§ 38. Степень окисления

При определении степени окисления условно считают, что электроны полярной связи полностью принадлежат более электроотрицательному атому. Полученная величина не всегда совпадает с реальным зарядом частицы, особенно в ковалентных веществах. Её записывают со знаком перед числом: +1, −2, +3. Для простого вещества степень окисления равна нулю, независимо от того, сколько атомов содержится в его молекуле или кристалле.

В соединениях щелочные металлы обычно имеют +1, щелочноземельные +2, алюминий +3. Фтор имеет −1. Кислород чаще всего −2, но в пероксидах, например H₂O₂, его степень окисления −1. Водород обычно +1, а в гидридах активных металлов −1. Правила применяют с учётом исключений: нельзя находить неизвестную величину, заранее приписав всем элементам только их самое привычное значение и не проверив класс вещества.

Сумма степеней окисления всех атомов нейтрального соединения равна нулю. Например, в H₂SO₄ два водорода дают +2, четыре кислорода −8. Чтобы сумма стала нулевой, у серы должно быть +6. В формуле учитывают индексы, а не просто складывают значения для разных элементов по одному разу. Аналогично в сложном ионе сумма равна заряду иона, а не обязательно нулю; это уточнение понадобится при дальнейших расчётах.

Степень окисления не равна валентности. В N₂ каждый атом азота образует тройную связь и имеет валентность III, но степень окисления нулевая. В пероксиде водорода кислород двухвалентен, хотя его степень окисления −1. По известным степеням окисления можно подобрать индексы бинарного соединения, добиваясь нейтральности. Затем формулу проверяют обратным расчётом. Такой навык необходим для понимания переходов электронов и последующего составления электронного баланса.