§ 27. Залежність окисно-відновних властивостей речовин від ступеня окиснення елементів

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

які елементи виявляють відновні властивості, а які — окисні;
що таке окисно-відновна подвійність і від чого вона залежить.

у найнижчому ступені окиснення. Як правило, він дорівнює різниці між числом 8 (максимальною кількістю електронів на зовнішньому енергетичному рівні) і номером групи елемента в Періодичній системі, наприклад:

Тільки окисні властивості виявляють металічні та неметалічні елементи, які в сполуках перебувають у найвищому ступені окиснення, що дорівнює номеру групи елемента в Періодичній системі:

Якщо елемент перебуває в проміжному ступені окиснення, тобто не у вищому і не в найнижчому, то залежно від другого учасника окисно-відновної реакції він здатен виявляти як відновні, так і окисні властивості, тобто окисно-відновну подвійність властивостей, наприклад:

Окисно-відновні властивості елементів залежать також і від їхнього місця в Періодичній системі, тобто від номера періоду та групи — A чи Б (головної чи побічної підгрупи). Так, у періодах зі збільшенням атомного номера елемента зростає заряд ядра атома, а кількість енергетичних рівнів залишається незмінною. Це спричиняє зменшення атомного радіусу та посилення зв'язку зовнішніх (валентних) електронів з ядром, тому відновні властивості елементів послаблюються.

У головних підгрупах (підгрупах A) зі збільшенням номера періоду збільшується радіус атома та послаблюється зв'язок валентних електронів з ядром, тобто тих електронів, що беруть участь в окисно-відновних реакціях. Через це відновні властивості елементів зростають. Отже, сильніші відновні властивості характерні для металічних елементів IA-групи.

Приклад розв'язування задач

Які властивості — окисника, відновника чи окисно-відновну подвійність властивостей — можуть виявляти підкреслені елементи: а) Mn, MnO₂, KMnO₄; б) H₂S, SO₂, H₂SO₄ в окисно-відновних реакціях?

Розв'язання

Для відповіді на це запитання треба спочатку визначитися, про який елемент — металічний чи неметалічний — ідеться мова. Потім на основі значень ступеня окиснення елемента — нижчого, вищого або проміжного виявити його властивості.

У першій групі речовин Mn — це металічний елемент, тому найнижчий ступінь окиснення, у якому він виявляє тільки відновні властивості, дорівнює 0, а найвищий, у якому він виявляє тільки окисні властивості, дорівнює номеру групи в Періодичній системі елементів, тобто +7. Усі інші ступені окиснення Мангану в сполуках проміжні, тобто в них він виявляє окисно-відновну подвійність властивостей, наприклад:

У другій групі речовин S — це неметалічний елемент, тому його найнижчий ступінь окиснення дорівнює різниці між номером групи та числом 8, тобто: 6 - 8 = -2. Найвищий ступінь окиснення Сульфуру дорівнює номеру групи в Періодичній системі, тобто +6. У разі проміжних значень ступеня окиснення в сполуках Сульфур в окисно-відновних реакціях виявляє окисно-відновну подвійність властивостей, наприклад:

Основні поняття. Відновні властивості. Окисні властивості. Окисно-відновна подвійність властивостей.

Запитання та завдання

4. Які з елементів третього періоду Періодичної системи можуть бути: а) тільки відновниками; б) як окисниками, так і відновниками?
5. За схемами перетворення речовин складіть схему переходу електронів для елементів, у яких змінюються ступені окиснення, та зазначте їхні властивості (тільки окисника, тільки відновника, як окисника, так і відновника):

a) H₂SO₄→ S;

KNO₃→ N₂;

б) Cr₂O₃→ K₂CrO₄;

KMnO₄ → MnO;

в) CH₄ → C;

O₂→ H₂O₂;

г) FeS → SO₂;

KClO₃→ Cl₂.