Условие задачи

Что показывает степень окисления? Как она изменяется при окислении и восстановлении элементов?

Решение

Дисциплина, к которой относится данная задача, — это химия, а именно раздел, посвящённый окислительно-восстановительным (редокс) реакциям и понятию степени окисления.

Рассмотрим подробное решение:

1. Определение степени окисления:
Степень окисления (формальный заряд) показывает условный заряд атома в соединении, если бы все связи между атомами считались ионными. То есть степень окисления даёт представление о том, насколько атом «окислен» (потерял электроны) или «восстановлен» (приобрёл электроны) относительно его элементарного, нейтрального состояния.

2. Функция степени окисления в химии:
Она помогает отслеживать перераспределение электронов в ходе химических реакций, особенно в окислительно-восстановительных процессах. С её помощью можно понять, какие атомы теряют электроны (окисляются) и какие – приобретают электроны (восстанавливаются).

3. Изменение степени окисления при окислении и восстановлении:
• При окислении атом теряет электроны. Это означает, что его степень окисления увеличивается. Например, если атом железа Fe при переходе в состояние Fe³⁺, его степень окисления возрастает с 0 до +3:
Fe ⟶ Fe³⁺ + 3e⁻.
• При восстановлении атом приобретает электроны, поэтому его степень окисления уменьшается. Например, если атом меди Cu²⁺ восстанавливается до металлической меди Cu, его степень окисления уменьшается с +2 до 0:
Cu²⁺ + 2e⁻ ⟶ Cu.

4. Примеры в других соединениях:
Рассмотрим воду H₂O:
– Каждый атом водорода обычно имеет степень окисления +1.
– Чтобы суммарный заряд нейтрального соединения был 0, атому кислорода присваивается степень окисления −2.
Таким образом, изменение степени окисления может свидетельствовать о перераспределении электронов между атомами.

Вывод:
Степень окисления показывает условный заряд атома в соединении, если все связи считать ионными, и является индикатором изменения электронного состава атома. При окислении происходит потеря электронов и увеличение степени окисления, а при восстановлении – приобретение электронов и уменьшение степени окисления.