Номер 297, страница 64 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

297. Какую максимальную положительную и минимальную отрицательную степень окисления могут иметь атомы кислорода в соединениях? Определите степень окисления атомов кислорода в следующих соединениях: $SeO_3$, $CO$, $BaO_2$, $O_2$, $Na_2SeO_4$, $OF_2$, $CO_2$, $O_3$, $S_8$, $H_2O_2$.

Какую максимальную положительную и минимальную отрицательную степень окисления могут иметь атомы кислорода в соединениях?

Атом кислорода ($O$) расположен в 16-й группе периодической таблицы и имеет электронную конфигурацию внешнего слоя $2s^22p^4$. На внешнем электронном уровне у него находится 6 валентных электронов.

Минимальная отрицательная степень окисления определяется числом электронов, которые атом должен принять, чтобы завершить свою внешнюю электронную оболочку до стабильного октета (8 электронов). Атому кислорода для этого необходимо принять 2 электрона. Поэтому его минимальная степень окисления равна -2. Это самая распространенная степень окисления кислорода, которую он проявляет в большинстве оксидов.

Максимальная положительная степень окисления может проявляться только в соединениях с более электроотрицательным элементом. Единственным таким элементом является фтор ($F$). В соединении фторида кислорода($II$) $OF_2$, фтор, как самый электроотрицательный элемент, имеет постоянную степень окисления -1. Молекула $OF_2$ в целом электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов в ней равна нулю. Если обозначить степень окисления кислорода как $x$, то можно составить уравнение: $x + 2 \cdot (-1) = 0$. Решая его, получаем $x = +2$. Таким образом, максимальная положительная степень окисления кислорода равна +2.

Ответ: Максимальная положительная степень окисления кислорода +2, минимальная отрицательная -2.

Определите степень окисления атомов кислорода в следующих соединениях: $SeO_3, CO, BaO_2, O_2, Na_2SeO_4, OF_2, CO_2, O_3, S_8, H_2O_2$.

Определение степени окисления кислорода в каждом соединении:

$SeO_3$ (оксид селена($VI$)): кислород является более электроотрицательным элементом, чем селен, поэтому его степень окисления в оксиде -2.

$CO$ (оксид углерода($II$)): кислород более электроотрицателен, чем углерод. Степень окисления кислорода -2.

$BaO_2$ (пероксид бария): барий ($Ba$) — щелочноземельный металл и всегда имеет степень окисления +2. Так как молекула нейтральна, суммарный заряд двух атомов кислорода должен быть -2. Следовательно, степень окисления каждого атома кислорода -1. Это пероксид.

$O_2$ (кислород): это простое вещество, состоящее из атомов одного элемента. Степень окисления 0.

$Na_2SeO_4$ (селенат натрия): натрий ($Na$) — щелочной металл со степенью окисления +1. В солях кислородсодержащих кислот кислород, как правило, имеет степень окисления -2. Проверка: $2 \cdot (+1) + x_{Se} + 4 \cdot (-2) = 0 \implies x_{Se} = +6$, что является допустимой степенью окисления для селена.

$OF_2$ (фторид кислорода($II$)): фтор ($F$) — самый электроотрицательный элемент, его степень окисления всегда -1. Тогда для соблюдения электронейтральности молекулы степень окисления кислорода должна быть +2, так как $x_O + 2 \cdot (-1) = 0$.

$CO_2$ (оксид углерода($IV$)): стандартный оксид, степень окисления кислорода -2.

$O_3$ (озон): это аллотропная модификация кислорода, то есть простое вещество. Степень окисления 0.

$S_8$ (сера): это простое вещество. В нем отсутствуют атомы кислорода. Степень окисления атомов серы равна 0.

$H_2O_2$ (пероксид водорода): водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления +1. Тогда суммарный заряд двух атомов кислорода равен -2, и степень окисления каждого из них -1. Это пероксид.

Ответ: Степени окисления кислорода: в $SeO_3$ –2; в $CO$ –2; в $BaO_2$ –1; в $O_2$ 0; в $Na_2SeO_4$ –2; в $OF_2$ +2; в $CO_2$ –2; в $O_3$ 0; в $S_8$ кислород отсутствует; в $H_2O_2$ –1.