Возможные степени окисления элементов

Перед тем как начать писать окислительно-восстановительные реакции, необходимо знать какие степени окисления может проявлять тот или иной химический элемент. Рассмотрим степени окисления, знание которых необходимо для успешной сдачи ЕГЭ.

Элементы с постоянными степенями окисления в сложных соединениях:

Степень окисления	Элементы	Примеры соединений	Названия соединений
-1	F	NaF OF2	Фторид натрия Фторид кислорода
+1	Все металлы 1-ой группы главной подгруппы (Li-Fr)	Na2O KH	Оксид натрия Гирид калия
+2	Все металлы 2-ой группы главной подгруппы (Be-Ra), а также Zn и Cd	BeO CaH2	Оксид бериллия Гидрид кальция
+3	Al	Al2O3 Al(OH)3 Al2(SO4)3	Оксид алюминия Гидроксид алюминия Сульфат алюминия

 

Элементы с переменными степенями окисления:

1. Водород

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Комментарий
0	H2	Водород (простое вещество)	В твердом состоянии, как и все газы, образует молекулярную кристаллическую решетку
+1	H2O H2O2 H2SO4 KOH NaHSO3	Вода Пероксид водорода Серная кислота Гидроксид калия Гидросульфит натрия	В таких соединениях, как вода, пероксид водорода, все кислоты, основания, кислые соли, все органические соединения
-1	NaH CaH2	Гидрид натрия Гидрид кальция	Только с металлами водород может проявлять степень окисления -1

 

2. Кислород

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Комментарий
0	O2	Кислород (простое вещество)	В твердом состоянии, как и все газы, образует молекулярную кристаллическую решетку
-2	H2O Na2O H2SO4 KOH NaHSO3	Вода Оксид натрия Серная кислота Гидроксид калия Гидросульфит натрия	В таких соединениях, как вода, все оксиды, кислоты, основания, кислые соли, все органические соединения
-1	H2O2 Na2O2 BaO2	Пероксид водорода Пероксид натрия Пероксид бария	В пероксиде водорода и всех других пероксидах
-1/2	KO2	Супероксид калия (надпероксид калия)	Во всех супероксидах
-1/3	KO3 Sr(O3)2	Озонид калия Озонид стронция	Во всех озонидах
+1	O2F2	Дифторид кислорода	Положительные степени окисления кислород проявляет только в соединениях с фтором
+2	OF2	Фторид кислорода

 

3. Сера

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Комментарий
0	S8	Сера	Светло-желтый порошок; нерастворим в воде, тяжелее её, но в воде не тонет, плавает на её поверхности, так как ею не смачивается. Молекулы S8 образуют молекулярную кристаллическую решетку. Сера существует в виде нескольких аллотропных модификаций: ромбическая, моноклинная, пластическая.
-2	H2S CaS	Сероводородная кислота Сульфид кальция	Все сульфиды
-1	FeS2	Персульфид железа (II) (пирит, серный колчедан, железный колчедан)	Единственное соединение со ст. ок. -1
+4	SO2 H2SO3 CaSO3	Оксид серы (IV) Сернистая кислота Сульфит кальция	В таких соединениях как оксид серы (IV), сернистой кислоте и всех её солях
+6	SO3 H2SO4 CaSO4	Оксид серы (VI) Серная кислота Сульфат кальция	В таких соединениях как оксид серы (VI), серной кислоте и всех её солях

 

4. Азот

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Комментарий
0	N2	Азот (простое вещество)	В твердом состоянии, как и все газы, образует молекулярную кристаллическую решетку
-3	NH3 Na3N Ca3N2	Аммиак Нитрид натрия Нитрид кальция	В таких соединениях, как аммиак и все нитриды
-2	N2H4	Гидразин	Степени окисления -2 и -1 встречаются только в органических соединениях
-1	NH2OH	Гидроксиламин
+1	N2O	Оксид азота (I)	Азот проявляет положительные степени окисления только в соединениях с кислородом и фтором
+2	NO	Оксид азота (II)
+3	N2O3 HNO2 NF3	Оксид азота (III) Азотистая кислота Фторид азота (III)	В таких соединениях, как оксид азота (III), азотистой кислоте и всех её солях, фториде азота (III)
+4	NO2	Оксид азота (IV)	Смешанный оксид азота (IV)
+5	N2O5 HNO3	Оксид азота (V) Азотная кислота	В таких соединениях, как оксид азота (V), азотной кислоте и всех её солях

 

5. Галогены*

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Комментарий
0	F2 Cl2 Br2 I2	Фтор Хлор Бром Йод	Светло-зеленый газ Желто-зеленый газ Темно-красная жидкость Серо-черные кристаллы
-1	HF HCl HBr HI	Фтороводород (соли кислоты: фториды) Хлороводород (соли кислоты: хлориды) Бромоводород (соли кислоты: бромиды) Йодоводород (соли кислоты: йодиды)	Бесцветные ядовитые газы. При растворении в воде образуют соответствующие кислоты.
+1	HClO HBrO HIO	Хлорноватистая кислота (соли: гипохлориты) Бромноватистая кислота (соли: гипобромиты) Йодноватистая кислота (соли: гипоиодиты)	В приведенных кислотах, а также всех их солях
+3	HClO2 HBrO2 HIO2	Хлористая кислота (соли: хлориты) Бромистая кислота (соли: бромиты) Йодистая кислота (соли: иодиты)	В приведенных кислотах, а также всех их солях
+5	HClO3 HBrO3 HIO3	Хлорноватая кислота (соли: хлораты) Бромноватая кислота (соли: броматы) Йодноватая кислота (соли: иодаты)	В приведенных кислотах, а также всех их солях
+7	HClO4 HBrO4 HIO4	Хлорная кислота (соли: перхлораты) Бромная кислота (соли: перброматы) Йодная кислота (соли: периодаты)	В приведенных кислотах, а также всех их солях

* Для фтора только 0 и -1; At также является галогеном, но его не рассматриваем, так как в природе его практически нет.

 

6. Углерод**

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Комментарий
0	C	Углерод	Аллотропные модификации: алмаз, графит, карбин (черный порошок, полимерные цепи -C=C-, =С=С=), фуллерены (темные, похожие на сажу, C60-C200)
+2	CO	Оксид углерода (II) (угарный газ)	В таких соединениях как CO, а также в некоторых органических соединениях
+4	CO2 H2CO3	Оксид углерода (IV) (углекислый газ) Угольная кислота	В таких соединениях как оксид углерода (IV), угольная кислота и все ее соли

** В органических соединениях углерод проявляет все степени окисления от -4 (например, CH4) до +3 (например, CH3COOH).

 

7. Фосфор

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Тип соединения	Комментарий
0	P	Фосфор	Неметалл	В природе в свободном состоянии не встречается. Наиболее устойчивые аллотропные модификации: белый фосфор (P4, молекулярная кристаллическая решетка), красный и черный фосфор (атомные кристаллические решетки)
-3	PH3	Фосфин	Летучее водородное соединение	Бесцветный ядовитый газ с запахом чеснока
+1	H3PO2 NaH2PO2	Фосфорноватистая кислота Гипофосфит натрия	Кислота Средняя соль	Только в кислоте и ее солях
+3	P2O3 H3PO3 Na2HPO3	Оксид фосфора (III) Фосфористая кислота Фосфит натрия	Кислотный оксид Кислота Средняя соль	В таких соединениях, как оксид фосфора (III), фосфористая кислота и все её соли
+5	P2O5 H3PO4 Na3PO4	Оксид фосфора (V) (Орто)фосфорная кислота Фосфат натрия	Кислотный оксид Кислота Средняя соль	В таких соединениях, как оксид фосфора (V), фосфорная кислота и все её соли

 

8. Хром

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Тип соединения	Комментарий
0	Cr	Хром	Металл	Голубовато-белый металл. В обычных условиях покрыт оксидной пленкой и поэтому инертен по отношению к кислороду воздуха и воде.
+2	CrO Cr(OH)2	Оксид хрома (II) Гидроксид хрома (II)	Основный оксид Нерастворимое основание	Нестабильная степень окисления, сильные восстановители
+3	Cr2O3 Cr(OH)3 H3CrO3 HCrO2 NaCrO2 Na3[Cr(OH)6]	Оксид хрома (III) Гидроксид хрома (III) Хромистая кислота (соли: хромиты) Метахромистая кислота (соли: (мета)хромиты) Метахромит натрия Гексагидроксохромат (III) натрия	Амфотерный оксид Амфотерный гидроксид Кислота Кислота Средняя соль Гидроксокомплекс	Степень окисления стабильная, проявляется в оксиде, гидроксиде, хромитах и гидроксокомплексах с хромом
+6	CrO3 H2CrO4 H2Cr2O7	Оксид хрома (VI) Хромовая кислота (соли: хроматы, желтые) Дихромовая кислота (соли: дихроматы, оранжевые)	Кислотный оксид Кислота Кислота	Степень окисления стабильная (соединения являются сильными окислителями) проявляется в оксиде, кислотах (хромовой, дихромовой) и их солях

 

9. Железо

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Тип соединения	Комментарий
0	Fe	Железо	Металл	Серебристо-белый, блестящий металл
+2	FeO Fe(OH)2	Оксид железа (II) Гидроксид железа (II)	Основный оксид Нерастворимое основание	Оксид черного цвета Гидроксид серо-зеленого цвета
+3	Fe2O3 Fe(OH)3 HFeO2 KFeO2 K3[Fe(OH)6]	Оксид железа (III) Гидроксид железа (III) Железистая кислота Феррит калия Гексагидроксоферрат (III) калия	Амфотерный оксид Амфотерный гидроксид Кислота Средняя соль Гидроксокомплекс	Оксид и гидроксид бурого цвета (цвет ржавчины)
+6	K2FeO4	Феррат калия	Средняя соль	Кислота H2FeO4 как индивидуальное вещество не выделена

 

10. Медь

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Тип соединения	Комментарий
0	Cu	Медь	Металл	Розово-красный, пластичный металл
+1	Cu2O CuOH	Оксид меди (I) Гидроксид меди (I)	Основный оксид	Кирпично-красного цвета
+2	CuO Cu(OH)2	Оксид меди (II) Гидроксид меди (II)	Основный оксид Нерастворимое основание	Оксид черного цвета Гидроксид голубого цвета

 

11. Марганец

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Тип соединения	Комментарий
0	Mn	Марганец	Металл	Металл серебристо-белого цвета
+2	MnO Mn(OH)2	Оксид марганца (II) Гидроксид марганца (II)	Основный оксид Нерастворимое основание	Оксид зеленого цвета Основание светло-розового цвета
+3	Mn2O3	Оксид марганца (III)	Амфотерный оксид	Коричнево-чёрные кристаллы, не растворимые в воде
+4	MnO2	Оксид марганца (IV)	Амфотерный оксид	Порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде
+6	MnO3 K2MnO4	Оксид марганца (VI) Манганат калия	Кислотный оксид Средняя соль	Оксид тёмно-красного цвета Соль темно-зеленого цвета
+7	Mn2O7 HMnO4 KMnO4	Оксид марганца (VII) Марганцовая кислота Перманганат калия	Кислотный оксид Кислота Средняя соль	Красная маслянистая жидкость Кислота и соль фиолетово-красного цвета

 

12. Кремний

Степень окисления	Примеры соединений	Названия соединений	Тип соединения	Комментарий
0	Si	Кремний	Неметалл	Две аллотропные модификации: кристаллический (серый) и аморфный (белый порошок)
-4	Mg2Si	Силицид магния	Бинарное соединение	Темно-синие кристаллы (Mg2Si). Ст. окисления -4 в соединениях кремния с металлами
+2	SiO	Оксид кремния (II)	Несолеобразующий оксид	Смолоподобное аморфное вещество
+4	SiO2 SiH4 SiC	Оксид кремния (IV) Силан Карборунд	Кислотный оксид Летучее водородное соединение Бинарное соединение	Кремнезём (SiO2) Бесцветный неустойчивый газ (SiH4) Кристаллическое вещество (SiC) Степень окисления +4 в соединениях кремния с неметалами