酸化数【高校化学・化学基礎一問一答】

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一問一答

問１

【】に当てはまる用語を答えよ。

物質のもつ電子が基準よりも多いか少ないかを表した値を【１】という。

【問１】解答/解説：タップで表示

解答：【１】酸化数

酸化数とは、物質のもつ電子が基準よりも多いか少ないかを表した値である。

酸化された物質は、マイナスの電荷をもつ電子e^–を失うためプラスに帯電する。電子e^–を１つ失うと酸化数＋１、２つ失うと酸化数＋２となる。

対して、還元された物質は、マイナスの電荷をもつ電子e^–を得るため、マイナスに帯電する。電子e^–を１つ得ると酸化数−１、２つ得ると酸化数−２となる。

※酸化数について詳しくは酸化数（求め方・ルール・例外・例題・一覧・演習問題）を参照

問２

NO₂中の窒素N原子の酸化数を求めよ。

【問２】解答/解説：タップで表示

解答：+4

【ベースのルール】

RULE1	単体の酸化数は０
RULE2	化合物全体の酸化数は０
RULE3	イオン全体の酸化数は、その電荷に等しい

1~3のうちどれか１つを必ず使う

Point!

【プラスのルール】

RULE1	アルカリ金属　+1 2族元素　+2
RULE2	水素H原子　+1
RULE3	酸素O原子　-2
RULE4	ハロゲン（ハロゲン化物中）　-1 硫黄S原子（硫化物中）　-2

状況に応じて１の方から優先的に使う

Point!

まず、ベースのルールのRULE2より、NO₂全体の酸化数は0である。

\[
\underbrace{ NO_{2} }
_{ 0 }
\]

次に、プラスのルールのRULE3より、O原子の酸化数を-2とする。（今回はOが2つあるので(-2)×2になる）

\[
\underbrace{ N
\underbrace{ O_{2} }
_{ (-2)×2 } }
_{ 0 }
\]

以上より、化合物全体の酸化数が０、O原子の酸化数の合計が-4なので、N原子の酸化数は「+4」となる。

\[
\underbrace{ \underbrace{ N }
_{ +4 }
\underbrace{ O_{2} }
_{ (-2)×2 } }
_{ 0 }
\]

※酸化数について詳しくは酸化数（求め方・ルール・例外・例題・一覧・演習問題）を参照

問３

CH₄中の炭素C原子の酸化数を求めよ。

【問３】解答/解説：タップで表示

解答：-4

【ベースのルール】

RULE1	単体の酸化数は０
RULE2	化合物全体の酸化数は０
RULE3	イオン全体の酸化数は、その電荷に等しい

1~3のうちどれか１つを必ず使う

Point!

【プラスのルール】

RULE1	アルカリ金属　+1 2族元素　+2
RULE2	水素H原子　+1
RULE3	酸素O原子　-2
RULE4	ハロゲン（ハロゲン化物中）　-1 硫黄S原子（硫化物中）　-2

状況に応じて１の方から優先的に使う

Point!

まず、ベースのルールのRULE2より、CH₄全体の酸化数は0である。

\[
\underbrace{ CH_{4} }
_{ 0 }
\]

次に、プラスのルールのRULE2より、H原子の酸化数を+1とする。（今回はHが4つあるので(+1)×4になる）

\[
\underbrace{ C
\underbrace{ H_{4} }
_{ (+1)×4 } }
_{ 0 }
\]

以上より、化合物全体の酸化数が０、H原子の酸化数の合計が+4なので、C原子の酸化数は「-4」となる。

\[
\underbrace{ \underbrace{ C }
_{ -4 }
\underbrace{ H_{4} }
_{ (+1)×4 } }
_{ 0 }
\]

※酸化数について詳しくは酸化数（求め方・ルール・例外・例題・一覧・演習問題）を参照

問４

CH₃OH中の炭素C原子の酸化数を求めよ。

【問４】解答/解説：タップで表示

解答：-2

【ベースのルール】

RULE1	単体の酸化数は０
RULE2	化合物全体の酸化数は０
RULE3	イオン全体の酸化数は、その電荷に等しい

1~3のうちどれか１つを必ず使う

Point!

【プラスのルール】

RULE1	アルカリ金属　+1 2族元素　+2
RULE2	水素H原子　+1
RULE3	酸素O原子　-2
RULE4	ハロゲン（ハロゲン化物中）　-1 硫黄S原子（硫化物中）　-2

状況に応じて１の方から優先的に使う

Point!

まず、ベースのルールのRULE2より、CH₃OH全体の酸化数は0である。

\[
\underbrace{ CH_{3}OH }
_{ 0 }
\]

次に、プラスのルールのRULE2より、H原子の酸化数を+1とする。（今回はHが4つあるので(+1)×4になる）

\[
\underbrace{
C \underbrace{ H_{3} }
_{ (+1)×3 }
O
\underbrace{ H }
_{ +1 } }
_{ 0 }
\]

次に、プラスのルールのRULE3より、O原子の酸化数を−2とする。

\[
\underbrace{
C \underbrace{ H_{3} }
_{ (+1)×3 }
\underbrace{ O }
_{ -2 }
\underbrace{ H }
_{ +1 } }
_{ 0 }
\]

以上より、化合物全体の酸化数が０、H原子の酸化数の合計が+4、O原子の酸化数が-2なので、C原子の酸化数は「-2」となる。

\[
\underbrace{
\underbrace{ C }
_{ -2 }
\underbrace{ H_{3} }
_{ (+1)×3 }
\underbrace{ O }
_{ -2 }
\underbrace{ H }
_{ +1 } }
_{ 0 }
\]

※酸化数について詳しくは酸化数（求め方・ルール・例外・例題・一覧・演習問題）を参照

問５

H₂O₂中の酸素O原子の酸化数を求めよ。

【問５】解答/解説：タップで表示

解答：-1

まず、ベースのルールのRULE2より、H₂O₂全体の酸化数は0である。

\[
\underbrace{ H_{2}O_{2} }
_{ 0 }
\]

次に、プラスのルールのRULE2より、H原子の酸化数を+1とする。（今回はHが２つあるので(+1)×2になる）

\[
\underbrace{ \underbrace{ H_{2} }
_{ (+1)×2 }
O_{2} }
_{ 0 }
\]

以上より、化合物全体の酸化数が０、H原子の酸化数の合計が+2なので、O原子1個の酸化数は「-1」となる。

\[
\underbrace{ \underbrace{ H_{2} }
_{ (+1)×2 }
\underbrace{ O_{2} }
_{ (-1)×2 } }
_{ 0 }
\]

※酸化数について詳しくは酸化数（求め方・ルール・例外・例題・一覧・演習問題）を参照

問６

CO₃^2-中の炭素C原子の酸化数を求めよ。

【問６】解答/解説：タップで表示

解答：+4

【ベースのルール】

RULE1	単体の酸化数は０
RULE2	化合物全体の酸化数は０
RULE3	イオン全体の酸化数は、その電荷に等しい

1~3のうちどれか１つを必ず使う

Point!

【プラスのルール】

RULE1	アルカリ金属　+1 2族元素　+2
RULE2	水素H原子　+1
RULE3	酸素O原子　-2
RULE4	ハロゲン（ハロゲン化物中）　-1 硫黄S原子（硫化物中）　-2

状況に応じて１の方から優先的に使う

Point!

まず、ベースのルールのRULE3より、CO₃^2-全体の酸化数は-2である。

\[
\underbrace{ CO_{3}^{2-} }
_{ -2 }
\]

次に、プラスのルールのRULE3より、O原子の酸化数を-2とする。（今回はOが3つあるので(-2)×3になる）

\[
\underbrace{ C
\underbrace{ O_{3}^{2-} }
_{ (-2)×3 } }
_{ -2 }
\]

以上より、イオン全体の酸化数が-2、O原子の酸化数の合計が-6なので、C原子の酸化数は「+4」となる。

\[
\underbrace{ \underbrace{ C }
_{ +4 }
\underbrace{ O_{3}^{2-} }
_{ (-2)×3 } }
_{ -2 }
\]

※酸化数について詳しくは酸化数（求め方・ルール・例外・例題・一覧・演習問題）を参照

問７

HCO₃^–中の炭素C原子の酸化数を求めよ。

【問７】解答/解説：タップで表示

解答：+4

【ベースのルール】

RULE1	単体の酸化数は０
RULE2	化合物全体の酸化数は０
RULE3	イオン全体の酸化数は、その電荷に等しい

1~3のうちどれか１つを必ず使う

Point!

【プラスのルール】

RULE1	アルカリ金属　+1 2族元素　+2
RULE2	水素H原子　+1
RULE3	酸素O原子　-2
RULE4	ハロゲン（ハロゲン化物中）　-1 硫黄S原子（硫化物中）　-2