Σθένος έναντι κατάστασης οξείδωσης
Αν και το σθένος και η κατάσταση οξείδωσης ορισμένων ατόμων και ομάδων είναι παρόμοια σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τις διαφορές σε αυτούς τους όρους.
Valency
Σύμφωνα με τον ορισμό της IUPAC, το σθένος είναι ο ""μέγιστος αριθμός μονοσθενών ατόμων που μπορούν να συνδυαστούν με το άτομο." Αυτό σημαίνει ότι το σθένος δίνεται από τον αριθμό των δεσμών που μπορούν να σχηματιστούν από ένα άτομο. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους που έχει ένα άτομο καθορίζει το σθένος αυτού του ατόμου. Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι τα ηλεκτρόνια ενός ατόμου που συμμετέχουν στο σχηματισμό χημικού δεσμού. Όταν σχηματίζονται δεσμοί χημικών, οποιοδήποτε άτομο μπορεί να αποκτήσει ηλεκτρόνια, να δώσει ηλεκτρόνια ή να μοιραστεί ηλεκτρόνια. Η ικανότητα δωρεάς, απόκτησης ή κοινής χρήσης εξαρτάται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους που έχουν. Για παράδειγμα, όταν ένα μόριο H2 σχηματίζει ένα άτομο υδρογόνου δίνει ένα ηλεκτρόνιο στον ομοιοπολικό δεσμό. Έτσι, δύο άτομα μοιράζονται δύο ηλεκτρόνια. Άρα το σθένος ενός ατόμου υδρογόνου είναι ένα. Τα μονοσθενή άτομα ή ομάδες όπως το υδρογόνο και το υδροξύλιο έχουν σθένος ίσο με ένα ενώ τα δισθενή άτομα ή ομάδες έχουν σθένος δύο κ.λπ.
Κατάσταση οξείδωσης
Σύμφωνα με τον ορισμό της IUPAC, η κατάσταση οξείδωσης είναι «ένα μέτρο του βαθμού οξείδωσης ενός ατόμου σε μια ουσία. Ορίζεται ως το φορτίο που μπορεί να φανταστεί κανείς ότι έχει ένα άτομο». Η κατάσταση οξείδωσης είναι μια ακέραια τιμή και μπορεί να είναι είτε θετική, αρνητική ή μηδενική. Η κατάσταση οξείδωσης ενός ατόμου υπόκειται σε αλλαγή κατά τη χημική αντίδραση. Εάν η κατάσταση οξείδωσης αυξάνεται, τότε το άτομο λέγεται ότι οξειδώνεται, και εάν μειώνεται, τότε το άτομο έχει υποστεί αναγωγή. Στην αντίδραση οξείδωσης και αναγωγής, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται. Στα καθαρά στοιχεία, η κατάσταση οξείδωσης είναι μηδέν. Υπάρχουν λίγοι κανόνες που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να προσδιορίσουμε την κατάσταση οξείδωσης ενός ατόμου σε ένα μόριο.
• Τα καθαρά στοιχεία έχουν μηδενική κατάσταση οξείδωσης.
• Για τα μονοατομικά ιόντα, η κατάσταση οξείδωσης είναι ίδια με το φορτίο τους.
• Σε ένα πολυατομικό ιόν, το φορτίο είναι ίσο με το άθροισμα των καταστάσεων οξείδωσης σε όλα τα άτομα. Έτσι, η κατάσταση οξείδωσης ενός άγνωστου ατόμου μπορεί να βρεθεί εάν είναι γνωστή η κατάσταση οξείδωσης άλλων ατόμων.
• Για ένα ουδέτερο μόριο, το άθροισμα όλων των καταστάσεων οξείδωσης των ατόμων είναι μηδέν.
Εκτός από την παραπάνω μέθοδο, η κατάσταση οξείδωσης μπορεί επίσης να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τη δομή Lewis ενός μορίου. Η κατάσταση οξείδωσης ενός ατόμου δίνεται από τη διαφορά μεταξύ του αριθμού των ηλεκτρονίων σθένους που έχει ένα άτομο εάν το άτομο είναι ουδέτερο και ο αριθμός των ηλεκτρονίων ανήκει στο άτομο της δομής Lewis. Για παράδειγμα, ο μεθυλάνθρακας στο οξικό οξύ έχει κατάσταση οξείδωσης -3. Στη δομή Lewis, ο άνθρακας συνδέεται με τρία άτομα υδρογόνου. Δεδομένου ότι ο άνθρακας είναι πιο ηλεκτραρνητικός, τα έξι ηλεκτρόνια στους δεσμούς ανήκουν στον άνθρακα. Ο άνθρακας κάνει τον άλλο δεσμό με έναν άλλο άνθρακα. Ως εκ τούτου, χωρίζουν εξίσου τα δύο ηλεκτρόνια του δεσμού. Έτσι όλοι μαζί στη δομή Lewis ο άνθρακας έχει επτά ηλεκτρόνια. Όταν ο άνθρακας βρίσκεται σε ουδέτερη κατάσταση, έχει 4 ηλεκτρόνια σθένους. Έτσι, η διαφορά μεταξύ τους κάνει τον αριθμό οξείδωσης του άνθρακα να είναι -3.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Σθένους και Κατάστασης Οξείδωσης;
• Το σθένος δίνεται από τον αριθμό των δεσμών που μπορεί να σχηματίσει ένα είδος.
• Κατάσταση οξείδωσης είναι το φορτίο που μπορεί να έχει ένα άτομο ή μια ομάδα.
