Τι σημαίνει ο αριθμός οξείδωσης ενός ατόμου;

Ο αριθμός οξείδωσης ενός ατόμου σε ένα μόριο ή ιόν είναι ένα υποθετικό φορτίο που θα είχε το άτομο εάν όλοι οι δεσμοί ήταν 100% ιοντικοί. Είναι ένα εργαλείο τήρησης λογιστικών που μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς διανέμονται τα ηλεκτρόνια σε μια ένωση και να παρακολουθούν τις αλλαγές στην κατανομή των ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια των χημικών αντιδράσεων.

Εδώ είναι μια κατανομή:

* Ιωνικές ενώσεις: Στις ιοντικές ενώσεις, ο αριθμός οξείδωσης είναι απλώς το φορτίο του ιόντος. Για παράδειγμα, στο NaCl, ο αριθμός οξείδωσης του νατρίου (Na) είναι +1 και ο αριθμός οξείδωσης του χλωρίου (CL) είναι -1.

* ομοιοπολικές ενώσεις: Στις ομοιοπολικές ενώσεις, όπου μοιράζονται τα ηλεκτρόνια, ο αριθμός οξείδωσης αποδίδεται με βάση ένα σύνολο κανόνων που καθορίζουν τη σχετική ηλεκτροαρνητικότητα των εμπλεκόμενων ατόμων.

* Κανόνες για την εκχώρηση αριθμών οξείδωσης:

* Ο αριθμός οξείδωσης ενός στοιχείου στη στοιχειακή του μορφή είναι πάντα 0.

* Το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε ένα ουδέτερο μόριο είναι 0.

* Το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε ένα πολυατομικό ιόν ισούται με το φορτίο του ιόντος.

* Τα μέταλλα της ομάδας 1 έχουν πάντα έναν αριθμό οξείδωσης +1.

* Η ομάδα 2 μέταλλα έχουν πάντα έναν αριθμό οξείδωσης +2.

* Το φθόριο έχει πάντα έναν αριθμό οξείδωσης -1.

* Το οξυγόνο έχει συνήθως έναν αριθμό οξείδωσης -2 (εκτός από τα υπεροξείδια, όπου είναι -1, και σε ενώσεις με φθόριο, όπου μπορεί να είναι θετικό).

* Το υδρογόνο έχει συνήθως έναν αριθμό οξείδωσης +1 (εκτός από τα μεταλλικά υδρίδια, όπου είναι -1).

* Χρήσεις αριθμών οξείδωσης:

* Πρόβλεψη χημικών αντιδράσεων: Οι αριθμοί οξείδωσης μας βοηθούν να προσδιορίσουμε ποια άτομα οξειδώνονται (χάνουν ηλεκτρόνια) και τα οποία μειώνονται (κερδίζοντας ηλεκτρόνια) σε χημική αντίδραση.

* Εξισορρόπηση αντιδράσεων οξειδοαναγωγής: Οι αριθμοί οξείδωσης είναι απαραίτητοι για την εξισορρόπηση των σύνθετων αντιδράσεων οξειδοαναγωγής.

* Ονοματολογία: Οι αριθμοί οξείδωσης χρησιμοποιούνται μερικές φορές στην ονομασία των ενώσεων.

Σημαντικά σημεία που πρέπει να θυμάστε:

* Οι αριθμοί οξείδωσης είναι θεωρητικές τιμές και δεν αντιπροσωπεύουν απαραιτήτως τις πραγματικές χρεώσεις στα άτομα.

* Οι αριθμοί οξείδωσης μπορούν να είναι κλάσματα.

* Ορισμένα άτομα μπορούν να έχουν πολλαπλούς αριθμούς οξείδωσης ανάλογα με την ένωση που βρίσκονται.

Η κατανόηση των αριθμών οξείδωσης είναι ζωτικής σημασίας για την κυριαρχία των εννοιών της χημείας όπως οι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις, η εξισορρόπηση των χημικών εξισώσεων και η κατανόηση της δομής και της σύνδεσης σε μόρια.