Определите степень окисления хлора в соединениях: HCl, Cl2, Cl2O, HClO2, KClO3, Fe(ClO4)3

Степень окисления — это условный заряд атома, который он приобрёл бы, если бы все связи в молекуле были ионными. Давайте определим степень окисления хлора в каждом из упомянутых соединений, учитывая правила её определения:

1. HCl (хлороводород)
   • Водород (H) в соединениях с неметаллами всегда имеет степень окисления (+1).
   • Молекула HCl нейтральна, поэтому сумма степеней окисления равна нулю:
     [ (+1) + x = 0 ]
   • Отсюда (x = -1).
     Степень окисления хлора в HCl: (-1).

1. Cl₂ (хлор в простом веществе)
   • В простых веществах степень окисления всех атомов равна (0), так как атомы одинаковые и не перетягивают электроны друг у друга.
     Степень окисления хлора в Cl₂: (0).

1. Cl₂O (оксид хлора(I))
   • Кислород (O) почти всегда имеет степень окисления (-2), за исключением пероксидов и фторида кислорода.
   • Молекула Cl₂O нейтральна, значит, сумма степеней окисления равна нулю. Пусть степень окисления хлора (x):
     [ 2x + (-2) = 0 ]
   • Отсюда (2x = 2), (x = +1).
     Степень окисления хлора в Cl₂O: (+1).

1. HClO₂ (хлористая кислота)
   • Водород (H) имеет степень окисления (+1).
   • Кислород (O) имеет степень окисления (-2).
   • Молекула HClO₂ нейтральна, поэтому:
     [ (+1) + x + 2(-2) = 0 ]
   • Решаем: (1 + x - 4 = 0), (x = +3).
     Степень окисления хлора в HClO₂: (+3).

1. KClO₃ (хлорид калия)
   • Калий (K) в соединениях всегда имеет степень окисления (+1).
   • Кислород (O) имеет степень окисления (-2).
   • Молекула KClO₃ нейтральна, поэтому:
     [ (+1) + x + 3(-2) = 0 ]
   • Решаем: (1 + x - 6 = 0), (x = +5).
     Степень окисления хлора в KClO₃: (+5).

1. Fe(ClO₄)₃ (перхлорат железа(III))
   • Железо (Fe) в этом соединении имеет степень окисления (+3), так как оно связано с 3 анионами перхлората (ClO₄⁻).
   • Анион ClO₄⁻ имеет общий заряд (-1).
   • В каждом ионе ClO₄⁻ кислород (O) имеет степень окисления (-2), и сумма степеней окисления внутри аниона равна (-1):
     [ x + 4(-2) = -1 ]
   • Решаем: (x - 8 = -1), (x = +7).
     Степень окисления хлора в ClO₄⁻ (и, соответственно, в Fe(ClO₄)₃): (+7).

Итоговые степени окисления хлора:

• HCl: (-1)
• Cl₂: (0)
• Cl₂O: (+1)
• HClO₂: (+3)
• KClO₃: (+5)
• Fe(ClO₄)₃: (+7)

Таким образом, хлор демонстрирует широкий диапазон степеней окисления от (-1) до (+7), что характерно для неметаллов.

Степень окисления - это условный заряд атома в соединении, который показывает, сколько электронов атом отдаёт или принимает при образовании соединения. Рассмотрим степень окисления хлора в различных соединениях:

1. HCl (водородный хлорид):

   • В этом соединении водород (H) имеет степень окисления +1. Поскольку соединение нейтрально, степень окисления хлора (Cl) будет -1, чтобы сумма степеней окисления равнялась нулю.
   • Степень окисления Cl: -1.

2. Cl2 (хлор в элементарном состоянии):

   • В элементарном состоянии атомы любого элемента имеют степень окисления 0. Это относится и к молекуле Cl2, состоящей из двух атомов хлора.
   • Степень окисления Cl: 0.

3. Cl2O (дихлорид оксида):

   • В этом соединении кислород (O) обычно имеет степень окисления -2. Учитывая, что в соединении два атома хлора, обозначим степень окисления хлора как x. Уравнение для нахождения x будет: 2x + (-2) = 0. Решая это уравнение, получаем, что 2x = 2, следовательно, x = +1.
   • Степень окисления Cl: +1.

4. HClO2 (хлорноватистая кислота):

   • В этом соединении водород (H) имеет степень окисления +1, кислород (O) -2. Обозначим степень окисления хлора как x. Уравнение: +1 + x + 2*(-2) = 0. Решая уравнение, получаем: +1 + x - 4 = 0, откуда x = +3.
   • Степень окисления Cl: +3.

5. KClO3 (калий хлорит):

   • В этом соединении калий (K) имеет степень окисления +1, кислород (O) -2. Обозначим степень окисления хлора как x. Уравнение: +1 + x + 3*(-2) = 0. Решая это уравнение, получаем: +1 + x - 6 = 0, откуда x = +5.
   • Степень окисления Cl: +5.

6. Fe(ClO4)3 (хлорная кислота в составе перхлората железа(III)):

   • В этом соединении железо (Fe) имеет степень окисления +3, кислород (O) -2. В перхлорате ClO4 степень окисления хлора обозначим как x. Уравнение будет: +3 + 3(x + 4*(-2)) = 0. Решая это уравнение, получаем: +3 + 3x - 6 = 0, откуда 3x = 3, следовательно, x = +7.
   • Степень окисления Cl: +7.

Резюме:

• HCl: -1
• Cl2: 0
• Cl2O: +1
• HClO2: +3
• KClO3: +5
• Fe(ClO4)3: +7