Różnica między wartościowością a stanem utlenienia

Wartościowość a stan utlenienia

Chociaż wartościowość i stan utlenienia niektórych atomów i grup są podobne w niektórych przypadkach, ważne jest, aby znać różnice w tych terminach.

Wartościowość

Zgodnie z definicją IUPAC wartościowość to „” maksymalna liczba atomów jednowartościowych, które mogą łączyć się z atomem. ” Oznacza to, że wartościowość jest dana liczbą wiązań, które mogą być utworzone przez atom. Liczba elektronów walencyjnych, które ma atom, determinuje wartościowość tego atomu. Elektrony walencyjne to elektrony w atomie, które uczestniczą w tworzeniu wiązania chemicznego. Kiedy tworzą się wiązania chemiczne, każdy atom może zyskać elektrony, przekazać elektrony lub dzielić elektrony. Zdolność do oddawania, zdobywania lub udostępniania zależy od liczby posiadanych przez nich elektronów walencyjnych. Na przykład, gdy H₂₎ cząsteczka tworzy jeden atom wodoru, który daje jeden elektron wiązaniu kowalencyjnemu. Zatem dwa atomy dzielą dwa elektrony. Zatem wartościowość atomu wodoru wynosi jeden. Jednowartościowe atomy lub grupy, takie jak wodór i hydroksyl, mają wartościowość jednego, podczas gdy dwuwartościowe atomy lub grupy mają wartościowość dwóch, itp..

Stan utlenienia

Zgodnie z definicją IUPAC stan utlenienia jest „miarą stopnia utlenienia atomu w substancji. Definiuje się go jako ładunek, jaki atom może sobie wyobrazić. ” Stan utlenienia jest liczbą całkowitą i może być dodatni, ujemny lub zerowy. Stan utlenienia atomu ulega zmianie w wyniku reakcji chemicznej. Jeśli stan utlenienia wzrasta, wówczas mówi się, że atom utlenia się, a jeśli maleje, wówczas atom ulegał redukcji. W reakcji utleniania i redukcji przenoszą się elektrony. W czystych pierwiastkach stan utlenienia wynosi zero. Istnieje kilka zasad, których możemy użyć do określenia stanu utlenienia atomu w cząsteczce.

• Czyste pierwiastki mają zerowy stopień utlenienia.

• W przypadku jonów monatomowych stan utlenienia jest taki sam jak ich ładunek.

• W jonie wieloatomowym ładunek jest równy sumie stanów utlenienia we wszystkich atomach. Tak więc stan utlenienia nieznanego atomu można znaleźć, jeśli znany jest stan utlenienia innych atomów.

• W przypadku cząsteczki obojętnej suma wszystkich stanów utlenienia atomów wynosi zero.

Poza powyższą metodą stan utlenienia można również obliczyć przy użyciu struktury Lewisa cząsteczki. Stan utlenienia atomu wynika z różnicy między liczbą elektronów walencyjnych atomu, jeśli atom jest neutralny, a liczba elektronów należy do atomu w strukturze Lewisa. Na przykład węgiel metylowy w kwasie octowym ma stopień utlenienia -3. W strukturze Lewisa węgiel jest związany z trzema atomami wodoru. Ponieważ węgiel jest bardziej elektroujemny, sześć elektronów w wiązaniach należy do węgla. Węgiel tworzy drugie wiązanie z innym węglem; dlatego równo rozdzielili dwa wiązane elektrony. Więc wszystkie razem w strukturze Lewisa węgiel ma siedem elektronów. Gdy węgiel jest w stanie neutralnym, ma 4 elektrony walencyjne. Różnica między nimi sprawia, że ​​liczba utlenienia węgla wynosi -3.