Tabla de Contenidos
Atunci când sunt combinați cu alte elemente, atomii pot pierde sau câștiga electroni pentru a dobândi o configurație electronică mai stabilă. Când se întâmplă acest lucru, atomul care câștigă electroni capătă o sarcină electrică negativă, devenind astfel un anion, în timp ce cel care îi pierde capătă o sarcină electrică pozitivă, devenind cation. Cu alte cuvinte, prin schimbul de electroni și prin formarea unei legături ionice, atomii devin ioni .
Pe lângă schimbul de electroni, atomii îi pot împărtăși, formând astfel o legătură covalentă. Această legătură poate fi polară dacă unul dintre cei doi atomi atrage cu o forță mai mare electronii care formează legătura, generând sarcini electrice parțiale opuse în cei doi atomi legați.
numărul de oxidare
Chiar dacă multe legături sunt covalente și legăturile ionice 100% nu există cu adevărat, este convenabil să ne gândim la toate legăturile ca fiind legături ionice. Acest lucru face ușor de înțeles numărul de legături pe care fiecare element le poate forma cu alte elemente și de a calcula proporțiile în care se combină. În acest sens, ori de câte ori se formează orice compus, ionic sau nu, acesta se caracterizează de obicei prin sarcina electrică ipotetică pe care ar avea-o fiecare atom dacă legătura ar fi 100% ionică și electronii ar fi transferați complet la atomul cel mai electronegativ. Această sarcină ionică ipotetică se numește stare de oxidare sau număr de oxidare.
Numerele de oxidare sau sarcinile ionice comune
Fiecare element al tabelului periodic are o serie de numere de oxidare obișnuite pe care le prezintă în diferiții compuși din care face parte. Aceste stări de oxidare determină multe dintre proprietățile și caracteristicile compușilor. De fapt, pot exista compuși diferiți formați din aceleași elemente și care diferă doar prin numărul de oxidare al unuia dintre elemente. De exemplu, oxidul feric (Fe 2 O 3 ), care conține fier în starea de oxidare +3, este un oxid de bază portocaliu închis, în timp ce oxidul feros (FeO) este un solid închis, aproape negru.
Numerele de oxidare comune fiecărui element depinde de poziția acestuia în tabelul periodic. Elementele nemetalice pot prezenta atât stări de oxidare pozitive, cât și negative, în timp ce metalele prezintă doar stări de oxidare pozitive. În unele cazuri, același element poate prezenta cinci sau chiar șase stări de oxidare diferite, în funcție de elementul cu care este combinat și de condițiile de reacție.
Tabelul periodic de la începutul articolului arată cele mai comune stări de oxidare pentru majoritatea elementelor cunoscute. După cum se poate observa în ea, metalele alcaline au toate un număr unic de oxidare, care este +1, pământurile alcaline au +2, iar metalele de tranziție din grupa 3, precum și elementele reprezentative din grupa 13 au toate starea de oxidare +3. Acest lucru se datorează faptului că stările pozitive de oxidare sunt de obicei legate de numărul de electroni pe care un atom îi are în învelișul său de valență, deoarece pierderea acestor electroni îi permite să dobândească configurația electronică a unui gaz nobil.
Pe de altă parte, printre nemetale, starea de oxidare negativă poate fi determinată cu ușurință prin numărarea numărului de celule din dreapta (fără a număra pe ale tale) pe care mai trebuie să le mergi pentru a ajunge la grupul de gaze nobile. De exemplu, carbonul este la patru pătrate distanță de neon, deci starea sa de oxidare negativă este -4. Acest lucru se datorează faptului că acest număr reprezintă numărul de electroni pe care atomul trebuie să-i câștige pentru a obține configurația electronică a celui mai apropiat gaz nobil.
Pentru ce este folosit tabelul periodic al numerelor de oxidare?
Acest tabel periodic are două aplicații principale:
Ajută la prezicerea formulei compușilor chimici binari
Tabelul de mai sus este foarte util pentru prezicerea diferiților compuși care pot fi formați prin combinarea a două elemente între ele. De exemplu, știind că cele mai comune două stări de oxidare ale azotului sunt +5 și -3, putem folosi aceste informații pentru a prezice că prin legarea cu hidrogenul (care este mai puțin electronegativ), azotul va dobândi starea de oxidare -3, în timp ce hidrogenul va dobândi +1, deci se va forma un compus cu formula NH 3 (amoniac).
În schimb, dacă azotul se leagă de oxigen, care este mai electronegativ, este probabil să formeze un oxid cu starea de oxidare +5 (N 2 O 5 ).
În nomenclatura tradiţională
Sistemul tradițional de nomenclatură pentru compușii anorganici se bazează pe un sistem de prefixe și sufixe care se adaugă la rădăcina numelui elementelor care alcătuiesc un compus. Sistemul prefix-sufix depinde nu numai de starea de oxidare a fiecărui element din compus, ci și de toate celelalte stări de oxidare comune pe care le poate prezenta în alți compuși.
În acest sens, tabelul periodic anterior este foarte util, deoarece ne permite să determinăm, pentru majoritatea compușilor, denumirea lor tradițională din starea de oxidare a fiecărui element din compus, și din celelalte stări de oxidare posibile care se găsesc în masa.
Exemplu:
În SO 3 , oxigenul are o stare de oxidare de -2 (pentru că este mai electronegativ decât sulful), deci sulful trebuie să aibă o stare de oxidare de +6 pentru a asigura neutralitatea compusului. Aceasta înseamnă că SO3 este oxidul acid sau anhidrida sulfului cu starea de oxidare +6.
Pentru a numi acest compus conform sistemului tradițional, căutăm valențele comune sau stările de oxidare ale sulfului (care sunt +2, +4 și +6). Deoarece starea de oxidare +6 este cea mai mare dintre cele trei stări de oxidare posibile, regulile tradiționale de nomenclatură impun ca sufixul „ico” să fie adăugat la rădăcina numelui sulfului.
In concluzie, numele compusului este anhidrida sulfurica.
Referințe
Alonso, C. (2021, 11 mai). Numărul de oxidare . Formula Alonso. https://www.alonsoformula.com/inorganica/numero_oxidacion.htm
Chang, R. și Goldsby, K. (2013). Chimie (ed. a 11-a). McGraw-Hill Interamericana de España SL
EcuRed. (n.d.). Valencia (Chimie) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Valencia_(Qu%C3%ADmica)
León, M. și Ceballos, M. (2012, octombrie 21). Numărul de oxidare (definiție) . Maria Leon & Maria Ceballos. https://leonceballos.wordpress.com/2012/10/21/numero-de-oxidacion-definicion/
MIQ: Stări sau numere de oxidare . (n.d.). MDP.EDU.AR. https://campus.mdp.edu.ar/agrarias/mod/page/view.php?id=4175
