Классификация реакций окисления-восстановления

Следует различать следующие разновидности реакций окисления-восстановления.

1. Межмолекулярные и внутримолекулярные реакции окисления-восстановления. Под межмолекулярными подразумеваются такие реакции, в которых атомы, повышающие СО, и атомы, понижающие СО, находятся в разных веществах. Все разобранные примеры, кроме реакции диспропорционирования хлора, представляют собой межмолекулярные реакции окисления-восстановления. В них можно указать отдельные вещества, играющие роль окислителя и восстановителя. Внутримолекулярные реакции окисления-восстановления отличаются тем, что атомы, изменяющие степени окисления, находятся в составе одного вещества. Обычно это реакции разложения. Многие соли кислородсодержащих кислот разлагаются при нагревании с выделением кислорода:

Во многих случаях внутримолекулярные реакции окисления-восстановления являются одновременно реакциями диспропорционирования:

Окислитель и восстановитель могут находиться в составе катиона и аниона одной и той же соли. Примером такого вещества является дихромат аммония (NH₄)₂Cr₂0₇. Эта соль оранжевого цвета при поджигании загорается и сгорает, оставляя кучку пепла — темно-зеленый порошок оксида хрома (Ш):

2. Реакции с изменением и без изменения валентности. Обязательным условием для отнесения той или иной реакции к редокс-реакциям является изменение степеней окисления атомов. Валентность при этом может изменяться, а может и не изменяться. Сравним две реакции:

и

В первой реакции изменяются валентности и степени окисления хрома и серы. Хром в дихромате калия шестивалентен, а в сульфате хрома трехвалентен. Сера в сульфите натрия четырехвалентна, а в сульфате натрия шестивалентна.

Во второй реакции горения спирта валентности атомов не изменяются, но изменяются степени окисления. Углерод в органических веществах всегда четырехвалентен, но его степень окисления зависит от электроотрицательности окружающих атомов. В одной и той же молекуле атомы углерода часто находятся в разных степенях окисления. Для составления уравнения реакции приходится вычислять степени окисления отдельно для каждого атома углерода. В органических веществах реакции замещения могут оказаться реакциями окисления-восстановления. Рассмотрим реакцию замещения водорода на хлор в метане:

При реакции замещения валентности атомов не изменились, но электроны одной из связей сместились от атома углерода к хлору, так как Х (Н) < х (С)_у а х (С1) > х©. Поэтому степень окисления углерода повысилась от -4 до -2.