Τι καθορίζει την κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου;

Η κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου είναι ένα μέτρο του βαθμού οξείδωσης ή μείωσης. Καθορίζεται από τους ακόλουθους παράγοντες:

1. Ηλεκτροαρνητικότητα:

* Ηλεκτροργατιστικότητα είναι η τάση ενός ατόμου να προσελκύει ηλεκτρόνια σε χημικό δεσμό.

* Σε έναν δεσμό μεταξύ δύο διαφορετικών στοιχείων, το στοιχείο με υψηλότερη ηλεκτροαρνητικότητα θα προσελκύσει τα κοινόχρηστα ηλεκτρόνια πιο έντονα.

* Όσο περισσότερο ηλεκτροαρνητικό άτομο θα κερδίσει ηλεκτρόνια και θα έχει αρνητική κατάσταση οξείδωσης , ενώ το λιγότερο ηλεκτροαρνητικό άτομο θα χάσει ηλεκτρόνια και θα έχει θετική κατάσταση οξείδωσης .

* Για παράδειγμα, στο νερό (H₂O), το οξυγόνο είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο. Το οξυγόνο προσελκύει τα κοινόχρηστα ηλεκτρόνια, δίνοντάς του μια κατάσταση οξείδωσης -2 και κάθε κατάσταση οξείδωσης ατόμου υδρογόνου Α +1.

2. Κανόνες για την εκχώρηση καταστάσεων οξείδωσης:

* Δωρεάν στοιχεία: Η κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου στη στοιχειακή του μορφή είναι μηδέν .

* Ομάδα 1 (αλκαλικά μέταλλα) και ομάδα 2 (αλκαλικά μέταλλα γης): Αυτά τα στοιχεία συνήθως έχουν κατάσταση οξείδωσης +1 και +2, αντίστοιχα.

* αλογόνα (ομάδα 17): Τα αλογόνα έχουν τυπικά μια κατάσταση οξείδωσης, εκτός από ενώσεις με οξυγόνο ή άλλα αλογόνα όπου μπορούν να έχουν θετικές καταστάσεις οξείδωσης.

* οξυγόνο: Το οξυγόνο έχει τυπικά μια κατάσταση οξείδωσης, εκτός από τα υπεροξείδια (O₂2⁻) όπου έχει κατάσταση οξείδωσης -1.

* υδρογόνο: Το υδρογόνο έχει τυπικά μια κατάσταση οξείδωσης +1, εκτός από τα μεταλλικά υδρίδια όπου έχει κατάσταση οξείδωσης -1.

* άθροισμα καταστάσεων οξείδωσης: Το άθροισμα των καταστάσεων οξείδωσης όλων των ατόμων σε ουδέτερη ένωση είναι μηδέν . Σε ένα πολυατομικό ιόν, το άθροισμα των καταστάσεων οξείδωσης ισούται με το φορτίο του ιόντος.

3. Μοριακή δομή και συγκόλληση:

* Η κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τη δομή του μορίου και τους τύπους των παρόντων δεσμών.

* Για παράδειγμα, στο θειικό ιόν (SO₄2⁻), το θείο έχει κατάσταση οξείδωσης +6, ενώ στο διοξείδιο του θείου (SO₂), το θείο έχει κατάσταση οξείδωσης +4.

4. Πειραματικές παρατηρήσεις:

* Σε ορισμένες περιπτώσεις, η κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου μπορεί να προσδιοριστεί πειραματικά μέσω τεχνικών όπως η φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ (XPS).

Συνοπτικά, η κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου καθορίζεται από την ηλεκτροαρνητικότητά του, τους κανόνες για την ανάθεση καταστάσεων οξείδωσης, τη μοριακή δομή και τη συγκόλληση και τις πειραματικές παρατηρήσεις.