот заряд:
[
x + 2 \times (-2) = 0
]
[
x - 4 = 0
]
[
x = +4
]
Следовательно, степень окисления олова в Sn(SO₄)₂ равна +4.
Na₂Cr₂O₇ (дихромат натрия)
Натрий (Na): Степень окисления натрия всегда +1.
Кислород (O): Степень окисления кислорода -2.
Хром (Cr): Определим степень окисления хрома.
Обозначим степень окисления хрома через x:
[
2 \times (+1) + 2 \times (x) + 7 \times (-2) = 0
]
Решаем уравнение:
[
2 + 2x - 14 = 0
]
[
2x - 12 = 0
]
[
2x = 12
]
[
x = +6
]
Следовательно, степень окисления хрома в Na₂Cr₂O₇ равна +6.
Таким образом, степени окисления атомов в данных соединениях следующие: