Număr de oxidare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Numărul de oxidare sau starea de oxidare se defineşte ca suma sarcinilor pozitive şi negatice ale unui atom, care indică indirect numărul de electroni pe care atomul i-a acceptat s-au cedat. Numărul de oxidare este o aproximare conceptuală, utilă de exemplu când au loc procese de oxidare sau reducere.

Protonii unui atom sunt încărcaţi pozitiv, această sarcină fiind compensată de cea negativă a electronilor; dacă numărul de protoni şi de electroni este acelaşi într-un atom, acesta este eletric neutru.

Dacă atomul cedeată un electron, sarcinile pozitive ale protonilor nu mai sunt compensate, nefiind destui electroni. În acest mod se obţine un ion cu sarcină pozitivă (cation), A⁺, despre care spunem că este un ion monopozitiv; numărul său de oxidare este +1. În schimb, dacă atomul acceptă un electron, protonii nu mai compensează sarcina electronilor, obţinându-se un ion mononegativ, A^-. De asemenea, atomul poate ceda un număr mai mare de electroni, rezultând ioni dipozitivi, tripozitivi, etc. În acelaşi mod, poate să accepte un număr mai mare de electroni, obţinându-se ioni dinegativi, trinegativi, etc.

Numărul de oxidare este înscris de obicei, între paranteze, imediat după elementul despre care este vorba. De exemplu, un ion cu număr de oxidare +3, Fe³⁺, se va scrie în acest mod: fier (III). Oxidul de magneziu, MnO^4-, se numeşte "oxid de magneziu (VII)" (numărul de oxidare al magneziului fiind +7); în acest fel se poate face diferenţierea de alţi oxizi. În aceste cazuri nu este necesată indicarea tipului sarcinii ionului, adică dacă ionul este pozitiv sau negativ.

În formula chimică, numărul de oxidare al ionilor se indică printr-un supra-indice după simbolul elementului, cum s-a văzut la Fe³⁺, sau de exemplu la oxigen (II), O^2-. Nu se indică numărul de oxidare în cazul în care elementul este neutru.

Formula următoare prezintă molecula de iod, I₂, acceptând doi electroni, modalitate prin care va prezenta un număr de oxidare de -1:

I2 + 2e- → 2I- 

Când se scriu reacţii chimice, următoarele reguli permit obţinerea numărului de oxidare, pe care îl prezintă fiecare element:

• La atomii care împart un electron, se consideră că atomul cu o electronegativitate mai mare acceptă electronul şi celălalt îl cedează.
• Dacă atomii sunt egali, se consideră că electronul este împărţit.

Câteodată, nu este clar ce număr de oxidare au ionii unei molecule. De exemplu, în molecula de Cr(OH)₃, nu ni se indică nici un număr de oxidare, dar există o legătură ionică. Din acest motiv, există câteva reguli ce ajută în determinarea numărului de oxidare al fiecărui ion:

• Numărul de oxidare al atomilor neutrii este egal cu zero.
• În moleculele neutre, suma numerelor de oxidare ale elementelor ce o formează dă zero.
• Florul are întodeauna numărul de oxidare -1 (este vorba de un atom foarte electronegativ).
• Oxigenul tinde să aibe un singur număr de oxidar, şi anume -2, cu unele excepţii:
  • în prezenţa florului, care va avea numărul de oxidare -1.
  • Când sunt legături între atomii de oxigen, un oxigen neutralizează sarcina unui altuia.
  • În peroxizi, de exemplu, în apa exigenată (peroxidul de hidrogen), H₂O₂, unde avem O₂^2-, deoarece se consideră că atomul de oxigen are numărul de oxidare -1.
  • În superoxizi; -1/2.
• Ionii elementelor din grupa I A a tabelului periodic au numărul de oxidare +1 în compuşi.
• Ionii elementelor din grupa a II-a A a tabelului periodic au numărul de oxidare +2 în compuşi.
• Halogenii au în mod norma numărul de oxidare -1 (cu excepţia cazului în care se combină cu atomii aşa de electronegativi ca şi ei, precum oxigenul sau alţi halogeni).
• Hidrogenul are numărul de oxidare +1, cu excepţia cazului în care formează hidruri metalice.

De exemplu, în compusul Cr(OH)₃, oxigenul are numărul de oxidare -2 iar hidrogenul +1. De aceea, gruparea hidroxid are o sarcină negativă (-2+1), fapt pentru care se scrie, dacă nu formează un compus, ca OH^-. Deci, în Cr(OH) există trei hidroxizi, pentru că există trei sarcini negative care neutralizează ionul de crom, atât timp cât este vorba de un ion tripozitiv, Cr³⁺.

Vezi şi: Valenţă