Η βασική διαφορά μεταξύ σθένους και αριθμού οξείδωσης είναι ότι το σθένος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χάσει, να αποκτήσει ή να μοιραστεί ένα άτομο για να γίνει σταθερό, ενώ ο αριθμός οξείδωσης είναι ο αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χάσει ή να κερδίσει ένα άτομο για να σχηματίσει ένας δεσμός με ένα άλλο άτομο.
Οι όροι αριθμός οξείδωσης και σθένος σχετίζονται με τα ηλεκτρόνια σθένους ενός ατόμου. Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι τα ηλεκτρόνια που καταλαμβάνουν τα εξωτερικά τροχιακά ενός ατόμου. Αυτά τα ηλεκτρόνια έχουν ασθενή έλξη προς τον ατομικό πυρήνα. Έτσι, τα άτομα μπορούν εύκολα να αφαιρέσουν ή να μοιραστούν αυτά τα ηλεκτρόνια με άλλα άτομα. Αυτή η απώλεια, κέρδος ή κοινή χρήση ηλεκτρονίων προκαλεί ένα συγκεκριμένο άτομο να έχει αριθμό οξείδωσης και σθένος και τελικά σχηματίζει έναν χημικό δεσμό μεταξύ των δύο ατόμων.
Τι είναι Valency;
Σθένος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που χάνει, κερδίζει ή μοιράζεται ένα άτομο για να γίνει σταθερό. Για μέταλλα και αμέταλλα, ο κανόνας της οκτάδας περιγράφει την πιο σταθερή μορφή ενός ατόμου. Εδώ, εάν ο αριθμός του εξωτερικού κελύφους ενός ατόμου έχει συμπληρωθεί πλήρως (χρειάζονται οκτώ ηλεκτρόνια για αυτήν την ολοκλήρωση), αυτή η διαμόρφωση ηλεκτρονίων είναι σταθερή. Με άλλα λόγια, εάν τα υποτροχιακά s και p είναι πλήρως γεμάτα με διαμόρφωση ns2np6, το άτομο είναι σταθερό.
Φυσικά, τα άτομα ευγενών αερίων έχουν αυτή τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Επομένως, άλλα στοιχεία πρέπει είτε να χάσουν, είτε να κερδίσουν ή να μοιραστούν ηλεκτρόνια για να υπακούσουν στον κανόνα της οκτάδας. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που χρειάζεται ένα άτομο να χάσει ή να κερδίσει ή να μοιραστεί σε αυτήν τη σταθεροποίηση είναι το σθένος αυτού του ατόμου.
Για παράδειγμα, ας εξετάσουμε το πυρίτιο. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του πυριτίου είναι 1s22s22p63s2 3p2 Το εξωτερικό περίβλημα είναι n=3 και έχει 4 ηλεκτρόνια. Επομένως, θα πρέπει να λάβει άλλα τέσσερα ηλεκτρόνια για να ολοκληρώσει την οκτάδα. Γενικά, το πυρίτιο μπορεί να μοιραστεί 4 ηλεκτρόνια με άλλα στοιχεία για να ολοκληρώσει την οκτάδα. Έτσι, το σθένος του πυριτίου είναι 4.
Για διαφορετικά χημικά στοιχεία, το σθένος διαφέρει. Είναι επειδή τα ηλεκτρόνια γεμίζουν στα τροχιακά σύμφωνα με τα ενεργειακά επίπεδα αυτών των τροχιακών. Ωστόσο, τα περισσότερα μέταλλα μεταπτώσεως έχουν το ίδιο σθένος. συχνά είναι 2. Όμως, ορισμένα στοιχεία μπορεί να έχουν διαφορά σθένους επειδή το άτομο μπορεί να σταθεροποιηθεί σε διαφορετικές διαμορφώσεις ηλεκτρονίων αφαιρώντας ηλεκτρόνια.
Για παράδειγμα, στον Σίδηρο (Fe), η διαμόρφωση ηλεκτρονίων είναι [Ar]3d64s2 Επομένως, το σθένος του ο σίδηρος είναι 2 (2 ηλεκτρόνια σε 4s2). Αλλά μερικές φορές, το σθένος του σιδήρου γίνεται 3. Αυτό συμβαίνει επειδή η διαμόρφωση ηλεκτρονίων 3d5 είναι πιο σταθερή από την 3d6 Έτσι, αφαιρώντας ένα ακόμη ηλεκτρόνιο μαζί με τα ηλεκτρόνια 4s θα σταθεροποιήσουν περισσότερο τον Σίδηρο.
Τι είναι ο αριθμός οξείδωσης;
Ο αριθμός οξείδωσης είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που μπορεί να χάσει ή να κερδίσει ένα άτομο για να σχηματίσει δεσμό με ένα άλλο άτομο. Μερικές φορές, χρησιμοποιούμε τους όρους κατάσταση οξείδωσης και αριθμός οξείδωσης εναλλακτικά, αλλά έχουν μικρές διαφορές.
Εικόνα 01: Ορισμένα χημικά στοιχεία μπορούν να εμφανίσουν διαφορετικούς αριθμούς οξείδωσης
Τις περισσότερες φορές, ο όρος αριθμός οξείδωσης χρησιμοποιείται για σύμπλοκα συντονισμού. Στα σύμπλοκα συντονισμού, ο αριθμός οξείδωσης είναι το φορτίο του κεντρικού ατόμου μιας ένωσης συντονισμού εάν όλοι οι δεσμοί γύρω από αυτό το άτομο ήταν ιοντικοί δεσμοί. Τα σύμπλοκα συντονισμού αποτελούνται σχεδόν πάντα από άτομα μετάλλων μετάπτωσης στο κέντρο του συμπλέγματος. Αυτό το άτομο μετάλλου έχει χημικές ομάδες στο περιβάλλον του, τις οποίες ονομάζουμε συνδέτες. Αυτοί οι συνδέτες έχουν μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων που μπορούν να μοιραστούν με άτομα μετάλλου για να σχηματίσουν δεσμούς συντονισμού.
Μετά τον σχηματισμό του δεσμού συντονισμού, είναι παρόμοιος με έναν ομοιοπολικό δεσμό. Είναι επειδή τα δύο άτομα στους δεσμούς συντονισμού μοιράζονται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων, ακριβώς όπως ένας ομοιοπολικός δεσμός. Ωστόσο, πρέπει να υπολογίσουμε τον αριθμό οξείδωσης του κεντρικού ατόμου μετάλλου θεωρώντας τους δεσμούς συντονισμού ως ιοντικούς δεσμούς.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του σθένους και του αριθμού οξείδωσης;
Οι όροι αριθμός οξείδωσης και σθένος σχετίζονται με τα ηλεκτρόνια σθένους ενός ατόμου. Η βασική διαφορά μεταξύ σθένους και αριθμού οξείδωσης είναι ότι το σθένος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χάσει, να κερδίσει ή να μοιραστεί ένα άτομο για να γίνει σταθερό, ενώ ο αριθμός οξείδωσης είναι ο αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χάσει ή να κερδίσει ένα άτομο για να σχηματίσει δεσμό με ένα άλλο άτομο. Επιπλέον, ο όρος σθένος χρησιμοποιείται για οποιοδήποτε χημικό στοιχείο, αλλά ο όρος αριθμός οξείδωσης χρησιμοποιείται κυρίως για τα σύμπλοκα συντονισμού.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ σθένους και αριθμού οξείδωσης.
Σύνοψη – Σθένος έναντι Αριθμός Οξείδωσης
Τόσο ο αριθμός οξείδωσης όσο και το σθένος είναι όροι που σχετίζονται με τα ηλεκτρόνια σθένους ενός ατόμου. Η βασική διαφορά μεταξύ σθένους και αριθμού οξείδωσης είναι ότι το σθένος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χάσει, να κερδίσει ή να μοιραστεί ένα άτομο για να γίνει σταθερό, ενώ ο αριθμός οξείδωσης είναι ο αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χάσει ή να κερδίσει ένα άτομο για να σχηματίσει δεσμό με ένα άλλο άτομο.
