Różnica między wartościowością a liczbą utleniania

The kluczowa różnica między wartościowością a liczbą utlenienia jest to wartościowość to maksymalna liczba elektronów, które atom może stracić, zyskać lub podzielić, aby uzyskać stabilność, natomiast liczba utlenienia to liczba elektronów, które atom może stracić lub zyskać, tworząc wiązanie z innym atomem.

Pojęcia liczba utlenienia i wartościowość są powiązane z elektronami walencyjnymi atomu. Elektrony walencyjne to elektrony, które zajmują najbardziej zewnętrzne orbitale atomu. Te elektrony słabo przyciągają jądro atomowe; w ten sposób atomy mogą łatwo usuwać lub dzielić te elektrony z innymi atomami. Ta utrata, zysk lub współdzielenie elektronów powoduje, że określony atom ma liczbę utlenienia i wartościowość, i ostatecznie tworzy wiązanie chemiczne między dwoma atomami.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest Walencja 
3. Co to jest liczba utleniająca
4. Porównanie obok siebie - wartościowość vs liczba utleniania w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest Walencja?

Wartościowość to maksymalna liczba elektronów, które atom traci, zyskuje lub dzieli, aby się ustabilizować. W przypadku metali i niemetali reguła oktetowa opisuje najbardziej stabilną formę atomu. Tutaj, jeśli liczba najbardziej zewnętrznej powłoki atomu jest całkowicie wypełniona (potrzeba do tego osiem elektronów), konfiguracja elektronów jest stabilna. Innymi słowy, jeśli pod-orbitale sip są całkowicie wypełnione, mając ns²⁾np⁶ konfiguracja, atom jest stabilny.

Naturalnie atomy gazu szlachetnego mają taką konfigurację elektronową. Dlatego inne elementy muszą albo stracić, zyskać lub współdzielić elektrony, aby przestrzegać zasady oktetu. Maksymalna liczba elektronów, które atom musi stracić, zyskać lub uczestniczyć w tej stabilizacji, to wartościowość tego atomu.

Rozważmy na przykład krzem. Konfiguracja elektronowa krzemu wynosi 1s²⁾2s²⁾2szt⁶3s²⁾3p²⁾. Zewnętrzna powłoka ma n = 3 i ma 4 elektrony. Dlatego powinien otrzymać cztery kolejne elektrony, aby wypełnić oktet. Ogólnie krzem może współdzielić 4 elektrony z innymi pierwiastkami, aby uzupełnić oktet. Zatem wartościowość krzemu wynosi 4.

Wartościowość dla różnych pierwiastków chemicznych jest różna. Jest tak, ponieważ elektrony są wypełniane na orbitale zgodnie z poziomami energii tych orbit. Jednak większość metali przejściowych ma tę samą wartościowość; często jest to 2. Ale niektóre pierwiastki mogą mieć różną wartościowość, ponieważ atom może się ustabilizować w różnych konfiguracjach elektronów poprzez usunięcie elektronów.

Na przykład w żelazie (Fe) konfiguracja elektronów to [Ar] 3d⁶4s²⁾. Dlatego wartościowość żelaza wynosi 2 (2 elektrony w 4s²⁾). Ale czasami wartościowość żelaza staje się 3. To dlatego, że 3d⁵ konfiguracja elektronów jest bardziej stabilna niż 3d⁶. Zatem usunięcie jeszcze jednego elektronu wraz z elektronami 4s bardziej ustabilizuje Żelazo.

Co to jest liczba utleniająca?

Liczba utlenienia to liczba elektronów, które atom może stracić lub zyskać, tworząc wiązanie z innym atomem. Czasami używamy terminów stan utlenienia i numer utlenienia zamiennie, ale różnią się one nieznacznie.

Rysunek 01: Niektóre pierwiastki chemiczne mogą wykazywać różne liczby utleniające

W większości przypadków termin kompleksowania jest stosowany dla kompleksów koordynacyjnych. W kompleksach koordynacyjnych liczba utlenienia jest ładunkiem centralnego atomu związku koordynacyjnego, jeśli wszystkie wiązania wokół tego atomu były wiązaniami jonowymi. Kompleksy koordynacyjne prawie zawsze składają się z atomów metali przejściowych w centrum kompleksu. Ten atom metalu ma w swoim otoczeniu grupy chemiczne, które nazywamy ligandami. Te ligandy mają pojedyncze pary elektronów, które mogą być dzielone z atomami metali w celu utworzenia wiązań koordynacyjnych.

Po utworzeniu wiązania koordynacyjnego jest ono podobne do wiązania kowalencyjnego. Jest tak, ponieważ dwa atomy w wiązaniach koordynacyjnych dzielą parę elektronów, podobnie jak wiązanie kowalencyjne. Musimy jednak obliczyć liczbę utlenienia centralnego atomu metalu, biorąc pod uwagę wiązania koordynacyjne jako wiązania jonowe.

Jaka jest różnica między wartościowością a liczbą utleniania?

Pojęcia liczba utlenienia i wartościowość są powiązane z elektronami walencyjnymi atomu. Kluczowa różnica między wartościowością a liczbą utleniania polega na tym, że wartościowość jest maksymalną liczbą elektronów, które atom może stracić, zyskać lub podzielić, aby uzyskać stabilność, podczas gdy liczba utlenienia to liczba elektronów, które atom może stracić lub zyskać, tworząc wiązanie z innym atomem. Ponadto termin wartościowość stosuje się do dowolnego pierwiastka chemicznego, ale termin liczba utlenienia jest stosowany głównie w odniesieniu do kompleksów koordynacyjnych.

Poniższa infografika podsumowuje różnicę między wartościowością a liczbą utlenienia.

Podsumowanie - wartośćowość a liczba utleniająca

Zarówno liczba utlenienia, jak i wartościowość są terminami związanymi z elektronami walencyjnymi atomu. Kluczowa różnica między wartościowością a liczbą utleniania polega na tym, że wartościowość jest maksymalną liczbą elektronów, które atom może stracić, zyskać lub podzielić, aby uzyskać stabilność, natomiast liczba utlenienia to liczba elektronów, które atom może stracić lub zyskać, tworząc wiązanie z innym atomem.

Odniesienie:

1. „Liczba utleniająca”. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Liczby utlenienia okresu 2” Autor: Albris - Praca własna (CC BY-SA 4.0) za pośrednictwem Commons Wikimedia