Stan utlenienia a liczba utleniania
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 rośnie stopień utlenienia, 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 powyższych metod, stopień utlenienia można również obliczyć przy użyciu struktury Lewisa cząsteczki. Stan utlenienia atomu jest określony przez różnicę między liczbą elektronów walencyjnych w atomie, 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 cztery elektrony walencyjne. W związku z tym,różnica między nimi powoduje, że stopień utlenienia węgla wynosi -3.
Liczba utleniania
Liczba utlenienia jest charakterystyczna dla centralnego atomu związku koordynacyjnego. Czasami ładunek i stopień utlenienia są podobne, ale czasami jest inny. Na przykład elementy blokowe s i p mają ten sam stopień utlenienia co ich ładunki. Również jony wieloatomowe mają taki sam stopień utlenienia jak ładunek. Ten sam pierwiastek może mieć różne stopnie utlenienia w zależności od innych atomów, z którymi jest połączony. W wolnym elemencie stopień utlenienia zawsze wynosi zero. Jony metali przejściowych (blok d), pierwiastki mają różne stopnie utlenienia.
Jaka jest różnica między stanem utlenienia a liczbą utleniania?
• Termin stopień utlenienia jest używany głównie w chemii koordynacyjnej. Ma nieco inne znaczenie niż stopień utlenienia.
• Metoda obliczania stopnia utlenienia różni się nieco od sposobu obliczania stopnia utlenienia.
• Przy określaniu stopnia utlenienia brana jest pod uwagę elektroujemność atomów w wiązaniu. Jednak przy określaniu stopnia utlenienia elektroujemność nie jest brana pod uwagę. Wszystkie elektrony w wiązaniu należą do ligandów.
• Zwykle stopnie utlenienia są reprezentowane cyframi rzymskimi, podczas gdy stopnie utlenienia są reprezentowane cyframi indoarabskimi.
