Πώς είναι προβλέψιμοι οι αριθμοί οξείδωσης χρησιμοποιώντας τον περιοδικό πίνακα;
1. Τάσεις ομάδας:
* Ομάδα 1 (αλκαλικά μέταλλα): Πάντα να έχετε αριθμό οξείδωσης +1.
* Ομάδα 2 (αλκαλικά μέταλλα γης): Πάντα να έχετε αριθμό οξείδωσης +2.
* Ομάδα 17 (αλογόνα): Συνήθως έχουν αριθμό οξείδωσης -1, εκτός από το αν είναι συνδεδεμένο με οξυγόνο ή άλλο αλογόνο.
* Ομάδα 18 (ευγενή αέρια): Έχουν έναν αριθμό οξείδωσης 0 στην στοιχειώδη κατάσταση τους.
2. Κοινές καταστάσεις οξείδωσης:
* Μεταβατικά μέταλλα: Έχουν μεταβλητούς αριθμούς οξείδωσης, αλλά μπορούν να προβλεφθούν ορισμένοι συνηθισμένοι. Για παράδειγμα, ο σίδηρος (Fe) μπορεί να είναι +2 (σιδηρούχος) ή +3 (σίδηρος).
* Μη μετάλλια: Μπορεί να έχει πολλαπλές καταστάσεις οξείδωσης, αλλά μερικές κοινές είναι:
* Οξυγόνο:-2 (εκτός από υπεροξείδια όπου είναι -1 και σε ενώσεις με φθορίνη όπου είναι θετικό)
* Υδρογόνο:+1 (εκτός από μεταλλικά υδρίδια όπου είναι -1)
* Άζωτο:-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5
3. Περιοδικές τάσεις:
* Ηλεκτροργατιστικότητα: Όσο πιο ηλεκτροαρνητικό είναι ένα στοιχείο, τόσο πιο πιθανό είναι να έχει αρνητικό αριθμό οξείδωσης. Η ηλεκτροαρνητικότητα αυξάνεται από αριστερά προς τα δεξιά και από κάτω προς τα πάνω στον περιοδικό πίνακα.
* ενέργεια ιονισμού: Όσο χαμηλότερη είναι η ενέργεια ιονισμού, τόσο πιο πιθανό είναι να χάσετε ηλεκτρόνια και να έχετε έναν θετικό αριθμό οξείδωσης. Η ενέργεια ιονισμού αυξάνεται από αριστερά προς τα δεξιά και από κάτω προς τα πάνω στον περιοδικό πίνακα.
4. Κανόνες για την εκχώρηση αριθμών οξείδωσης:
* Το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε μια ουδέτερη ένωση είναι μηδέν.
* Το άθροισμα των αριθμών οξείδωσης σε ένα πολυατομικό ιόν ισούται με το φορτίο του ιόντος
* Στις περισσότερες ενώσεις, τα στοιχεία της ομάδας 1 έχουν +1, τα στοιχεία της ομάδας 2 έχουν +2 και τα στοιχεία της ομάδας 17 έχουν -1.
* Το οξυγόνο έχει συνήθως -2, εκτός από τα υπεροξείδια (-1) και όταν συνδέεται με φθορίνη (θετικό).
* Το υδρογόνο έχει συνήθως +1, εκτός από τα μεταλλικά υδρίδια (-1).
Παράδειγμα:
Ας προβλέψουμε τον αριθμό οξείδωσης του θείου σε θειικό οξύ (H₂so₄).
1. Γνωρίζουμε ότι το υδρογόνο έχει συνήθως +1, και το οξυγόνο συνήθως έχει -2.
2. Υπάρχουν δύο άτομα υδρογόνου, οπότε ο συνολικός αριθμός οξείδωσης είναι +2.
3. Υπάρχουν τέσσερα άτομα οξυγόνου, οπότε ο συνολικός αριθμός οξείδωσης είναι -8.
4. Το συνολικό φορτίο του θειικού οξέος είναι μηδέν.
5. Επομένως, ο αριθμός οξείδωσης του θείου πρέπει να είναι +6 για να εξισορροπήσει τις χρεώσεις.
Σημαντική σημείωση: Η πρόβλεψη των αριθμών οξείδωσης είναι ένα χρήσιμο εργαλείο, αλλά δεν είναι πάντα ανόητο. Η πραγματική κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου σε μια ένωση μπορεί να επηρεαστεί από παράγοντες όπως η συγκόλληση και η μοριακή δομή. Είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε τον περιοδικό πίνακα ως σημείο εκκίνησης και στη συνέχεια να επαληθεύσετε την πρόβλεψή σας χρησιμοποιώντας άλλες μεθόδους όπως οι επίσημοι υπολογισμοί φόρτισης ή η φασματοσκοπική ανάλυση.
