Estat d'oxidació vs nombre d'oxidació
Estat d'oxidació
Segons la definició de la IUPAC, l'estat d'oxidació és “una mesura del grau d'oxidació d'un àtom en una substància. Es defineix com la càrrega que es podria imaginar que té un àtom . L'estat d'oxidació és un valor enter, i pot ser positiu, negatiu o zero. L'estat d'oxidació d'un àtom està sotmès a canvis després d'una reacció química. Si l'estat d'oxidació augmenta, es diu que l'àtom està oxidat. I si està disminuint, aleshores l'àtom ha patit una reducció. En la reacció d'oxidació i reducció, els electrons es transfereixen. En els elements purs l'estat d'oxidació és zero. Hi ha poques regles que podem utilitzar per determinar l'estat d'oxidació d'un àtom en una molècula.
• Els elements purs tenen un estat d'oxidació zero.
• Per als ions monoatòmics, l'estat d'oxidació és el mateix que la seva càrrega.
• En un ió poliatòmic, la càrrega és igual a la suma dels estats d'oxidació de tots els àtoms. Per tant, l'estat d'oxidació d'un àtom desconegut es pot trobar si es coneix l'estat d'oxidació d' altres àtoms.
• Per a una molècula neutra, la suma de tots els estats d'oxidació dels àtoms és zero.
A part dels mètodes anteriors, l'estat d'oxidació també es pot calcular mitjançant l'estructura de Lewis d'una molècula. L'estat d'oxidació d'un àtom ve donat per la diferència entre el nombre d'electrons de valència de l'àtom, si l'àtom és neutre, i el nombre d'electrons que pertany a l'àtom a l'estructura de Lewis. Per exemple, el carboni metil de l'àcid acètic té un estat d'oxidació -3. A l'estructura de Lewis, el carboni està unit a tres àtoms d'hidrogen. Com que el carboni és més electronegatiu, els sis electrons dels enllaços pertanyen al carboni. El carboni fa que l' altre s'uneixi amb un altre carboni; per tant, divideixen els dos electrons d'enllaç per igual. Així que tots junts, a l'estructura de Lewis, el carboni té set electrons. Quan el carboni es troba en estat neutre, té quatre electrons de valència. Per tant, la diferència entre ells fa que el nombre d'oxidació del carboni sigui -3.
Número d'oxidació
El nombre d'oxidació és una característica de l'àtom central d'un compost de coordinació. De vegades la càrrega i el nombre d'oxidació són semblants, però de vegades és diferent. Per exemple, els elements bloc s i bloc p tenen el mateix nombre d'oxidació que les seves càrregues. També els ions poliatòmics tenen el mateix nombre d'oxidació que la càrrega. Un mateix element pot tenir diferents nombres d'oxidació, depenent dels altres àtoms amb què estigui connectat. En un element lliure, el nombre d'oxidació sempre és zero. Ions de metalls de transició (bloc d), els elements tenen un nombre d'oxidació diferent.
Quina diferència hi ha entre l'estat d'oxidació i el nombre d'oxidació?
• El terme nombre d'oxidació s'utilitza principalment en química de coordinació. Té un significat lleugerament diferent al de l'estat d'oxidació.
• El mètode per calcular el nombre d'oxidació és una mica diferent de com es compta l'estat d'oxidació.
• Quan es determina l'estat d'oxidació, es té en compte l'electronegativitat dels àtoms d'un enllaç. Però quan es determina el nombre d'oxidació, no es té en compte l'electronegativitat. Tots els electrons de l'enllaç pertanyen a lligands.
• Normalment els nombres d'oxidació es representen amb números romans, mentre que els estats d'oxidació es representen amb números indoàrabs.
