СТЕ́ПЕНЬ ОКИСЛЕ́НИЯ

СТЕ́ПЕНЬ ОКИСЛЕ́НИЯ (окис­ли­тель­ное чис­ло), фор­маль­ный за­ряд ато­ма в мо­ле­ку­ле в пред­по­ло­же­нии, что все элек­трон­ные па­ры, осу­ще­ст­в­ляю­щие хи­мич. связь, пол­но­стью сме­ще­ны в сто­ро­ну бо­лее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го эле­мен­та. С. о. хи­мич. эле­мен­тов обо­зна­ча­ют рим. или араб. циф­рой с пред­ше­ст­вую­щим зна­ком (в от­ли­чие от за­ря­да ио­на, где знак ста­вит­ся по­сле чис­ла). С. о. ато­ма в про­стом ве­ще­ст­ве рав­на ну­лю. Ал­геб­ра­ич. сум­ма С. о. ато­мов в мо­ле­ку­ле рав­на ну­лю. Ал­геб­ра­ич. сум­ма С. о. ато­мов в мно­го­за­ряд­ном ио­не рав­на за­ря­ду ио­на. Зна­че­ние С. о. обыч­но яв­ля­ет­ся це­ло­чис­лен­ным и мо­жет из­ме­нять­ся от –4 до +8.

C. о. во­до­ро­да в боль­шин­ст­ве его со­еди­не­ний (кро­ме гид­ри­дов ме­тал­лов) при­ни­ма­ют рав­ной +1, C. о. ки­сло­ро­да в боль­шин­ст­ве со­еди­не­ний рав­ной –2. Ис­клю­че­ния­ми яв­ля­ют­ся пе­рок­си­ды со свя­зя­ми ОО (C. о. рав­на –1) и ООО (С. о. дроб­ная) и фто­ри­ды ки­сло­ро­да (OF, O₂F, O₂F₂, O₃F₂ и др.), у ко­то­рых С. о. ато­ма О име­ет по­ло­жи­тель­ные (+1, +2) или дроб­ные зна­че­ния.

Наи­бо­лее вы­со­кие по­ло­жи­тель­ные зна­че­ния С. о. ме­тал­лов про­яв­ля­ют­ся во фто­ри­дах (ReF₇, OsF₇), ок­сиф­то­ри­дах (Os⁺⁸O₃F₂), пер­ман­га­на­тах (KMn⁺⁷O₄), ок­си­дах Ru⁺⁸O₄, Os⁺⁸O₄, Ir⁺⁸O₄, Hs⁺⁸O₄, Xe⁺⁸O₄ и не­ко­то­рых ком­плек­сах Pu. Наи­бо­лее вы­со­кие по­ло­жи­тель­ные зна­че­ния С. о. не­ме­тал­лов свой­ст­вен­ны S, Se, Te и Po (наи­боль­шие зна­че­ния +6), Cl, Br и I в га­ло­ген­фто­ри­дах (ClF₅, Br⁺⁷O₃F, I⁺⁷O₂F₃) и их про­из­вод­ных, а так­же Хе в XeF₆ и его со­еди­не­ни­ях. Зна­че­ние С. о. –4 про­яв­ля­ют хи­мич. эле­мен­ты под­груп­пы уг­ле­ро­да. Дроб­ные зна­че­ния С. о. име­ют ме­тал­лы в ок­си­дах ви­да Fe₃O₄.

С. о. F, Cl, Br и I в ион­ных ве­ще­ст­вах рав­на –1, од­на­ко С. о. Cl, Br и I в не­ко­то­рых ки­сло­тах и со­лях мо­гут иметь по­ло­жи­тель­ные зна­че­ния: HCl⁺⁷O₄, KCl⁺⁷O₄. C. о. ще­лоч­ных ме­тал­лов при­ни­ма­ют рав­ной +1, щё­лоч­но­зе­мель­ных ме­тал­лов +2, ме­тал­лов 3-й груп­пы (ко­рот­кой фор­мы пе­рио­дич. сис­те­мы) +3, выс­шие С. о. эле­мен­тов 4-й, 5-й, 6-й и час­тич­но 7-й и 8-й групп со­став­ля­ют со­от­вет­ст­вен­но +4, +5, +6, +7 и +8. Гра­фич. за­ви­си­мость выс­шей С. о. от по­ряд­ко­во­го но­ме­ра хи­мич. эле­мен­та име­ет по­это­му вид не­ре­гу­ляр­ной пи­ло­об­раз­ной кри­вой с мак­си­му­ма­ми у N (+5), Cl (+7), Mn (+7), Br (+7), Ru (+8), I (+7), Pr (+5), Os (+8) и ми­ни­му­ма­ми у С, Si и Ge (по –4), а так­же у Sb (–3). При этом хи­мич. эле­мен­ты, имею­щие вы­со­кие С. о., про­яв­ля­ют и бо­лее низ­кие их зна­че­ния.

Име­ют­ся пуб­ли­ка­ции об об­на­ру­же­нии в твёр­дом со­стоя­нии со­еди­не­ний Ag⁺⁴, Ca⁺¹, Mg⁺¹, Al⁺², Ga⁺², In⁺², Tl⁺², Dy⁺⁴, Tm⁺⁴, Fe⁺⁷, Fe⁺⁸, Rn⁺⁴, Rn⁺⁶, Pu⁺⁸, Am⁺⁷, Db⁺⁵, Sg⁺⁷, Bh⁺⁷, Hs⁺⁸ и др. хи­мич. эле­мен­тов с не­обыч­ны­ми зна­че­ния­ми С. о. Дли­тель­ное вре­мя пуб­ли­ко­вав­шие­ся со­об­ще­ния о со­еди­не­нии XeF₈ не под­твер­ди­лись.

В ря­де слу­ча­ев С. о. эле­мен­та не сов­па­да­ет с его ва­лент­но­стью да­же при сов­па­де­нии аб­со­лют­ных зна­че­ний. Так, для ор­га­нич. со­еди­не­ний С. о. уг­ле­ро­да мо­жет со­став­лять –4 (СН₄), –3 (С₂Н₆), –2 (СH₃Cl), –1 (C₂H₂), 0 (СН₂Cl₂), +1 (CHCl₂ CHCl₂), +2 (CHCl₃), +4 (CCl₄). У ко­ор­ди­нац. со­еди­не­ний С. о. центр. ато­ма оп­ре­де­ля­ет­ся при ус­лов­ном уда­ле­нии всех ли­ган­дов вме­сте с элек­трон­ны­ми па­ра­ми, свя­зан­ны­ми с центр. ато­мом.

Экс­пе­ри­мен­таль­но оп­ре­де­ляе­мые ис­тин­ные за­ря­ды ато­мов в со­еди­не­ни­ях от­ли­ча­ют­ся от С. о. этих эле­мен­тов. По­ня­тие «С. о.» ис­поль­зу­ет­ся при со­став­ле­нии урав­не­ний окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ных ре­ак­ций.