Wertigkeit gegen Oxidationszustand
Obwohl die Wertigkeit und Oxidationsstufe einiger Atome und Gruppen in einigen Fällen ähnlich sind, ist es wichtig, die Unterschiede in diesen Begriffen zu kennen.
Wertigkeit
Nach der IUPAC-Definition ist die Wertigkeit die "maximale Anzahl einwertiger Atome, die sich mit dem Atom verbinden können". Das heißt, die Wertigkeit ergibt sich aus der Anzahl der Bindungen, die ein Atom bilden kann. Die Anzahl der Valenzelektronen, die ein Atom hat, bestimmt die Wertigkeit dieses Atoms. Valenzelektronen sind die Elektronen in einem Atom, die an der Bildung chemischer Bindungen beteiligt sind. Wenn sich chemische Bindungen bilden, kann jedes Atom Elektronen gewinnen, Elektronen abgeben oder Elektronen teilen. Die Fähigkeit zu spenden, zu gewinnen oder zu teilen hängt von der Anzahl ihrer Valenzelektronen ab. Zum Beispiel, wenn ein H 2Das Molekül bildet ein Wasserstoffatom und gibt der kovalenten Bindung ein Elektron. Somit teilen sich zwei Atome zwei Elektronen. Die Wertigkeit eines Wasserstoffatoms ist also eins. Einwertige Atome oder Gruppen wie Wasserstoff und Hydroxyl haben eine Wertigkeit von eins, während zweiwertige Atome oder Gruppen eine Wertigkeit von zwei usw. haben.
Oxidationszustand
Nach der IUPAC-Definition ist der Oxidationszustand „ein Maß für den Oxidationsgrad eines Atoms in einer Substanz. Es ist definiert als die Ladung, die ein Atom haben könnte. “Der Oxidationszustand ist ein ganzzahliger Wert und kann entweder positiv, negativ oder null sein. Der Oxidationszustand eines Atoms ändert sich bei chemischer Reaktion. Wenn der Oxidationszustand zunimmt, wird das Atom als oxidiert bezeichnet, und wenn es abnimmt, hat das Atom eine Reduktion erfahren. Bei der Oxidations- und Reduktionsreaktion übertragen sich Elektronen. In reinen Elementen ist die Oxidationsstufe Null. Es gibt nur wenige Regeln, nach denen wir den Oxidationszustand eines Atoms in einem Molekül bestimmen können.
• Reine Elemente haben eine Oxidationsstufe von Null.
• Bei einatomigen Ionen entspricht der Oxidationszustand der Ladung.
• In einem mehratomigen Ion entspricht die Ladung der Summe der Oxidationsstufen in allen Atomen. Der Oxidationszustand eines unbekannten Atoms kann also gefunden werden, wenn der Oxidationszustand anderer Atome bekannt ist.
• Für ein neutrales Molekül ist die Summe aller Oxidationsstufen von Atomen Null.
Neben dem obigen Verfahren kann der Oxidationszustand auch unter Verwendung der Lewis-Struktur eines Moleküls berechnet werden. Der Oxidationszustand eines Atoms ergibt sich aus der Differenz zwischen der Anzahl der Valenzelektronen, die ein Atom hat, wenn das Atom neutral ist, und der Anzahl der Elektronen, die zum Atom in der Lewis-Struktur gehören. Beispielsweise hat der Methylkohlenstoff in der Essigsäure eine Oxidationsstufe von -3. In der Lewis-Struktur ist Kohlenstoff an drei Wasserstoffatome gebunden. Da der Kohlenstoff elektronegativer ist, gehören die sechs Elektronen in den Bindungen zu Kohlenstoff. Kohlenstoff stellt die andere Bindung mit einem anderen Kohlenstoff her; Daher teilen sie die beiden Bindungselektronen gleichmäßig auf. Insgesamt hat Kohlenstoff in der Lewis-Struktur also sieben Elektronen. Wenn sich Kohlenstoff im neutralen Zustand befindet, hat er 4 Valenzelektronen. Der Unterschied zwischen ihnen führt also dazu, dass die Oxidationszahl von Kohlenstoff -3 beträgt.
Was ist der Unterschied zwischen Wertigkeit und Oxidationszustand?
• Die Wertigkeit wird durch die Anzahl der Bindungen angegeben, die eine Art bilden kann.
• Der Oxidationszustand ist die Ladung, die ein Atom oder eine Gruppe haben kann.
