§ 11. Периодичность изменения свойств атомов химических элементов и образуемых ими веществ
Периодичность изменения степеней окисления
Напомним, что степень окисления — это условный заряд атома в химическом соединении, вычисленный из предположения, что это соединение состоит из ионов. При определении степени окисления считают, что электроны, участвующие в химической связи, полностью переходят к более электроотрицательному атому. Число присоединённых атомом электронов показывает значение отрицательной степени окисления, число отданных — значение положительной степени окисления.
Анализ высших и низших степеней окисления, значения которых приведены в таблице 7, позволяет сделать следующие выводы:
- • у атомов металлов наблюдаются только положительные степени окисления, у неметаллов — как отрицательные, так и положительные;
- • высшая положительная степень окисления атома равна максимальному числу электронов на внешней электронной оболочке атома, поэтому она по каждому периоду возрастает;
- • низшая отрицательная степень окисления атомов неметаллов определяется числом электронов, которые атом может принять до заполнения внешней электронной оболочки, поэтому она отрицательна и в периоде убывает по абсолютной величине от 4 (элементы IVA-группы) до 1 (элементы VIIA-группы);
- • атомы в химических соединениях могут быть в промежуточных степенях окисления; чем больше на внешнем электронном слое электронов, тем больше у атома возможных степеней окисления и, следовательно, больше вариантов возможных химических соединений.
Таблица 7. Наиболее характерные степени окисления и электроотрицательность атомов элементов 1–3-го периодов
Группа | IA | IIA | IA | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | VIIIA | IA | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | VIIIA | |
Элементы | H | He | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |
Электроотрицательность | 2,2 | 1,0 | 1,6 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 0,9 | 1,3 | 1,6 | 1,9 | 2,2 | 2,6 | 3,0 | ||||
Степени окисления | +7 | +7 | |||||||||||||||||
+6 | +6 | ||||||||||||||||||
+5 | +5 | +5 | +5 | ||||||||||||||||
+4 | +4 | +4 | +4 | +4 | |||||||||||||||
+3 | +3 | +3 | +3 | +3 | +3 | ||||||||||||||
+2 | +2 | +2 | +2 | +2 | +2 | ||||||||||||||
+1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | ||||||||||||||
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
–1 | –1 | –1 | –1 | -1 | |||||||||||||||
–2 | –2 | –2 | -2 | ||||||||||||||||
–3 | –3 | –3 | |||||||||||||||||
–4 | –4 | –4 | |||||||||||||||||
Формула электронной конфигурации внешнего электронного слоя | 1s1 | 1s2 | 2s1 | 2s2 | 2s22p1 | 2s22p2 | 2s22p3 | 2s22p4 | 2s22p5 | 2s22p6 | 3s1 | 3s2 | 3s23p1 | 3s23p2 | 3s23p3 | 3s23p4 | 3s23p5 | 3s23p6 |