Τι είναι ο αριθμός οξείδωσης στη χημεία;

Στη χημεία, ένας αριθμός οξείδωσης (που ονομάζεται επίσης κατάσταση οξείδωσης) είναι ένας αριθμός που αντιστοιχεί σε ένα άτομο σε ένα μόριο ή ιόν που αντιπροσωπεύει το φαινόμενο φορτίο του. Εδώ είναι μια κατανομή:

Τι αντιπροσωπεύει:

* κέρδος ηλεκτρονίων ή απώλεια: Ένας αριθμός οξείδωσης υποδεικνύει πόσα ηλεκτρόνια έχει κερδίσει ή χαθεί ένα άτομο σε σύγκριση με την ουδέτερη κατάσταση του.

* Ηλεκτροργατιστικότητα: Οι αριθμοί οξείδωσης αποδίδονται με βάση τη σχετική ηλεκτροαρνητικότητα των ατόμων σε έναν δεσμό. Το περισσότερο ηλεκτροαρνητικό άτομο αποδίδεται πιο αρνητικός αριθμός οξείδωσης.

Βασικά σημεία:

* Τα ουδέτερα άτομα έχουν αριθμό οξείδωσης 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

* Οι αριθμοί οξείδωσης μπορεί να είναι θετικοί, αρνητικοί ή μηδέν.

Κανόνες για την εκχώρηση αριθμών οξείδωσης:

1. Στοιχεία στην στοιχειώδη κατάσταση τους έχουν αριθμό οξείδωσης 0. (π.χ., NA, O2, CL2)

2. Τα στοιχεία της ομάδας 1 (αλκαλικά μέταλλα) έχουν πάντα έναν αριθμό οξείδωσης +1 (π.χ. Li, Na, K)

3. Τα στοιχεία της ομάδας 2 (μέταλλα αλκαλικής γης) έχουν πάντα έναν αριθμό οξείδωσης +2 (π.χ., BE, MG, CA)

4. Το υδρογόνο έχει συνήθως έναν αριθμό οξείδωσης +1, εκτός από τα μεταλλικά υδρίδια όπου είναι -1. (π.χ., HCl, H2O, Lih)

Το οξυγόνο έχει συνήθως έναν αριθμό οξείδωσης -2, εκτός από τα υπεροξείδια (π.χ., H2O2) όπου είναι -1, και σε ενώσεις με φθόριο όπου είναι θετική. (π.χ., του 2)

6. Η φθορίνη έχει πάντα έναν αριθμό οξείδωσης -1.

7. Το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε μια ουδέτερη ένωση πρέπει να ισούται με 0.

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

Παράδειγμα:

Ας πάρουμε το παράδειγμα του νερού (H2O):

* Το οξυγόνο είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο.

* Το οξυγόνο αποδίδεται σε αριθμό οξείδωσης -2 (κανόνας 5).

* Το υδρογόνο εκχωρείται ένας αριθμός οξείδωσης +1 (κανόνας 4).

* Το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης είναι 0, επιβεβαιώνοντας την ουδετερότητα του μορίου νερού.

Εφαρμογές αριθμών οξείδωσης:

* Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής: Οι αριθμοί οξείδωσης βοηθούν στον προσδιορισμό του εάν μια αντίδραση περιλαμβάνει οξείδωση (απώλεια ηλεκτρονίων) ή μείωση (κέρδος ηλεκτρονίων).

* Ονοματολογία: Οι αριθμοί οξείδωσης χρησιμοποιούνται για να ονομάσουν ανόργανες ενώσεις.

* Χημικές εξισώσεις εξισορρόπησης: Οι αριθμοί οξείδωσης μπορούν να βοηθήσουν στην εξισορρόπηση των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής.

Η κατανόηση των αριθμών οξείδωσης είναι απαραίτητη για την κατανόηση των χημικών αντιδράσεων και για την πρόβλεψη της συμπεριφοράς των ατόμων και των μορίων.