Wat is het oxidatienummer in de chemie?
Atomen combineren door het geven en accepteren van negatief geladen elektronen, het vormen van een ionische binding of het delen van elektronen, die een covalente binding vormen.Typisch vormen zich ionische bindingen tussen metalen en niet-metalen, terwijl covalente bindingen zich alleen tussen niet-metalen vormen.Het oxidatienummer van een atoom vertegenwoordigt het aantal elektronen waaraan het heeft gegeven, geaccepteerd of gedeeld met andere atomen, en zal positief zijn wanneer het elektronen heeft verloren of gedeeld en negatief wanneer het de elektronen van een ander atoom heeft gewonnen of gedeeld.
Oorspronkelijk oxidatiebetekende het combineren met zuurstof;Het tegenovergestelde proces, verwijdering van zuurstof, stond bekend als reductie.Wanneer calcium bijvoorbeeld combineert met zuurstof, verwijdert de zuurstof twee elektronen uit het calcium, waardoor een lading van -2 wordt verwerft, waardoor het calcium met een lading van +2 achterblijft.Er is een ionische binding gevormd;Calcium is geoxideerd en zuurstof verminderd, waardoor ze oxidatienummers van respectievelijk +2 en -2 hebben.Covalente binding omvat ook oxidatie en reductie: om water te vormen, combineren twee waterstofatomen met één zuurstofatoom, die elk een elektron delen.De oxidatietallen van de twee waterstofatomen zijn elk +1 en het zuurstofatoom -2.
oxidatie hoeft geen zuurstof te omvatten;Tegenwoordig betekent oxidatie gewoon verlies van elektronen en reductie, winst van elektronen.In de regel hebben de elementen in de linkeronderhoek van het periodiek systeem de grootste neiging om elektronen te verliezen, terwijl die naar de rechterbovenhoek de grootste neiging hebben om elektronen te krijgen.Zuurstof heeft een sterke neiging om elektronen uit andere elementen te verwijderen en is daarom een oxidatiemiddel;Andere elementen kunnen echter ook oxideren.Fluor is bijvoorbeeld een nog sterker oxidatiemiddel.
Het zuurstofoxidatienummer is meestal -2, maar veel elementen kunnen meer dan één mogelijk oxidatienummer hebben.Voor ijzer kan het +2 of +3 zijn, terwijl het voor waterstof +1 is in combinatie met niet -metalen, zoals in water (H 2 O), maar -1 in combinatie met metalen, zoals in natriumhydride (NA+ H -
), waar het een elektron accepteert.Het stikstofoxidatienummer kan variëren van -3 tot +5.De oxidatienummers van de ionen in een ionische verbinding zijn gelijk aan de ladingen op de ionen, terwijl die van de atomen in een verbinding altijd oplopen tot nul.Elementen kunnen combineren om ionen te vormen met een algemeen oxidatienummer.Een atoom van zwavel kan bijvoorbeeld combineren met vier zuurstofatomen om een sulfaatgroep (dus 4 2- ) te vormen met een oxidatienummer van -2.Ammoniak, een verbinding van stikstof en waterstof met de formule NH 3 , kan combineren met een extra waterstofatoom om de ammoniumgroep NH 4 + te vormen, met een oxidatienummer van +1.Dit gedraagt zich als een metaal en vormt ionische verbindingen zoals ammoniumsulfaat ((NH 4 +) 2 dus 4 2-
), waar twee ammoniumgroepen combineren met één sulfaatgroep.