Concept de numéro d'oxydation, comment le sortir et exemples

Il numéro d'oxydation, Également appelé état d'oxydation, c'est celui qui décrit le gain ou la perte d'électrons dans un atome, en supposant que le composé qui fait partie a un caractère purement ionique. Par conséquent, lorsque vous parlez de numéro d'oxydation, il est tenu pour acquis que tous les atomes se trouvent comme des ions électrostatiques.

Bien que le vrai panorama soit plus compliqué que d'avoir des ions partout, le nombre d'oxydation est vraiment utile pour interpréter les réactions de réduction de l'oxyde (redox). Le changement de ces chiffres révèle quelles espèces ont oxydé ou perdu des électrons, ou si les électrons ont été réduits ou gagnés.

La couche d'oxyde qui couvre les ornements et les statues de fer est composée en partie d'O2-, où l'oxygène a un nombre d'oxydation de -2. Source: Dracénoi [CC By-S (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

La charge ionique d'un ion monoatomique coïncide avec son numéro d'oxydation. Par exemple, anion oxyde, ou^2-, L'un des plus abondants à être dans d'innombrables minéraux, a un nombre d'oxydation de -2. Ceci est interprété comme suit: il a deux électrons supplémentaires par rapport à l'atome d'oxygène basal ou.

Les nombres d'oxydation sont facilement calculés à partir d'une formule moléculaire et ont généralement une plus grande utilisation et pertinence lorsque nous parlons de composés inorganiques encombrés d'ions. Pendant ce temps, en chimie organique, il n'a pas la même importance, car presque tous ses liens sont en substance covalente.

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Comment obtenir le numéro d'oxydation?

Électroneutralité

La somme des charges ioniques dans un composé doit être égale à zéro pour être neutre. Seuls les ions peuvent avoir des charges positives ou négatives.

Par conséquent, il est supposé que la somme des nombres d'oxydation doit également être égale à zéro. Ayant cela à l'esprit et effectuant des calculs arithmétiques, nous pouvons retirer ou déterminer le numéro d'oxydation d'un atome dans n'importe quel composé.

Peut vous servir: poids atomique

Valencias

Valencias n'est pas fiable pour déterminer le nombre d'oxydation d'un atome, bien qu'il existe plusieurs exceptions. Par exemple, tous les éléments du groupe 1, les métaux alcalins, ont Valencia 1, et donc un nombre d'oxydation invariable de +1. Il en va de même pour les métaux alcalinotherres, ceux du groupe 2, avec un nombre d'oxydation de +2.

Notez que les nombres d'oxydation positifs sont toujours précédés par le symbole '+': +1, +2, +3, etc. Et de la même manière les négatifs: -1, -2, -3, etc.

Règles générales

Il existe des règles générales qui doivent être prises en compte lors de la détermination du numéro d'oxydation:

-Le nombre d'oxydation de l'oxygène et du soufre est -2: o^2- et s^2-

-Les éléments purs ont 0: Numéro d'oxydation de la foi⁰, P₄⁰, S₈⁰

-L'atome d'hydrogène, selon qui est lié, a un numéro d'oxydation +1 (H⁺) ou -1 (h^-)

-Les halogènes, à condition qu'ils ne soient pas liés à l'oxygène ou au fluorure, ont un nombre d'oxydation de -1: F^-, CL^-, BR^- et moi^-

-Pour un ion polyiatomique, comme oh^-, La somme des nombres d'oxydation ne doit pas être égale à zéro mais à la charge ionique, qui serait -1 pour OH^- (SOIT^2-H⁺)^-

-Les métaux dans des conditions ordinaires ont des nombres d'oxydation positifs

Opérations arithmétiques

Supposons que nous ayons le composé PBCO₃. Si nous identifions l'anion carbonate, CO₃^2-, Le calcul de tous les nombres d'oxydation sera simple. Nous commençons par le même carbonate, sachant que le numéro d'oxydation de l'oxygène est -2:

Peut vous servir: oxydes

(C^XSOIT₃^2-)^2-

La somme des nombres d'oxydation doit être égale à -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Par conséquent, le nombre d'oxydation du carbone est +4:

(C⁴⁺SOIT₃^2-)^2-

Le PBCO₃ Il serait maintenant considéré comme:

PB^zC⁴⁺SOIT₃^2-

Encore une fois, nous ajoutons les nombres d'oxydation afin qu'ils soient égaux à zéro:

Z + 4 - 6 = 0

Z = +2

Par conséquent, le plomb a un numéro d'oxydation +2, il est donc supposé qu'il existe sous forme de cation PB²⁺. En fait, il n'était même pas nécessaire de faire ce calcul, car en sachant que le carbonate a une charge de -2, le plomb, son contre-ion doit nécessairement avoir une charge de +2 pour qu'il y ait une électroneutralité.

Exemples

Voici quelques exemples de nombres d'oxydation pour plusieurs éléments dans différents composés.

Oxygène

Tous les oxydes métalliques ont de l'oxygène comme ou^2-: Cao, laid, cr₂SOIT₃, Beeo, Al₂SOIT₃, PBO₂, etc. Cependant, dans l'anion de peroxyde, ou₂^2-, Chaque atome d'oxygène a un nombre d'oxydation de -1. Aussi, dans l'anion de surexcident, ou₂^-, Chaque atome d'oxygène a un nombre d'oxydation de -1/2.

D'un autre côté, lorsque l'oxygène est lié au fluorure acquiert des nombres d'oxydation positifs. Par exemple, dans le diffluorure d'oxygène, de₂, L'oxygène a un nombre d'oxydation positif. Qui? Sachant que le fluor est -1 que nous avons:

SOIT^XF₂^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Ainsi, l'oxygène a un nombre d'oxydation +2 (ou²⁺) dans le de₂ (SOIT²⁺F₂^-).

Azote

Les principaux nombres d'oxydation de l'azote sont -3 (n^3-H₃⁺¹), +3 (n³⁺F₃^-) et +5 (n₂⁵⁺SOIT₅^2-).

Chlore

L'un des principaux nombres d'oxydation du chlore est -1. Mais tout change lorsqu'il est combiné avec de l'oxygène, de l'azote ou du fluor, plus d'éléments électronégatifs. Lorsque cela se produit, il acquiert des nombres d'oxydation positifs, tels que: +1 (n^3-CL₃⁺, CL⁺F^-, CL₂⁺SOIT^2-), +2, +3 (CLO₂^-), +4, +5 (CLO₂⁺), +6 et +7 (cl₂⁷⁺SOIT₇^2-).

Peut vous servir: chlorure de sodium (NaCl)

Potassium

Le potassium dans tous ses composés a un numéro d'oxydation +1 (k⁺)); À moins qu'il ne s'agisse d'une condition très spéciale, où vous pouvez acquérir un nombre d'oxydation de -1 (k^-).

Soufre

Le cas du soufre est similaire à celui du chlore: il a un nombre d'oxydation de -2, tant qu'il n'est pas combiné avec de l'oxygène, du fluor, de l'azote ou du même chlore. Par exemple, ses autres nombres d'oxydation sont: -1, +1 (s₂⁺¹CL₂^-), +2 (s²⁺CL₂^-), +3 (s₂SOIT₄^2-), +4 (s⁴⁺SOIT₂^2-), +5 et +6 (s⁶⁺SOIT₃^2-).

Carbone

Les principaux états d'oxydation du carbone sont -4 (C^4-H₄⁺) et +4 (c⁴⁺SOIT₂^2-). C'est là que nous commençons à voir l'échec de ce concept. Pas dans le méthane, Cho₄, Et ni dans le dioxyde de carbone, CO₂, Nous avons du carbone comme des ions C^4- ou c⁴⁺, respectivement, mais formant des liens covalents.

Autres nombres d'oxydation pour le carbone, tels que -3, -2, -1 et 0, nous les trouvons dans les formules moléculaires de certains composés organiques. Cependant, et encore, il n'est pas très valable d'assumer des charges ioniques dans l'atome de carbone.

Correspondre

Et enfin, les principaux nombres d'oxydation du phosphore sont -3 (CA₃²⁺P₂^3-), +3 (h₃⁺P³⁺SOIT₃^2-), Y +5 (p₂⁵⁺SOIT₅^2-).

Les références

1. Fhiver & Atkins. (2008). Chimie inorganique. (Quatrième édition). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chimie. (8e Ed.). Cengage Learning.
3. Clark J. (2018). État d'oxydation (numéros d'oxydation). Récupéré de: Chemguide.co.ROYAUME-UNI
4. Wikipédia. (2020). État d'oxydation. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
5. Docteur. Kristy M. Baiey. (s.F.). Attribuer des nombres d'oxydation. Récupéré de: OCC.Édu