Wartość a stan utleniania
Chociaż wartościowość i stan utlenienia niektórych atomów i grup są w niektórych przypadkach podobne, ważne jest, aby znać różnice w tych terminach.
Wartościowość
Zgodnie z definicją IUPAC wartościowość to „” maksymalna liczba jednowartościowych atomów, które mogą łączyć się z atomem.” Oznacza to, że wartościowość jest określona liczbą wiązań, które może utworzyć atom. Liczba elektronów walencyjnych, które ma atom, określa wartościowość tego atomu. Elektrony walencyjne to elektrony w atomie, które biorą udział w tworzeniu wiązań chemicznych. Kiedy tworzą się wiązania chemiczne, każdy atom może pozyskiwać elektrony, przekazywać je lub dzielić się elektronami. Zdolność do darowizny, zdobywania lub udostępniania zależy od liczby posiadanych elektronów walencyjnych. Na przykład, gdy H 2cząsteczka tworząca jeden atom wodoru daje jeden elektron do wiązania kowalencyjnego. Zatem dwa atomy mają dwa elektrony. Zatem wartościowość atomu wodoru jest jedna. Jednowartościowe atomy lub grupy, takie jak wodór i hydroksyl, mają wartościowość jeden, podczas gdy dwuwartościowe atomy lub grupy mają wartościowość dwa itd.
Stan utlenienia
Zgodnie z definicją IUPAC, stopień utlenienia jest „miarą stopnia utlenienia atomu w substancji. Jest definiowany jako ładunek, jaki mógłby mieć atom. Stan utlenienia jest wartością całkowitą i może być dodatni, ujemny lub zerowy. Stan utlenienia atomu ulega zmianie w wyniku reakcji chemicznej. Jeśli stopień utlenienia rośnie, to mówi się, że atom jest utleniony, a jeśli maleje, to atom uległ redukcji. W reakcji utleniania i redukcji przenoszą się elektrony. W czystych pierwiastkach stopień utlenienia wynosi zero. Istnieje kilka reguł, których możemy użyć do określenia stopnia utlenienia atomu w cząsteczce.
• Czyste pierwiastki mają zerowy stopień utlenienia.
• W przypadku jonów jednoatomowych stopień utlenienia jest taki sam jak ich ładunek.
• W jonie wieloatomowym ładunek jest równy sumie stopni utlenienia wszystkich atomów. Tak więc stopień utlenienia nieznanego atomu można znaleźć, jeśli znany jest stopień utlenienia innych atomów.
• Dla neutralnej cząsteczki suma wszystkich stopni utlenienia atomów wynosi zero.
Oprócz powyższej metody stopień utlenienia można również obliczyć przy użyciu struktury Lewisa cząsteczki. Stan utlenienia atomu jest określony przez różnicę między liczbą elektronów walencyjnych, jakie ma atom, jeśli atom jest obojętny, a liczbą elektronów należącą do atomu w strukturze Lewisa. Na przykład węgiel metylowy w kwasie octowym ma stopień utlenienia -3. W strukturze Lewisa węgiel jest związany z trzema atomami wodoru. Ponieważ węgiel jest bardziej elektroujemny, sześć elektronów w wiązaniach należy do węgla. Węgiel łączy drugi węgiel z innym węglem; w związku z tym równo rozdzielają dwa elektrony wiązania. Więc razem w strukturze Lewisa węgiel ma siedem elektronów. Kiedy węgiel jest w stanie obojętnym, ma 4 elektrony walencyjne. Więc różnica między nimi powoduje, że stopień utlenienia węgla wynosi -3.
Jaka jest różnica między walencją a stanem utleniania?
• Wartość jest określana liczbą wiązań, które gatunek może utworzyć.
• Stan utlenienia to ładunek, jaki może posiadać atom lub grupa.
