Как определять степени окисления хрома (с примерами)

Чтобы определить степень окисления хрома, сложите вклады известных атомов (O = −2, H = +1, щелочные +1) и приравняйте сумму к заряду молекулы или иона; в K2Cr2O7 каждый Cr = +6.

Правила и пошаговый алгоритм

  1. Пропишите формулу и укажите суммарный заряд вещества (0 для нейтральных молекул, например, 2− для иона).
  2. Подставьте стандартные значения: O = −2 (обычно), H = +1, щелочные металлы (K, Na) = +1, щелочноземельные (Ca, Mg) = +2.
  3. Сложите все известные вклады и обозначьте сумму на неизвестных элементах как x (или n·число атомов).
  4. Решите уравнение: сумма = заряд. Получите среднюю степень окисления для элемента.
  5. При нескольких эквивалентных атомах элемента разделите полученное значение на число атомов — это степень на один атом.

Примечания:

  • Для пероксидов O = −1; в гидридах H = −1.
  • Степень окисления — формальная величина, не всегда отражает реальный заряд в молекуле.

Цвет раствора помогает: Cr(III) часто фиолетовый/зеленый, Cr(VI) — жёлтый/оранжевый. Это удобная проверка в лободе лабораторной работы.

Пример: K2Cr2O7 (дихромат калия)

Формула: K2Cr2O7, молекула нейтральна.

  1. Вклад калия: 2·(+1) = +2
  2. Вклад кислорода: 7·(−2) = −14
  3. Сумма без хрома: +2 − 14 = −12
  4. Нужно, чтобы суммарная сумма = 0, значит вклад двух Cr = +12 → по одному Cr = +6.

Для иона Cr2O7^2−: 2Cr + 7(−2) = −2 → 2Cr −14 = −2 → 2Cr = +12 → Cr = +6.

Пример восстановления: при восстановлении Cr(VI) → Cr(III) каждый атом Cr принимает 3 электрона; для Cr2O7^2− превращение в 2·Cr^3+ требует 6 электронов в сумме.

Соединения Cr(VI) токсичны и канцерогенны — работайте в вытяжке, в перчатках и с защитными средствами.

Быстрые примеры для тренировки

  • CrO: Cr + (−2) = 0 → Cr = +2.
  • Cr2O3: 2Cr + 3(−2) = 0 → 2Cr = +6 → Cr = +3.
  • K2CrO4: 2·(+1) + Cr + 4(−2) = 0 → Cr = +6.
  • CrCl2: Cr + 2(−1) = 0 → Cr = +2.
  • CrCl3: Cr + 3(−1) = 0 → Cr = +3.

Частые ошибки

  • Игнорирование заряда ионов (для полиионов всегда учитывать общий заряд).
  • Применение O = −2 к пероксидам (там O = −1).
  • Деление суммы на число атомов без учёта стехиометрии (например, забыть умножить степень на число атомов).

FAQ

  • Как быть с комплексами (например, [Cr(H2O)6]3+)?
    Учитывайте заряд всего комплекса: суммируйте вклады лигандов и приравняйте к общему заряду, затем найдите степень на Cr.

  • Можно ли указывать дробные степени окисления?
    Формально да, если атомы в разных состояниях или усреднённая величина по формуле (но чаще приводят целые для конкретных химических форм).

  • Как определить валентность и степень окисления — одно и то же?
    Нет: валентность — число связей, степень окисления — формальная зарядовая величина.

Эти шаги позволяют быстро и надёжно находить степени окисления хрома в большинстве учебных и лабораторных задач.