Окислители и восстановители

Окислители — это атомы, молекулы или ионы, принимающие электроны от других атомов. Степень окисления окислителя уменьшается. Окислителями могут быть как простые, так и сложные вещества. К сильным окислителям принадлежат простые вещества — неметаллы верхней части VI и VII групп периодической системы. Окислителями могут быть также ионы и молекулы, в которых центральный атом имеет высшую или высокую степень окисления: N⁺⁵(HNO₃), S⁺⁶(H₂SO₄конц),Mn⁺⁷(KMnO₄), Cr⁺⁶(K₂Cr₂O₇ и K₂CrO₄), Fe⁺³(FeCl₃).

Восстановители — атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны другим атомам. Степень окисления восстановителя повышается. Важнейшие восстановители— металлы и водород в свободном состоянии, металлы и неметаллы в низшей степени окисления: S^–2(H₂S),N^–3(NH₃),

I^–(KI). Атомы металлов в нулевой степени могут проявлять только восстановительные свойства и не могут принимать электроны. Наиболее выраженные восстановительные свойства проявляют металлы IА и IIА групп. Вещества, содержащие атомы в промежуточных степенях окисления, могут быть как окислителями, так и восстановителями: N⁺³(NO^2-),Mn⁺⁴(MnO₂),O^–1(H₂O₂), S⁺⁴(SO₃^2–).

При протекании ОВР окислитель восстанавливается, восстановитель – окисляется, причем оба процесса протекают одновременно. Соответственно, окислители и восстановители взаимодействуют в таких соотношениях, чтобы числа принятых и отданных электронов были одинаковы.

Конкретное проявление окислительных или восстановительных свойств атомами различных элементов зависит от многих факторов. К важнейшим из них следует отнести положение элемента в таблице Менделеева, степень окисления элемента в данном веществе, особые свойства других участников реакции (характер среды для растворов, концентрация реагентов, температура, стереохимические свойства сложных частиц и др.)

В максимальной степени окисления элемент может проявлять только окислительные свойства, а в минимальной степени окисления могут проявлять только восстановительные свойства.

Тем не менее, необходимо отметить, что максимальная степень окисления не означает автоматическое проявление ярко выраженных окислительных свойств. Чтобы реализовались свойства сильного окислителя, частица должна быть неустойчивой, максимально несимметричной, с неравномерным распределением электронной плотности. Так, в разбавленных растворах сульфат-ион SO₄ ^2–, содержащий атом серы в максимальной степени окисления +6, вообще не проявляет окислительных свойств, так как имеет высокосимметричное тетраэдрическое строение. Тогда как в концентрированных растворах серной кислоты заметная доля частиц находится в виде недиссоциированных молекул и ионов HSO₄^–, имеющих несимметричное строение с неравномерным распределением электронной плотности. Как следствие этого, концентрированная серная кислота, особенно при нагревании, — очень сильный окислитель. Как и в случае с серной кислотой, для реализации восстановительных свойств недостаточно иметь только минимальную степень окисления. В качестве примера можно привести азот в степени окисления –3. Высокосимметричный ион аммония NH₄⁺ в растворе крайне слабый восстановитель. Молекула аммиака, обладающая меньшей симметричностью, проявляет достаточно сильные восстановительные свойства при нагревании. Можно привести реакцию восстановления из оксидов: 3FeO + 2NH₃ = 3Fe +3H₂O +N₂