Stato di ossidazione

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In chimica, lo stato di ossidazione (o numero di ossidazione) di un elemento chimico in un composto è definito come la carica elettrica che l'elemento assumerebbe se tutti gli elettroni coinvolti in ogni legame covalente fossero assegnati all'atomo più elettronegativo dei due. Detto in parole più semplici è la carica positiva o negativa di un elemento in un composto, che un atomo ha o sembra avere quando si contano gli elettroni del composto stesso.

Conoscere i numeri di ossidazione degli elementi dei composti coinvolti in una reazione consente di distinguere le reazioni di ossido-riduzione dalle normali reazioni di scambio, nelle prime i numeri di ossidazione degli elementi cambiano, nelle seconde no.

Le reazioni di ossido-riduzione (dette anche redox) implicano un trasferimento di elettroni tra i reagenti, tale trasferimento può essere sfruttato per produrre una corrente elettrica continua, è il caso della pila.

Prendendo l'esempio dell'acido solforico, sapendo che l'ossigeno è più elettronegativo dello zolfo e dell'idrogeno, si ha che i numeri di ossidazione degli elementi che lo costituiscono sono

  O-H
  |             idrogeno: +1
O=S=O           zolfo: +6
  |             ossigeno: -2
  O-H

Dall'applicazione della definizione, consegue che la somma dei numeri di ossidazione degli elementi di una molecola neutra è zero. Nel caso di uno ione, occorre tenere conto che la somma dei numeri di ossidazione dei suoi elementi deve essere uguale alla carica dello ione medesimo.

[modifica] Regole empiriche per determinare il numero di ossidazione

per gli atomi di una qualsiasi specie chimica allo stato elementare il numero di ossidazione è 0
per gli elementi del gruppo I (metalli alcalini) nei composti il numero di ossidazione è +1
per gli elementi del gruppo II (metalli alcalino terrosi) nei composti il numero di ossidazione è +2
nei suoi composti, l'idrogeno ha numero di ossidazione +1, negli idruri dei metalli ha numero di ossidazione -1
nei suoi composti, l'ossigeno ha numero di ossidazione -2, (poche eccezioni: -1 nei perossidi, -1/2 nei superossidi, in OF₂ è +2)
per qualsiasi elemento allo stato di ione monoatomico il numero di ossidazione è uguale alla carica dello ione
la somma dei numeri di ossidazione degli elementi presenti in una molecola neutra è uguale a zero; in uno ione poliatomico la somma dei numeri di ossidazione coincide con la carica dello ione.