Степень окисления химических элементов: таблица
Степень окисления — условный заряд атома в соединении. В простом веществе она равна 0, у кислорода обычно −2, у водорода +1, у фтора −1. Сумма степеней окисления в молекуле равна нулю, а в ионе — заряду иона.
Таблица степеней окисления химических элементов
Этого элемента в таблице нет. В неё вошли элементы, которые встречаются в школьном курсе и на ЕГЭ.
| Элемент | Символ | Степени окисления | Какая | Примеры соединений |
|---|---|---|---|---|
| Водород | H | −1, +1 | переменная | −1: NaH, CaH2, LiAlH4; +1: H2O, HCl, NH3 |
| Литий | Li | +1 | постоянная | +1: Li2O, LiOH, Li3N |
| Бериллий | Be | +2 | постоянная | +2: BeO, Be(OH)2, BeCl2 |
| Бор | B | −3, +3 | переменная | −3: Mg3B2; +3: B2O3, H3BO3, BF3 |
| Углерод | C | −4, +2, +4 | переменная | −4: CH4, Al4C3; +2: CO; +4: CO2, H2CO3, CaCO3 |
| Азот | N | −3, +1, +2, +3, +4, +5 | переменная | −3: NH3, NH4Cl, Mg3N2; +1: N2O; +2: NO; +3: N2O3, HNO2, NaNO2; +4: NO2; +5: HNO3, N2O5, KNO3 |
| Кислород | O | −2, −1, +1, +2 | переменная | −2: H2O, CO2, CaO; −1: H2O2, Na2O2, BaO2; +1: O2F2; +2: OF2 |
| Фтор | F | −1 | постоянная | −1: HF, NaF, CaF2 |
| Натрий | Na | +1 | постоянная | +1: NaCl, NaOH, Na2O |
| Магний | Mg | +2 | постоянная | +2: MgO, MgCl2, Mg(OH)2 |
| Алюминий | Al | +3 | постоянная | +3: Al2O3, AlCl3, Al(OH)3 |
| Кремний | Si | −4, +4 | переменная | −4: Mg2Si, Ca2Si; +4: SiO2, H2SiO3, Na2SiO3 |
| Фосфор | P | −3, +3, +5 | переменная | −3: PH3, Ca3P2, Mg3P2; +3: P2O3, PCl3, H3PO3; +5: P2O5, H3PO4, PCl5 |
| Сера | S | −2, +4, +6 | переменная | −2: H2S, Na2S, FeS; +4: SO2, H2SO3, Na2SO3; +6: SO3, H2SO4, Na2SO4 |
| Хлор | Cl | −1, +1, +3, +5, +7 | переменная | −1: HCl, NaCl, KCl; +1: HClO, NaClO, Cl2O; +3: HClO2, NaClO2; +5: HClO3, KClO3; +7: HClO4, Cl2O7, KClO4 |
| Калий | K | +1 | постоянная | +1: KOH, KCl, K2O |
| Кальций | Ca | +2 | постоянная | +2: CaO, Ca(OH)2, CaCO3 |
| Скандий | Sc | +3 | постоянная | +3: Sc2O3, ScCl3, Sc(OH)3 |
| Титан | Ti | +2, +3, +4 | переменная | +2: TiO, TiCl2; +3: Ti2O3, TiCl3; +4: TiO2, TiCl4 |
| Ванадий | V | +2, +3, +4, +5 | переменная | +2: VO, VCl2; +3: V2O3, VCl3; +4: VO2, VOSO4; +5: V2O5, NH4VO3 |
| Хром | Cr | +2, +3, +6 | переменная | +2: CrO, CrCl2; +3: Cr2O3, Cr(OH)3, CrCl3; +6: CrO3, K2CrO4, K2Cr2O7 |
| Марганец | Mn | +2, +3, +4, +6, +7 | переменная | +2: MnO, MnSO4, MnCl2; +3: Mn2O3; +4: MnO2; +6: K2MnO4; +7: KMnO4, Mn2O7 |
| Железо | Fe | +2, +3, +6 | переменная | +2: FeO, FeCl2, FeSO4; +3: Fe2O3, FeCl3, Fe(OH)3; +6: K2FeO4 |
| Кобальт | Co | +2, +3 | переменная | +2: CoO, CoCl2, CoSO4; +3: Co(OH)3, CoF3, Na3[Co(NO2)6] |
| Никель | Ni | +2, +3 | переменная | +2: NiO, NiSO4, NiCl2; +3: Ni2O3, NiO(OH) |
| Медь | Cu | +1, +2 | переменная | +1: Cu2O, CuCl, Cu2S; +2: CuO, CuSO4, Cu(OH)2 |
| Цинк | Zn | +2 | постоянная | +2: ZnO, ZnCl2, ZnSO4 |
| Галлий | Ga | +3 | постоянная | +3: Ga2O3, GaCl3, Ga(OH)3 |
| Германий | Ge | −4, +2, +4 | переменная | −4: Mg2Ge; +2: GeO, GeCl2; +4: GeO2, GeCl4 |
| Мышьяк | As | −3, +3, +5 | переменная | −3: AsH3, Na3As, GaAs; +3: As2O3, AsCl3, H3AsO3; +5: As2O5, H3AsO4, Na3AsO4 |
| Селен | Se | −2, +4, +6 | переменная | −2: H2Se, Na2Se; +4: SeO2, H2SeO3; +6: SeO3, H2SeO4 |
| Бром | Br | −1, +1, +3, +5, +7 | переменная | −1: HBr, NaBr, KBr; +1: HBrO; +3: HBrO2; +5: HBrO3, KBrO3; +7: HBrO4 |
| Стронций | Sr | +2 | постоянная | +2: SrO, Sr(OH)2, SrCO3 |
| Серебро | Ag | +1 | постоянная | +1: AgNO3, AgCl, Ag2O |
| Олово | Sn | +2, +4 | переменная | +2: SnO, SnCl2, Sn(OH)2; +4: SnO2, SnCl4, Na2[Sn(OH)6] |
| Иод | I | −1, +1, +3, +5, +7 | переменная | −1: HI, KI, NaI; +1: HIO, ICl; +3: ICl3; +5: HIO3, I2O5, KIO3; +7: HIO4, H5IO6 |
| Цезий | Cs | +1 | постоянная | +1: CsOH, CsCl, Cs2CO3 |
| Барий | Ba | +2 | постоянная | +2: BaO, Ba(OH)2, BaSO4 |
| Платина | Pt | +2, +4 | переменная | +2: PtCl2, K2[PtCl4]; +4: PtCl4, H2[PtCl6], PtO2 |
| Золото | Au | +1, +3 | переменная | +1: AuCl, K[Au(CN)2]; +3: AuCl3, H[AuCl4], Au2O3 |
| Ртуть | Hg | +1, +2 | переменная | +1: Hg2Cl2, Hg2(NO3)2; +2: HgO, HgCl2, HgS |
| Свинец | Pb | +2, +4 | переменная | +2: PbO, PbCl2, Pb(NO3)2; +4: PbO2 |
В простом веществе степень окисления любого элемента равна 0: Fe, O2, Cl2, S8. В таблице — степени окисления в соединениях. Название элемента ведёт на его страницу со строением атома и характеристикой.
Как пользоваться таблицей?
Степень окисления — условный заряд атома в соединении, если считать все его связи ионными. В простом веществе она равна нулю, у кислорода почти всегда −2, у водорода +1, у фтора всегда −1. В таблице — степени окисления 42 элементов школьного курса с примерами соединений, поиск находит элемент по символу, названию или числу.
Скачать PDFА4, 2 листа, 222 КБ: таблица для печати и QR-код на эту страницу
Правила определения степени окисления
| Правило | Степень окисления | Пример |
|---|---|---|
| Простое вещество | 0 | Na, H2, O3, P4 |
| Сумма в молекуле | равна 0 | H2SO4: 2 · (+1) + x + 4 · (−2) = 0, x = +6 |
| Сумма в ионе | равна заряду иона | SO42−: x + 4 · (−2) = −2, x = +6 |
| Фтор | всегда −1 | HF, CaF2, OF2 |
| Кислород | −2; −1 в пероксидах; +2 в OF2 | H2O −2, H2O2 и Na2O2 −1 |
| Водород | +1; −1 в гидридах металлов | HCl +1, NaH и CaH2 −1 |
| Металлы IA группы | +1 | NaCl, K2O, LiOH |
| Металлы IIA группы, цинк | +2 | CaO, MgCl2, ZnSO4 |
| Алюминий | +3 | Al2O3, AlCl3 |
| Металл в соединении | только положительная | Fe2O3: у железа +3 |
| Высшая степень окисления | обычно равна номеру группы | SO3 +6, HClO4 +7, P2O5 +5 |
| Низшая у неметалла | номер группы минус 8 | NH3 −3, H2S −2, HCl −1 |
Правила проверяют по порядку: сначала атомы с известной степенью окисления (фтор, металлы IA и IIA групп, водород, кислород), затем неизвестную находят из суммы.
Степень окисления в кислотных остатках и ионах
Такого иона в списке нет. Посчитайте сами: сумма степеней окисления в ионе равна его заряду.
| Ион | Название | Центральный атом |
|---|---|---|
| SO42− | сульфат | S +6 |
| SO32− | сульфит | S +4 |
| S2− | сульфид | S −2 |
| NO3− | нитрат | N +5 |
| NO2− | нитрит | N +3 |
| NH4+ | аммоний | N −3 |
| PO43− | фосфат | P +5 |
| CO32− | карбонат | C +4 |
| SiO32− | силикат | Si +4 |
| ClO− | гипохлорит | Cl +1 |
| ClO3− | хлорат | Cl +5 |
| ClO4− | перхлорат | Cl +7 |
| MnO4− | перманганат | Mn +7 |
| MnO42− | манганат | Mn +6 |
| CrO42− | хромат | Cr +6 |
| Cr2O72− | дихромат | Cr +6 |
| [Al(OH)4]− | тетрагидроксоалюминат | Al +3 |
| [Zn(OH)4]2− | тетрагидроксоцинкат | Zn +2 |
Перманганат MnO4− и манганат MnO42− различаются только зарядом, а степень окисления марганца в них разная: +7 и +6.
Как определить степень окисления в соединении?
Расставьте известные степени окисления: у кислорода −2, у водорода +1, у металлов IA группы +1, IIA группы +2. Неизвестную обозначьте x и составьте уравнение: сумма по всем атомам равна нулю в молекуле и заряду в ионе. В дихромате калия K2Cr2O7: 2 · (+1) + 2x + 7 · (−2) = 0, отсюда 2x = 12 и x = +6.
Если в веществе два атома одного элемента в разном окружении, считайте каждый отдельно. В нитрате аммония NH4NO3 азот в ионе аммония имеет −3, а в нитрат-ионе +5. Среднее значение +1 ничего не говорит о веществе, в задачах на электронный баланс его не используют.
В железной окалине Fe3O4 среднее выходит дробным: +8/3. На деле это смешанный оксид FeO·Fe2O3, где один атом железа имеет +2, а два других +3.
Как определить степень окисления по таблице Менделеева?
Высшая степень окисления у элементов главных подгрупп равна номеру группы в короткой форме таблицы: натрий +1, алюминий +3, углерод +4, фосфор +5, сера +6, хлор +7. Низшую у неметаллов находят вычитанием восьми из номера группы: у азота 5 − 8 = −3, у серы 6 − 8 = −2, у хлора 7 − 8 = −1.
Исключения нужно помнить. Фтор не бывает положительным, у кислорода высшая +2, и только в OF2. Медь в IB группе, но её обычная степень окисления +2, у золота +3, а железо в VIII группе не доходит до +8: в школьном курсе у него +2, +3 и +6 в ферратах. Номер группы удобно смотреть в таблице Менделеева.
Какие элементы проявляют степень окисления +1, +2 и +3?
Списки собраны по таблице выше. Постоянную степень окисления элемент проявляет во всех своих соединениях, переменную — только в части из них.
- +1 постоянная — литий, натрий, калий, цезий, серебро. +1 среди прочих — водород, азот, хлор, бром, иод, медь, золото, ртуть.
- +2 постоянная — бериллий, магний, кальций, стронций, барий, цинк. +2 среди прочих — углерод, азот, железо, медь, марганец, хром, кобальт, никель, олово, свинец, ртуть, титан, ванадий, германий, платина.
- +3 постоянная — алюминий, скандий, галлий. +3 среди прочих — бор, азот, фосфор, хлор, бром, иод, мышьяк, железо, хром, марганец, кобальт, никель, титан, ванадий, золото.
- Отрицательные: −1 у фтора (постоянная), водорода, хлора, брома, иода и у кислорода в пероксидах; −2 у кислорода, серы и селена; −3 у азота, фосфора и мышьяка; −4 у углерода и кремния.
Степень окисления углерода в органических веществах
В органической молекуле атомы углерода часто имеют разные степени окисления, поэтому считают каждый атом отдельно. Каждая связь с водородом даёт углероду −1, каждая связь с более электроотрицательным атомом (кислородом, азотом, галогеном) даёт +1, связь углерод — углерод даёт 0. Двойная связь с кислородом считается за две.
В метане CH4 у углерода −4, в метаноле CH3OH −2, в формальдегиде HCHO 0, в муравьиной кислоте HCOOH +2, в углекислом газе CO2 +4. В этаноле CH3CH2OH у метильного углерода −3, у углерода при группе OH −1. Так считают степени окисления в заданиях 29 и 32, где органическое вещество окисляется перманганатом или дихроматом.
Как по степени окисления узнать окислитель и восстановитель?
Атом в высшей степени окисления может только принимать электроны, то есть быть окислителем: азот +5 в HNO3, сера +6 в концентрированной H2SO4, марганец +7 в KMnO4. Атом в низшей степени окисления только отдаёт электроны и бывает лишь восстановителем: сера −2 в H2S, азот −3 в NH3, иод −1 в HI.
Промежуточная степень окисления допускает обе роли. Сера +4 в SO2 окисляет сероводород, но восстанавливает перманганат; кислород −1 в H2O2 окисляет иодид, но восстанавливает KMnO4 до Mn2+. Так устроено задание 19 ЕГЭ.
Проверь себя
Степень окисления по формуле: 5 вопросов, от простых к трудным. Как в заданиях 3 и 19: найти степень окисления элемента в веществе или ионе.
Дальше — задание 3 по химии. Степень окисления и валентность — 21 задание с проверкой, без регистрации.
Задача ЕГЭ по этой таблице
Задание 3 ЕГЭ по химии. Пригодится столбец «Степени окисления»: ищите элементы, у которых в списке есть −3, и элемент с набором от −1 до +7.
-
Задание 1 из 2
Определите элемент, который в своих соединениях может проявлять степени окисления −1, 0, +1, +3, +5, +7. Укажите его порядковый номер. 1) O 2) N 3) Cl 4) S 5) C
Показать ответ
-
Задание 2 из 2
Из числа указанных элементов выберите два элемента, низшая степень окисления которых равна −3. 1) C 2) N 3) O 4) P 5) S Запишите номера выбранных элементов в виде двух цифр без пробелов и других символов.
Показать ответ
Задания не загрузились. Обновите страницу или откройте тренажёр.
Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое: решить сегодняшнее · напоминание в Telegram раз в день
Как это спрашивают на ЕГЭ и ОГЭ?
Степень окисления проверяют в задании 3 напрямую, а в заданиях 19, 29 и 32 без неё не составить электронный баланс.
- Задание 3 ЕГЭ: электроотрицательность, валентность, степень окисленияВыбрать элементы с заданной высшей или низшей степенью окисления или элемент по набору степеней окисления.
- Задание 19 ЕГЭ: окислитель и восстановительПо изменению степени окисления определить, какое свойство проявляет элемент в реакции.
- Задание 29 ЕГЭ: окислительно-восстановительная реакцияВыбрать вещества для реакции, расставить степени окисления и составить электронный баланс.
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Вопросы и ответы
Может ли степень окисления быть дробной?
Среднее по нескольким атомам бывает дробным: в Fe3O4 выходит +8/3, в надпероксиде калия KO2 у кислорода −1/2. У отдельного атома степень окисления целая: в Fe3O4 один атом железа +2 и два атома +3. В ответах ЕГЭ пишут целые значения.
Какая степень окисления у простых веществ?
Ноль у любого простого вещества: металлов, H2, O2 и озона O3, фосфора P4, серы S8, графита и алмаза. Атомы в простом веществе одинаковые, электроны ни к одному из них не смещены.
Как найти степень окисления в ионе?
Сумма степеней окисления всех атомов равна заряду иона. В дихромат-ионе Cr2O72−: 2x + 7 · (−2) = −2, 2x = 12, x = +6. В ионе аммония NH4+: x + 4 = +1, у азота −3.
Чем степень окисления отличается от валентности?
Степень окисления — условный заряд со знаком, она может быть нулевой. Валентность — число связей атома, у неё знака нет. В молекуле азота N2 валентность III, а степень окисления 0. Подробнее — в таблице валентности.
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по химии (проект) — раздел 1.3 кодификатора «Электроотрицательность. Валентность. Степень окисления» и задания 3, 19, 29 спецификации
- Н. Е. Кузьменко, В. В. Ерёмин, В. А. Попков. Начала химии (М.: Экзамен) — степень окисления, правила её определения, окислительно-восстановительные реакции
- ФИПИ: демоверсии, спецификации, кодификаторы — официальная страница материалов ЕГЭ