La diferència clau entre la càrrega formal i l'estat d'oxidació és que la càrrega formal és la càrrega d'un àtom en una molècula que calculem assumint que els electrons dels enllaços químics es comparteixen per igual entre els àtoms, mentre que l'estat d'oxidació és el nombre d'electrons d'un àtom. perd o guanya o comparteix amb un altre àtom.
La càrrega formal i l'estat d'oxidació són termes diferents, tot i que normalment assumim que són els mateixos. La càrrega formal determina el nombre d'electrons que es produeixen al voltant d'un àtom d'una molècula, mentre que l'estat d'oxidació determina el nombre d'electrons intercanviats entre els àtoms durant la formació d'una molècula.
Què és el càrrec formal?
La càrrega formal és la càrrega d'un àtom en una molècula que calculem assumint que els electrons dels enllaços químics es comparteixen per parts iguals entre els àtoms. Per tant, quan es determina la càrrega formal, estem comparant el nombre d'electrons al voltant d'un àtom neutre i el nombre d'electrons al voltant d'aquest àtom quan es troba en una molècula. En aquesta determinació de la càrrega formal, hem d'assignar els electrons de la molècula a àtoms individuals. Aquí també hem de tenir en compte els requisits següents:
- Hem d'assignar electrons no enllaçants a l'àtom on es produeixen els electrons no enllaçants
- Hem de dividir els electrons d'enllaç per igual entre els àtoms compartits
La relació matemàtica per a aquest càlcul és la següent:
Càrrega formal=(nombre d'electrons de valència en un àtom neutre)- (nombre de parells d'electrons solitaris) – ({1/2}electrons de parells d'enllaç)
Figura 1: Càrregues formals sobre l'anió d'ozó i nitrat
Considerem un exemple per entendre aquest fenomen. Per a la molècula d'amoníac, hi ha tres enllaços N-H i un parell d'electrons solitaris a l'àtom de nitrogen. Aleshores, quan es pot calcular el següent;
Càrrega formal de N=5 – 2 – {1/2}6=0
Càrrega formal d'H=1 – 0 – {1/2}2=0
Què és l'estat d'oxidació?
L'estat d'oxidació és el nombre d'electrons que un àtom en concret pot perdre, guanyar o compartir amb un altre àtom. Aquest terme s'aplica a qualsevol element químic de les molècules (el terme nombre d'oxidació s'aplica principalment als àtoms metàl·lics centrals dels complexos de coordinació, tot i que utilitzem aquests termes indistintament). L'estat d'oxidació en realitat dóna el grau d'oxidació d'un àtom en un compost. Sempre hauríem de donar l'estat d'oxidació com un nombre sencer, i es representa en nombres hindú-àrabs, inclosa la càrrega de l'àtom. Per exemple, l'estat d'oxidació del ferro en FeO és +2.
Figura 02: estats d'oxidació dels àtoms en diferents molècules
Consells per a la determinació de l'estat d'oxidació:
- L'estat d'oxidació d'un sol element és zero (això inclou també les molècules fetes d'un sol element).
- La càrrega total d'una molècula o ió és la suma de les càrregues de cada àtom.
- L'estat d'oxidació dels metalls alcalins és sempre +1, i per als metalls alcalins és +2.
- Mentrestant, l'estat d'oxidació del fluor és sempre -1.
- A més, l'estat d'oxidació de l'hidrogen sol ser +1. Però de vegades és -1 (quan s'uneix a metalls alcalins o alcalinotèrres.)
- A més, en general, l'estat d'oxidació de l'oxigen és -2 (però en peròxids i superòxids pot variar).
- L'àtom més electronegatiu d'una molècula obté la càrrega negativa i l' altre rep la càrrega positiva.
L'estat d'oxidació és molt útil per a la determinació de productes en reaccions redox. Les reaccions redox són reaccions químiques que inclouen l'intercanvi d'electrons entre àtoms. En les reaccions redox, es produeixen dues mitges reaccions paral·leles simultàniament. Un és la reacció d'oxidació i l' altre és la reacció de reducció. La reacció d'oxidació implica l'augment de l'estat d'oxidació d'un àtom, mentre que la reacció de reducció implica la disminució de l'estat d'oxidació d'un àtom.
Quina diferència hi ha entre la càrrega formal i l'estat d'oxidació?
La diferència clau entre la càrrega formal i l'estat d'oxidació és que la càrrega formal és la càrrega d'un àtom en una molècula que calculem assumint que els electrons dels enllaços químics es comparteixen per igual entre els àtoms, mentre que l'estat d'oxidació és el nombre d'electrons. un àtom perd o guanya o comparteix amb un altre àtom. Per exemple, la càrrega formal de l'àtom de nitrogen a la molècula d'amoníac és 0, mentre que l'estat d'oxidació és +3.
La infografia següent resumeix la diferència entre la càrrega formal i l'estat d'oxidació.
Resum: càrrega formal vs oxidació
La càrrega formal i l'estat d'oxidació són termes diferents, encara que algunes persones pensen que són els mateixos. La diferència clau entre la càrrega formal i l'estat d'oxidació és que la càrrega formal és la càrrega d'un àtom en una molècula que calculem assumint que els electrons dels enllaços químics es comparteixen per igual entre els àtoms, mentre que l'estat d'oxidació és el nombre d'electrons que perd o guanya un àtom. o comparteix amb un altre àtom.
