Κατάσταση οξείδωσης έναντι Αριθμός οξείδωσης
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 αν 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 τις παραπάνω μεθόδους, 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 του ατόμου, εάν το άτομο είναι ουδέτερο, και του αριθμού των ηλεκτρονίων που 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 τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους. Επομένως, η διαφορά μεταξύ τους καθιστά τον αριθμό οξείδωσης του άνθρακα -3.
Αριθμός οξείδωσης
Ο αριθμός οξείδωσης είναι χαρακτηριστικό του κεντρικού ατόμου μιας ένωσης συντονισμού. Μερικές φορές το φορτίο και ο αριθμός οξείδωσης είναι παρόμοια, αλλά μερικές φορές διαφέρουν. Για παράδειγμα, τα στοιχεία μπλοκ s και p έχουν τον ίδιο αριθμό οξείδωσης με τα φορτία τους. Επίσης τα πολυατομικά ιόντα έχουν τον ίδιο αριθμό οξείδωσης με το φορτίο. Το ίδιο στοιχείο μπορεί να έχει διαφορετικούς αριθμούς οξείδωσης, ανάλογα με τα άλλα άτομα με τα οποία συνδέεται. Σε ένα ελεύθερο στοιχείο, ο αριθμός οξείδωσης είναι πάντα μηδέν. Μεταβατικά ιόντα μετάλλων (d block), τα στοιχεία έχουν διαφορετικούς αριθμούς οξείδωσης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της κατάστασης οξείδωσης και του αριθμού οξείδωσης;
• Ο όρος αριθμός οξείδωσης χρησιμοποιείται κυρίως στη χημεία συντονισμού. Έχει ελαφρώς διαφορετική σημασία από την κατάσταση οξείδωσης.
• Η μέθοδος υπολογισμού του αριθμού οξείδωσης είναι λίγο διαφορετική από τον τρόπο μέτρησης της κατάστασης οξείδωσης.
• Όταν προσδιορίζεται η κατάσταση οξείδωσης, λαμβάνεται υπόψη η ηλεκτραρνητικότητα των ατόμων σε έναν δεσμό. Αλλά κατά τον προσδιορισμό του αριθμού οξείδωσης, η ηλεκτραρνητικότητα δεν λαμβάνεται υπόψη. Όλα τα ηλεκτρόνια του δεσμού ανήκουν σε συνδέτες.
• Συνήθως οι αριθμοί οξείδωσης αντιπροσωπεύονται με λατινικούς αριθμούς ενώ οι καταστάσεις οξείδωσης με ινδοαραβικούς αριθμούς.
