Ο αριθμός οξείδωσης ή βαθμίδα οξείδωσης ή τυπικό σθένος ενός χημικού στοιχείου σε ένα χημικό είδος είναι ένας αριθμητικός δείκτης που αντιστοιχεί στο αλγεβρικό άθροισμα του πραγματικού ηλεκτρονιακού φορτίου που αποκτά το (πρώην) άτομο όταν (τυχόν) σχηματίζει ιόν και κατ' επέκταση ιοντικούς δεσμούς και του φαινομενικού ηλεκτρονιακού φορτίου που αποκτά το άτομο όταν ενώνεται (επίσης τυχόν) ομοιοπολικά με άτομα άλλων στοιχείων, αν τα κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων θεωρηθούν ότι αποδίδονται στο ηλεκτραρνητικότερο απ'αυτά, παρ' όλο που στην πραγματικότητα αυτό ποτέ δεν είναι απόλυτα αληθές.
Ο όρος «οξείδωση» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από το Αντουάν Λωράν Λαβουαζιέ με την έννοια της αντίδρασης μιας ουσίας με το οξυγόνο. Αρκετά αργότερα, όμως, συνειδητοποιήθηκε ότι μια χημική ουσία οξειδώνεται όταν χάνει ηλεκτρόνια, οπότε η έννοια της «οξείδωσης» επεκτάθηκε για να συμπεριλάβει και άλλες αντιδράσεις στις οποίες συμβαίνει απώλεια ηλεκτρονίων, χωρίς την παρουσία οξυγόνου.
Ο αριθμός οξείδωσης τυπικά παριστάνεται με τη χρήση ακεραίων. Ωστόσο, σε κάποιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται η μέση βαθμίδα οξείδωσης ενός χημικού στοιχείου, που μπορεί να είναι και κλασματική. Αυτό συμβαίνει για παράδειγμα στη μέση βαθμίδα οξείδωσης του σιδήρου στο μαγνητίτη (Fe3O4) είναι 8⁄3. Ο μεγαλύτερος γνωστός αριθμός οξείδωσης που έχει αναφερθεί είναι +9, για το ιρίδιο στο κατιόν τετροξειδίου του ιριδίου [IrO4]+, ενώ ο μικρότερος (αλγεβρικά) αριθμός οξείδωσης που έχει αναφερθεί είναι -5, για το βόριο, το γάλλιο, το ίνδιο και το θάλλιο σε διάφορες φάσεις Ζίντι (Zintl phases), που αποτελεί έναν τύπο διαμεταλλικών ενώσεων. Προβλέφθηκε, όμως, βαθμός οξείδωσης +10, για το λευκόχρυσο στο δικατιόν τετροξειδίου του λευκόχρυσου [PtO4]2+.
Η αύξηση του βαθμού οξείδωσης ενός ατόμου, μέσω μιας χημικής αντίδρασης, είναι γνωστή ως οξείδωση, ενώ η μείωση του βαθμού οξείδωσης ενός ατόμου, είναι γνωστή ως αναγωγή. Τέτοιες αντιδράσεις τυπικά περιλαμβάνουν μεταφορά ηλεκτρονίων, οπότε η πρόσληψη ηλεκτρονίων αντιστοιχεί με αναγωγή και η απώλεια αντιστοιχεί σε οξείδωση. Για τις αλλοτροπικές μορφές χημικών στοιχείων η βαθμίδα οξείδωσης είναι πάντα 0.
Υπάρχουν διάφοροι μέθοδοι καθορισμού των βαθμών οξείδωσης.
Στην ανόργανη ονοματολογία ο βαθμός οξείδωσης ενός στοιχείου σε ένα χημικό είδος μπορεί να εκφράζεται με τη χρήση ρωμαϊκού αριθμού πάνω δεξιά από το χημικό σύμβολο του στοιχείου ή δίπλα στο όνομα του χημικού στοιχείου.
Σε ορισμένα συγγράμματα χημείας ενώσεων συναρμογής ο «αριθμός οξείδωσης» ορίζεται διαφορετικά από τη «βαθμίδα οξείδωσης».
Η ηλεκτραρνητικότητα μερικών στοιχείων κατά Linus Pauling :
Προς τα δεξιά αυξάνεται η ηλεκτραρνητικότητα
F > Ο >Ν > Cl > Br > I > S > C > P > As > Sb > B > Bi > H > Si > Al > Μέταλλα
Η ενωτική ικανότητα ενός χημικού στοιχείου εξαρτάται από το είδος των δεσμών τους οποίους αυτό μπορεί να σχηματίσει όταν ενώνεται με άλλα χημικά στοιχεία. Επομένως, δεν είναι σωστό να εκφράζουμε την ικανότητα αυτή με έναν αριθμό αφού το ίδιο χημικό στοιχείο στην ίδια ένωση μπορεί να ενώνεται με διαφορετικούς χημικούς δεσμούς με τα άλλα στοιχεία της ένωσης. Όμως η έκφραση της ενωτικής ικανότητας διευκολύνεται πάρα πολύ από την εισαγωγή της έννοιας του αριθμού οξείδωσης.
Ο αριθμός οξείδωσης(συντομογραφία "α.ο.") είναι μια συμβατική χημική έννοια που επινοήθηκε για να διευκολύνει:
Παραδείγματα:
Όπως φάνηκε από τα τρία παραπάνω παραδείγματα, για να βρεθεί ο α.ο. ενός ατόμου σε μιά χημική ένωση πρέπει να γραφεί ο συντακτικός τύπος της ένωσης και να εντοπιστεί η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ των συνδεομένων ατόμων. Αυτό δεν είναι πάντα εύκολο, γι' αυτό έχουν επινοηθεί κάποιοι (εμπειρικοί) κανόνες εύρεσης του αριθμού οξείδωσης :
Ο αριθμός οξείδωσης παίρνει τιμές από −4 έως +8. Οι τιμές μπορεί να είναι και κλασματικές. Αυτό συμβαίνει όταν άτομα του ίδιου στοιχείου που βρίσκονται στην ίδια ένωση, έχουν διαφορετικούς α.ο. Τότε ο υπολογισμός του α.ο. δίνει το μέσο όρο των α.ο. Για παράδειγμα ο α.ο. του σιδήρου (Fe) στο επιτεταρτοξείδιό του Fe3O4 προκύπτει 8/3 με εφαρμογή των κανόνων. Αυτό συμβαίνει γιατί το Fe3O4 είναι μίγμα δύο οξειδίων, του οξειδίου του σιδήρου (ΙΙ) (FeO) και του οξειδίου του σιδήρου (ΙΙΙ) (Fe2O3). Επίσης, ο α.ο. του άνθρακα στις οργανικές ενώσεις προκύπτει πολλές φορές κλασματικός.
Μέταλλα | Αμέταλλα |
---|---|
Li, K, Na, Ag +1 Mg, Ba, Ca, Zn, Ni, Co +2 | F -1 H +1, (-1) |
αραδείγματα εφαρμογής των παραπάνω κανόνων:
Τα άτομα άνθρακα (C) στις οργανικές ενώσεις πολλές φορές ενώνονται με διαφορετικά στοιχεία. Έτσι, η εφαρμογή των κανόνων υπολογισμού του α.ο. που αναφέρθηκαν, δίνει το μέσο όρο των α.ο. των C.
This article uses material from the Wikipedia Ελληνικά article Αριθμός οξείδωσης, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Το περιεχόμενο είναι διαθέσιμο υπό CC BY-SA 4.0 εκτός αν αναφέρεται διαφορετικά. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Ελληνικά (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.