Τι είναι ο αριθμός οξείδωσης;
Τι είναι ο αριθμός οξείδωσης;
Ο αριθμός οξείδωσης ενός ατόμου σε μια ένωση ή ιόν είναι ένα υποθετικό φορτίο που θα είχε το άτομο εάν όλοι οι δεσμοί του σε άλλα άτομα ήταν 100% ιοντικά. Είναι ένας τρόπος παρακολούθησης της μεταφοράς ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια των χημικών αντιδράσεων, παρόλο που πολλοί δεσμοί είναι στην πραγματικότητα ομοιοπολικοί.
Ακολουθεί μια κατανομή των βασικών σημείων:
1. Είναι ένα εργαλείο, όχι μια πραγματική χρέωση: Οι αριθμοί οξείδωσης δεν είναι οι πραγματικές χρεώσεις στα άτομα, αλλά ένα εργαλείο λογιστικής που βοηθά στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα ηλεκτρόνια αναδιανεμηθούν σε χημικές αντιδράσεις.
2. Με βάση την ηλεκτροαρνητικότητα: Η ανάθεση των αριθμών οξείδωσης βασίζεται στην ηλεκτροαρνητικότητα των εμπλεκόμενων ατόμων. Περισσότερα ηλεκτροαρνητικά άτομα υποτίθεται ότι "τραβούν" τα ηλεκτρόνια πιο κοντά στον εαυτό τους, δίνοντάς τους έναν αρνητικό αριθμό οξείδωσης.
3. Κανόνες για την εκχώρηση αριθμών οξείδωσης:
* Δωρεάν στοιχεία: Ο αριθμός οξείδωσης είναι πάντα 0.
* μονοτομικά ιόντα: Ο αριθμός οξείδωσης είναι ίσος με το φορτίο του ιόντος.
* υδρογόνο: +1 στις περισσότερες ενώσεις, εκτός από τα μεταλλικά υδρίδια (π.χ., NAH) όπου είναι -1.
* οξυγόνο: -2 στις περισσότερες ενώσεις, εκτός από τα υπεροξείδια (π.χ., H₂o₂) όπου είναι -1 και σε υπεροξείδια όπου είναι -1/2.
* Φθορίνη: Πάντα -1.
* άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε ουδέτερη ένωση: 0.
* άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε ένα πολυατομικό ιόν: Ίσο με την επιβάρυνση του ιόντος.
4. Αλλαγές στον αριθμό οξείδωσης:
* Οξείδωση: Ο αριθμός οξείδωσης του ατόμου γίνεται πιο θετικός.
* Μείωση: Ο αριθμός οξείδωσης του ατόμου γίνεται πιο αρνητικός.
5. Γιατί είναι σημαντικό;
Οι αριθμοί οξείδωσης είναι ζωτικής σημασίας σε:
* Χημικές εξισώσεις εξισορρόπησης: Βοηθούν στην παρακολούθηση της μεταφοράς ηλεκτρονίων σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις.
* Πρόβλεψη των προϊόντων των χημικών αντιδράσεων: Βοηθούν στον εντοπισμό των ειδών που οξειδώνονται και μειώνονται.
* Χημικές ενώσεις ονομασίας: Χρησιμοποιούνται για να ονομάσουν ενώσεις σε πολλά συστήματα (π.χ. σύστημα αποθεμάτων).
Παράδειγμα:
Στην ένωση H₂so₄ (θειικό οξύ), ο αριθμός οξείδωσης του θείου είναι +6. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το οξυγόνο έχει αριθμό οξείδωσης -2 και το υδρογόνο έχει αριθμό οξείδωσης +1. Δεδομένου ότι το συνολικό φορτίο της ένωσης είναι 0, ο αριθμός οξείδωσης του θείου πρέπει να είναι +6 για να εξισορροπήσει τις χρεώσεις.
Συνοπτικά:
Οι αριθμοί οξείδωσης είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση της κίνησης των ηλεκτρονίων σε χημικές αντιδράσεις. Αν και δεν είναι πραγματικές χρεώσεις, παρέχουν ένα πολύτιμο πλαίσιο για την ανάλυση και την πρόβλεψη της χημικής συμπεριφοράς.
