Cos, степень окисления серы и кобальта в нем

Задание 54. Какую низшую степень окисления проявляют водород, фтор, сера и азот? Почему? Составьте формулы соединений кальция с данными элементами в этой степени окисления.

Как называются соответствующие соединения?Решение:Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того числа электронов, которое необходимо для образования устойчивой электронной оболочки инертного газа ns2np6 (в случае с водородом ns2).

Водород, фтор, сера и азот находятся соответственно в IА-, VIIА-, VIА- и VА- группах периодической системы химических элементов и имеют структуру внешнего энергетического уровня s1, s2p5, s2p4 и  s2p3. 

Таким образом, для завершения внешнего энергетического уровня, атому водорода и атому фтора необходимо присоединить по одному электрону, атому серы – два, атому азота – три. Отсюда низкая степень окисления для водорода, фтора, серы и азота равна соответственно -1, -1, -2 и -3. Формулы соединений кальция с данными элементами в этой степени окисления:

• CaH2 – гидрид кальция;CaF2 – фторид кальция;CaS – сульфид кальция;
• Ca3N2 – нитрид кальция.

Задание 55.Какую низшую и высшую степени окисления проявляют кремний, мышьяк, селен и хлор? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.Решение:Высшую степень окисления элемента определяет, как правило, номер группы периодической системы

Д. И. Менделеева, в которой он находится. Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того числа электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки инертного газа ns2np6 (в случае с водородом ns2).

Кремний, мышьяк, селен и хлор находятся соответственно в IVА-, VА-, VIа- и VIIА- группах и имеют структуру внешнего энергетического уровня соответственно s2p2, s2p3, s2p4 и s2p5. Таким образом, высшая степень окисления кремния мышьяка, селена и хлора равна соответственно +4, +5, +6 и +7.

Формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления: H2SiO3 – кремневая кислота; Н3AsO4 – мышьяковая кислота; H2SeO4 – селеновая кислота; HClO4 – хлорная кислота. 

Задание 56.Хром образует соединения, в которых он проявляет степени окисления +2, +3, +6. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления.

Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида хрома (III).Решение:Хром образует соединения, в которых проявляет степени окисления +2, +3, +6.

Формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления: 

1. а) оксиды хрома:
2. CrO – оксид хрома (II);Cr2O3 – оксид хрома (III);CrO3 — оксид хрома (VI).
3. б) гидроксиды хрома:
4. Cr(OH)2 – гидроксид хрома (II); Cr(OH)3 – гидроксид хрома (III);H2CrO4 – хромовая кислота.

Cr(OH)3 – гидроксид хрома (III) – амфолит, т. е. вещество, которое реагирует как с кислотами, так и с основаниями. Уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида хрома (III):

а) Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O;б) Cr(OH)3 + 3NaOH = NaCrO3 + 3H2O.

Задание 57. Атомные массы элементов в периодической системе непрерывно увеличиваются, тогда, как свойства простых тел изменяются периодически. Чем это можно объяснить? Дайте мотивированный ответ. 

Решение:

В большинстве случаев с возрастанием заряда ядра атомов элементов закономерно увеличиваются их относительные атомные массы, потому что происходит закономерное увеличение содержания протонов и нейтронов в ядрах атомов.

Свойства простых тел изменяются периодически, потому что на наружном энергетическом уровне у атомов периодически изменяется количество электронов.

У атомов элементов периодически с возрастанием заряда ядра возрастает число электронов на внешнем энергетическом уровне, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки (оболочки инертного газа).

Например, периодическая повторяемость свойств у атомов Li, Na и K объясняется тем, что на наружном энергетическом уровне их атомов имеется по одному валентному электрону.

Также периодически повторяются свойства у атомов Не, Ne, Ar, Kr, Xe и Rn – у атомов этих элементов на наружном энергетическом уровне содержится по восемь электронов (у гелия – два электрона) – все они являются химически инертными, так как их атомы не могут ни присоединять, ни отдавать электроны атомам других элементов.

Задание 58. Какова современная формулировка периодического закона? Объясните, по-чему в периодической системе элементов аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, иодом и протактинием, хотя и имеют большую атомную массу?

• Решение:
• Так как у атомов К, Ni, I, Pa — обладающих меньшей относительной массой, чем соответственно у Ar, Co, Te, Th – заряды атомных ядер на единицу больше 

Современная формулировка периодического закона: «Свойства химических элементов и образуемых ими простых или сложных веществ находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атомов элементов». 

то калию, никелю, йоду и протактинию присваивается порядковые номера соответственно 19, 28, 53 и 91.

Таким образом элементу  в периодической системе присваивается порядковый номер не по возрастанию его атомной массы, а по количеству протонов, содержащихся в ядре данного атома, т. е. по заряду ядра атома.

Номер элемента указывает заряд ядра (количество протонов, содержащихся в ядре атома), общее число электронов, содержащихся в данном атоме. 

Задание 59. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют углерод, фосфор, сера и йод? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

Решение:

Высшую степень окисления элемента определяет, как правило, номер группы периодической системы Д. И. Менделеева, в которой он находится.

Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того числа электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки инертного газа ns2np6 (в случае с водородом ns2).

Углерод, фосфор, сера и йод находятся соответственно в IVА-, VА-, VIа- и VIIА- группах и имеют структуру внешнего энергетического уровня соответственно s2p2, s2p3, s2p4 и s2p5. Таким образом, высшая степень окисления углерода, фосфора, серы и йода равна соответственно +4, +5, +6 и +7.

Низшая степень окисления углерода, фосфора, серы и йода равна соответственно -4, -5, -6 и -7. Формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления: СH4, H3Р, H2S, HI.

Задание 60. Атомы каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксид, отвечающий их высшей степени окисления Э2О5? Какой из них дает газообразное соединение с водородом? Составьте формулы кислот, отвечающих этим оксидам и изобразите их графически?Решение:

Оксид Э2О5, где элемент находится в своей высшей степени окисления +5, характерен для элементов V группы. Такой оксид могут образовывать два элемента четвёртого периода и V- группы – это элемент №23 (ванадий) и №33 (мышьяк).

Ванадий и мышьяк, как элементы пятой группы, образуют водородные соединения состава ЭН3, потому что они могут проявлять низшую степень окисления -3.

Так как мышьяк – неметалл, то он образует с водородом газообразное соединение – H3As – арсин.

1. Формулы кислот, отвечающих оксидам в  высшей степени окисления ванадия и мышьяка:
2. H3VO4 – ортованадиевая кислота;HVO3 – метаванадиевая кислота;HAsO3 – метамышьяковая кислота;H3AsO4 – мышьяковая (ортомышьяковая)  кислота.
3. Графические формулы кислот:

Источник: http://buzani.ru/zadachi/khimiay-shimanowich/907-periodicheskij-zakon-stepen-okisleniya-zadaniya

ПОИСК

    Вычислить степени окисления платины, кобальта, олова, золота и никеля в комплексных ионах, заряды которых указаны  [c.178]

    По сравнению с элементами подгруппы железа и кобальта и его аналогов происходит дальнейшее спаривание (п—1)й-электронов стабилизация (п—1)й-подслоя.

Поэтому высшая степень окисления кобальта и его аналогов оказывается ниже, чем у рутения и ос- ия. Для кобальта наиболее типичны степени окисления — -2 и +3, а для иридия степени окисления +3 и +4 примерно равноценны. Получены также соединения родия (VI) и иридия (VI). Для элементов подгруппы устойчивы координационные числа 6 и 4 (табл.

52). [c.594]

    Строение электронных уровней атомов железа, кобальта и никеля характеризуется почти полной достройкой -подуровня предпоследнего электронного уровня шесть электронов — у железа, семь—у кобальта и восемь — у никеля. Заполнение -подуровня у атомов этих элементов сказывается на уменьшении окислительного числа, поскольку на -подуровне содержится меньшее число непарных электронов. Поэтому если марганцу свойственна еще степень окисления 4-7, то атом железа может отдавать не более шести электронов и, следовательно, его степень окисления не может быть больше 4-6. Окислительное число кобальта не может быть больше 4-5, а никеля 4-4, Таким образом, у атомов этих элементов нельзя считать все электроны незаполненных уровней валентными. Одновременно с повышением устойчивости почти заполненного -подуровня снижается склонность этих элементов к образованию металлоподобных соединений с электронной проводимостью. Электрической проводимостью такого типа обладают только силиды этих металлов. [c.297]

    Соединения кобальта. В большинстве своих соединений кобальт проявляет степени окисления +2 и -ЬЗ (соединения кобальта в степени окисления -fЗ устойчивы преимущественно в форме комплексов). Соединения кобальта з степенях окисления -Ь4 и -Ь5 крайне неустойчивы. [c.312]

    Степени окисления и пространственная конфигурация комплексов (структурных единиц) элементов подгруппы кобальта [c.595]

    Соединения Со (0), Rh (0), Ir (0). Для кобальта и его аналогов в степени окисления О известны карбонилы. Простейший карбонил кобальта Со2(СО)8 — двухъядерное соединение  [c.597]

    Причины различной относительной устойчивости многочисленных комплексов этих элементов можно понять с позиций теории жестких и мягких кислот и оснований. В качестве примера рассмотрим комплексные соединения кобальта в степени окисления 4-3 [ o(NH3)s] + (жесткая кислота), [ o( N)s] (мягкая кислота).

Если в кислотно-основном комплексе кислота— жесткая, то более устойчив комплекс с жестким основанием (например, с ионом F ) и менее устойчив комплекс с мягким основанием (например, с ионом 1 ) Со(ЫНз)5р]2+ более устойчив, чем [Со(ННз)51] +.

    Образование аммиаката стабилизирует у кобальта степень окисления (III) и тем самым резко уменьшает возможность проявления комплексными соединениями кобальта (III) окислительных свойств. [c.484]

    Исключение составляют фтор, кислород, гелий, неон, аргон, а также железо и элементы подгрупп кобальта и никеля, высшая степень окисления которых ниже, чем номер группы, к которой они относятся. У элементов подгруппы меди, наоборот, высшая степень окисления больше единицы, хотя они и относятся к I группе. [c.83]

    Для никеля N1 и кобальта Со высшие степени окисления +3 и Н- 4 не свойственны, и их соединения могут быть получены с трудом. Наиболее характерная степень окисления никеля и кобальта + 2. Они, как и железо, образуют растворимые галогениды, сульфаты и нитраты. [c.156]

    Характеристика элементов. Радиусы атомов членов этого семейства, хотя и незначительно, уменьшаются от железа к никелю. Как следствие этого, уменьшается способность отдавать электроны. Поэтому максимальная степень окисления железа равна 6, а у кобальта и никеля 4.

Устойчивое валентное состояние для железа +3, а для других двух элементов 4-2, причем у никеля в обычных условиях 01ю единственное, если не считать особые условия его существования в некоторых оксидных системах и комплексах типа K NiF6.

Для кобальта степень окисления выше 4-4 неизвестна, состояние 4-3 устойчиво, но 4-2 более характерно. В некоторых слу- [c.372]

    При нагревании Со2(СО)д под давлением водорода образуется гидрокарбонил (карбонилгидрид), который можно рассматривать как производное кобальта в степени окисления —1  [c.597]

    Соединения Со (II). Степень окисления +2 характерна для кобальта. При этой степени окисления у него устойчивы координационные числа 6 и 4, что соответствует октаэдрическому и тетраэдрическому распределению а-связей. Большинство соединений кобальта (И) парамагнитны  [c.598]

N (00)4 применяется также в органическом синтезе в качестве катализатора. Легкость образования N (00)4 используется для разделения никеля и кобальта, так как для получения карбонила кобальта требуются более высокие температура и давление.

Так как к тому же летучесть Со2(СО)8 меньше, чем N ( 0)4, разгонкой их смесей удается достичь высокой степени разделения N и Со. [c.609]

    Таким образом, степень окисления кобальта должна быть равна + 3. [c.371]

    Предложено много окисных катализаторов для окисления аммиака до окиси азота. Большинство этих катализаторов обладает недостаточной каталитической устойчивостью. Наиболее активными и каталитически устойчивыми оказались активированные окиси железа и кобальта, на которых в изотермических условия можно получать степень окисления аммиака до окиси азота 0,97—0,98.

Однако и на этих катализаторах в неподвижном слое наблюдается закономерная неизотермичность по высоте и диаметру реактора. Скорость процесса снижается вследствие внутридиффузионного торможения. Резкие перепады температур в применяемых крупных зернах (но радиусу их) приводят к быстрому изменению структуры зерен и падению активности катализатора. [c.

155]

    Реакции (а) — (г) практически необратимы и поэтому направление процесса определяется соотношением скоростей реакций. В отсутствие катализаторов прн высоких температурах (выше 900°С) окисление аммиака идет в основном с образованием азота по реакции (в).

Для производства азотной кислоты необходимо наиболее полное окисление аммиака по реакции (а), поэтому применяют катализаторы, избирательно ускоряющие ее. На практике степень окисления аммиака кислородом воздуха до оксида азота, т. е. селективность процесса, достигает 98%.

    Железо в степени окисления +2 и кобальт в степени окисления 4-3 образуют чрезвычайно устойчивые комплексы это приводит к тому, что для комплексных ионов обычные реакции железа (И) и кобальта (П1) в большинстве случаев не наблюдаются. [c.638]

    Для кобальта и его аналогов в степени окисления О известны карбонилы. Простейший карбонил кобальта Со2(СО)8 — двухъядерное соединение  [c.635]

    В присутствии солей аммония гидроксиды раствором аммиака не осаждаются (почему ). На воздухе идет окисление солей железа и кобальта до соединений со степенью окисления металлов + 3. [c.637]

    Для проведения опытов используют растворы солей железа (соль Мора), кобальта и никеля в степени окисления +2. [c.639]

    Рассмотрите расщепление и заполнение электронами -уровней цент- ральных атомов для цианидных комплексов (сильное поле лигандов) железа и кобальта в степени окисления +2 (конфигурации d и dP). Объясните -Причину различной устойчивости этих комплексов. [c.642]

    Соединения Со (III), Rh (III), Ir (III). В степени окисления +3 для кобальта, родия и иридия очень характерны многочисленные катионные, анионные и нейтральные комплексы, в которых они шести-координационны. Почти все они диамагниты, парамагнитен ион СоРб» (табл. 53). [c.601]

    Степень окисления металла указывают в скобках римскими цифрами сразу за названием металла. Например, чтобы показать, что степень окисления кобальта в Со(КНз)5СР» плюс три, используют римскую цифру Ш. [c.379]

Такие координирующиеся группы называются /шгандами. В растворах окраска обусловлена ассоциацией молекул растворителя, выступающих в роли лигандов, с металлом, а не свойствами самого катиона металла.

В концентрированной серной кислоте (сильный обезвоживающий агент) ионы Си» бесцветны в воде они имеют аквамариновую окраску, а в жидком аммиаке — темную ультрамариновую.

Комплексы металлов с высокими степенями окисления обладают яркой окраской, если они поглощают энергию в видимой части спектра СгО -ярко-желтой, а МПО4-ярко-пурпурной. [c.206]

    Запись данных опыта. Ответить на поставленные вопросы. Написать уравнения реакций. Сравнить восстановительные свойства гидроксидов железа, кобальта и никеля в степени окисления -Ы1 по наблюдениям и при сравнении стандартных окисли-тельно-восстановительных потенциалов (при переходе в гидроксиды этих элементов в степени окисления -ЬИ1). [c.217]

    В основе синтеза K3[ o(N02)a] лежат окислителую-восстано-вительная реакция и реакция комплексообразования, стабилизирующая у кобальта степень окисления (III). [c.362]

    В природе ионы кобальта встречаются в степени окисления II и III, однако наиболее важное биологическое соединение кобальта— это витамин В12, или кобаламин, в котором присутствует Со(1П) [256] (рис. 6.10). Кобаламин и близкие к нему вещества выполняют разнообразные биологические функции, особенно это касается бактерий.

Он необходим для человеческого организма и, вероятно, для больщинства животных и растений. Важную роль он играет в реакциях с участием остатков углеводов, жиров и белков для выработки in vivo. Пернициозная анемия — тяжелое заболевание, встречающееся у пожилых людей. Эта болезнь у млекопитающих обычно сопровождается повышенным выделением с мочой метилмалоновой кислоты.

    Как видно из таблицы 3.7, наибольшую степень окисления н-додецилмеркаптана обеспечиваЮ Т катализаторы на основе углей марок АГ-3 и АГ-5. Активированный уголь АГ-5 без катализатора проявляет низкую каталитическую активность.

Наибольшей удельной каталитической активностью обладает катализатор на угле СКТ. Однако с этим катализатором не достигается необходимая степень очистки.

Таким образом, катализаторы, приготовленные нанесением фтгиюцианина кобальта на ак1 ивированные угли АГ-3 и АГ -5, являются р(аиболее активными катализаторами для окисления меркаптанов. [c.68]

    Ни один из этих элементов в своих соединениях не достигает степени окисления, соответствующей номеру группы. Наиболее устойчивы степени окисления +2 и Ч-З, причем для никеля, за некоторыми исключениями (например, в K [NiFe], см. также опыт 1), наиболее типична степень окисления +2 (конфигурация d ) (опыт 1).

Во многих соединениях кобальта он также имеет степень окисления 4-2 (d ) степень окисления 4-3 (d ) характерна главным образом для комплексных соединений кобальта, которые имеют сходство с комплексами хрома (1П).

Соединения железа в степени окисления -j-2 (d ) сходны с соединениями цинка реакции иона железа(III) (d ) во многом похожи с реакциями ионов алюминия и хрома(III). Обладающие сильным окислительным действием ферраты (VI) (d ) РеОч напоминают хроматы (VI) и мaнгaнaты(VI) ферраты имеют тот же состав, что и сульфаты, и часто им изоморфны.

Реакции соединений железа, кобальта и никеля в своем больщинстве определяются склонностью этих металлов к изменению степени окисления и их способностью к комплексообразованию. [c.635]

В связи с этим при переходе от Ре + к N1=+ ослабевают основные свойства гидроксидоь Э(0Н)2 и- возрастает устойчивость комплексов, что связано также с заполнением электронами -орбиталей с низкой энергией (гри октаэдрическом окружении лигандами).

Рост заряда ядра ведет к более прочной связи электронов с ядром, поэтому для кобальта, и особенно для никеля, степень окисления +3 менее характерна, чем для желеча. Для железа известна степень окисления + 6 (КгРе04), которая не наблюдается у Со и N1. [c.560]

    В 1893 г. 26-летний швейцарский химик Альфред Вернер выдвинул теорию, которая успешно объяснила изложенные выше факты и легла в основу теории комплексных соединений металлов.

Одно из важнейших утверждений Вернера состояло в том, что металлы кроме главной (первичной) валентности обладают еще и побочной (вторичной) валентностью. В современной химии этим понятиям соответствуют степень окисления м еталла и его координационное число.

Хотя Вернер не обосновал свое утверждение теоретически (теория ковалентной связи Льюиса появилась лишь 23 года спустя), он объяснил, исходя из вьщвинутого им утверждения, многие экспериментальные факты. Вернер постулировал, что кобальт(П1) имеет главную валентность 3 и побочную валентность 6.

Поэтому он записал формулу o lj-SNHj как [Со(ННз)5С1]С12. Лиганды, помещенные в квадратных скобках, насыщали побочную валентность кобальта, [c.385]

    Оксиды и гидроксиды. Кобальт образует с кислородом следующие простые оксиды СоО, С02О3 и С0О9. Первые два оксида кобальта имеют основный характер и способны соединяться, образуя смешанным оксид С03О4, в котором один атом кобальта находится в степени окисления +2, а два других — в степени окисления + 3, Оксид кобальта (IV) имеет амфотерный характер. [c.312]

Железо (П1) и (VI) характеризуются окислительными свойствами, а Fe (II),—восстановительными. Аналогичная закономерность в отношении Э (III) и Э /П) наблюдается у кобальта и никеля.

Наименее выражена восстановительная способность у никеля (И). [c.101]

Источник: https://www.chem21.info/info/861331/

Степень окисления

Характерным признаком окислительно-восстановительных реакций является изменение степеней окисления элементов.

Степень окисления является характеристикой состояния атома в веществе.

Она численно равна заряду на атоме в сложном веществе при условии смещения всех общих электронных пар к атомам более электроотрицательных элементов, т. е.

степень окисления рассчитывается из предположения, что все ковалентные связи стали ионными.

Поскольку такое предположение является условным, следовательно и степень окисления — величина формальная, не отражающая реальных соотношений зарядов атомов в молекуле, однако это понятие применяется в некоторых логических построениях (классификация соединений, вычисление коэффициентов в уравнениях и т. д.).

Остановимся на правилах определения степеней окисления атомов в различных веществах. Степень окисления атомов в простых веществах равна 0.

В составе сложных веществ натрий, калий и другие щелочные металлы имеют постоянную степень окисления +1, металлы IIA группы (от бериллия до радия) +2, такую же степень окисления имеют кадмий и цинк, алюминий в соединениях всегда имеет степень окисления +3. Фтор как наиболее электроотрицательный элемент в соединениях имеет степень окисления только -I.

Многие элементы имеют переменные степени окисления в сложных веществах. Кислород в большинстве соединений имеет степень окисления -2. Только в соединениях с фтором степень окисления кислорода может быть положительной. Степень окисления кислорода -I характерна для пероксидов. Пероксиды содержат связь -О-О-, например H2O2 (пероксид водорода), Na2O2 (пероксид натрия), BaO2 (пероксид бария).

Водород в соединениях с металлами имеет степень окисления -1 (гидрид натрия NaH, гидрид кальция CaH2 и др). В соединениях с неметаллами степень окисления водорода равна +1.

Таким образом, в большинстве соединений (оксиды, кислоты, основания, средние соли, кислые соли, основные соли) степень окисления кислорода равна -2, а водорода +1.

Железо в большинстве соединений имеет степень окисления +2 и +3, медь +1 и +2, хром +2, +3 и +6, марганец +2, +4, +6 и +7. Серебро преимущественно в соединениях имеет степень окисления +1.

Молекулы и формульные единицы веществ ионного строения электронейтральны.

В бинарных соединениях ионного строения степень окисления атома равна по знаку и величине заряду иона, например в бромиде бария BaBr2 степень окисления бария равна +2, а брома — -1.

В бинарных соединениях молекулярного строения степень окисления более электроотрицательного атома считается отрицательной, а менее электроотрицательного атома — положительной. Например, в аммиаке степень окисления азота равна -3, а во фториде азота — +3.

В более сложных случаях степень окисления рассчитывается на основании электронейтральности формульных единиц и известных степеней окисления.

Примеры

Пример 1. Вычислить степень окисления железа в соединениях: а) Fe(OH)Cl2; б) Na2FeO4.

Решение. Примем в обоих случаях степень окисления железа за х. В Fe(OH)Cl2 ион железа связан с гидроксид-ионом и хлорид-ионами. Степени окисления кислорода, водорода и хлора равны -2, +1 и -1, соответственно. Тогда с учетом электронейтральности формульной единицы

 

Источник: https://chemiday.com/ru/encyclopedia/oxidation_state