عدد اکسیداسیون و حالت اکسیداسیون دو مفهوم بسیار مهم در شیمی هستند. در این مقاله، درک آنها را بسیار آسان می کنیم!

در مقالات دیگر پوشش داده شده است:

کاتیون ها و یون ها
واکنش های ردوکس
یون های چند اتمی رایج
سلول های الکتروشیمیایی
یون ها چیست؟

عدد اکسیداسیون – تعریف

عدد اکسیداسیون نشان می دهد که یک اتم چند الکترون در یک مولکول به دست آورده یا از دست داده است. عناصر دارای حالت اکسیداسیون صفر هستند و اتمهای موجود در ترکیبات یونی معمولاً حالت اکسیداسیون مثبت یا منفی دارند. ترکیبات آلی و برخی از ترکیبات کووالانسی حالت اکسیداسیونی ندارند که به اتم های موجود در ترکیبات اختصاص داده شده است.

به عبارت دیگر، حالت اکسیداسیون یک اتم برابر است با تعداد الکترون هایی که از یک عنصر حذف شده اند (حالت اکسیداسیون مثبت ایجاد می کنند) یا به یک عنصر اضافه می شوند (تولید حالت اکسیداسیون منفی).

اگر می خواهید از تعریف IUPAC استفاده کنید، در اینجا آمده است:حالت اکسیداسیون یک اتم، بار این اتم پس از تقریب یونی پیوندهای ناهم هسته ای آن است.”

حالت اکسیداسیون – تعریف

حالت اکسیداسیون یک اتم به سادگی عدد اکسیداسیون آن است. فرقی نداره^*.

(* برای اطلاع از یک استثنا، بخش آخر مقاله را بخوانید)

نحوه پیدا کردن عدد اکسیداسیون

با استفاده از قوانین ساده، می توانید به راحتی عدد اکسیداسیون هر اتم در یک مولکول را تعیین کنید.

قوانین عدد اکسیداسیون

از این قوانین برای تعیین وضعیت اکسیداسیون هر اتم در یک ترکیب استفاده کنید.

1. فلوئور همیشه -1 است.
2. اکسیژن همیشه -2 است، مگر زمانی که با فلوئور باشد یا در پراکسید یا آنیون پراکسی مانند یون پراکسید باشد که در این صورت 1- است.
3. حالت اکسیداسیون یک اتم در حالت عنصری آن صفر است. به عنوان مثال، او، او₂، اس₈
4. در یک ترکیب یونی با 2 عنصر، فلز یا اتم الکترونگاتیو بیشتر دارای عدد اکسیداسیون مثبت و اتم غیر فلز یا کمتر الکترونگاتیو دارای عدد اکسیداسیون منفی است.
5. فلزات قلیایی (فلزات گروه 1) مانند سدیم و پتاسیم دارای حالت اکسیداسیون +1 هستند.
6. فلزات قلیایی خاکی (فلزات گروه 2) مانند کلسیم و منیزیم +2 هستند.
7. هنگامی که هیدروژن با یک غیر فلز ترکیب می شود +1 است، به عنوان مثال کلرید هیدروژن HCL. هنگامی که با یک فلز ترکیب می شود – به عنوان مثال هیدرید سدیم، NaH.
8. هالوژن ها وقتی با یک عنصر دیگر (ترکیبات دوتایی) ترکیب شوند، به جز ترکیبات بین هالوژنی، عدد اکسیداسیون -1 دارند. به عنوان مثال، سدیم فلوراید NaF، یدید کلسیم CaI₂کروم (III) کلرید CrCl₃برمید قلع (II) SnBr₂. در هر مورد، هالوژن دارای عدد اکسیداسیون -1 است.
9. بار یک یون تک اتمی (یونی که از 1 نوع اتم تشکیل شده است) می تواند وضعیت اکسیداسیون را به شما بگوید. به عنوان مثال، حالت اکسیداسیون مس در ترکیب مس (II) +2 است. جیوه در یون جیوه (Hg₂⁺²) +1 است (در این مورد باید شارژ را بر 2 تقسیم کنید). نیتروژن در یون نیترید 3- است^-3
10. در یک یون چند اتمی، مجموع حالت های اکسیداسیون هر اتم باید برابر با بار روی یون باشد. اگر اکسیژن وجود دارد، اکسیژن را 2- فرض کنید. ما یک ویدیو برای توضیح نحوه انجام این کار ایجاد کردیم.قانون 10 مثال های عدد اکسیداسیون:
    به عنوان مثال، در یون نیترات NO₃^–، بار یون -1 است. با استفاده از قانون 2، می دانیم که بار اکسیژن 3 x-2 = -6 است. بنابراین نیتروژن باید دارای بار 5+ باشد تا بار یون -1 را ایجاد کند.

    یون کلریت ClO2- دارای بار 1- است. با استفاده از قانون 2، می دانیم که بار اکسیژن 2 x -2 = -4 است. بنابراین کلر باید دارای بار 3+ باشد تا بار یون کلریت -1 شود.

عناصر با بیشترین حالت اکسیداسیون

وانادیم، منگنز و کروم دارای بیشترین تنوع حالت‌ها و رنگ‌های اکسیداسیون پایدار هستند. عکس روی جلد این مقاله، گرفته شده توسط ویلکو اولن (که یکی از الهام‌بخش‌های متعدد ACID-CITRIC.IR بود)، رنگ‌های ترکیبات وانادیوم را در حالت‌های اکسیداسیون +2، +3، +4 و +5 نشان می‌دهد. تنگستن و مولیبدن نیز دارای چندین حالت اکسیداسیون هستند که برخی از آنها کمتر از سایر فلزات واسطه مورد مطالعه قرار گرفته اند.

حقیقت خنده دار – بالاترین حالت اکسیداسیون شناخته شده +9 در گزارش شده است تتروکسویریدیم (IX) کاتیون (IrO₄⁺).

حالت اکسیداسیون و تعداد گوگرد در یون تتراتیونات چیست؟

در یون تتراتیونات، S₄O₆^-2دو مورد از گوگردها دارای حالت اکسیداسیون 0 و دو مورد دارای حالت اکسیداسیون +5 هستند. عدد “متوسط” اکسیداسیون گوگرد در مولکول (0+0+5+5)/4 = 2.5 است. تنها در این ترکیبات حالت اکسیداسیون مخلوط است که ممکن است مفهوم عدد اکسیداسیون متفاوت از حالت اکسیداسیون مطرح شود.