Valence pret oksidācijas stāvokli
Lai gan dažos gadījumos dažu atomu un grupu valence un oksidācijas pakāpe ir līdzīga, ir svarīgi zināt šo terminu atšķirības.
Valency
Saskaņā ar IUPAC definīciju valence ir “”maksimālais vienvērtīgo atomu skaits, kas var apvienoties ar atomu”. Tas nozīmē, ka valenci nosaka saišu skaits, ko var veidot atoms. Valences elektronu skaits, kas piemīt atomam, nosaka šī atoma valenci. Valences elektroni ir elektroni atomā, kas piedalās ķīmiskās saites veidošanā. Veidojot ķīmiskās saites, katrs atoms var iegūt elektronus, ziedot elektronus vai dalīties ar elektroniem. Iespēja ziedot, iegūt vai dalīties ir atkarīga no to valences elektronu skaita. Piemēram, kad H2 molekula veido vienu ūdeņraža atomu, kovalentajai saitei piešķir vienu elektronu. Tādējādi diviem atomiem ir divi elektroni. Tātad ūdeņraža atoma valence ir viena. Vienvērtīgo atomu vai grupu, piemēram, ūdeņraža un hidroksilgrupas, valence ir viena, bet divvērtīgo atomu vai grupu valence ir divas utt.
Oksidācijas stāvoklis
Saskaņā ar IUPAC definīciju oksidācijas pakāpe ir “vielā esošā atoma oksidācijas pakāpes mērs. Tas ir definēts kā lādiņš, kādu varētu iedomāties atomam. Oksidācijas stāvoklis ir vesels skaitlis, un tas var būt pozitīvs, negatīvs vai nulle. Atoma oksidācijas stāvoklis ķīmiskās reakcijas laikā mainās. Ja oksidācijas pakāpe palielinās, tad tiek uzskatīts, ka atoms ir oksidēts, un, ja tas samazinās, tad atoms ir reducējies. Oksidācijas un reducēšanas reakcijā notiek elektronu pārnešana. Tīros elementos oksidācijas pakāpe ir nulle. Ir daži noteikumi, kurus mēs varam izmantot, lai noteiktu molekulas atoma oksidācijas pakāpi.
• Tīriem elementiem oksidācijas pakāpe ir nulle.
• Monatomiskajiem joniem oksidācijas pakāpe ir tāda pati kā to lādiņam.
• Daudzatomu jonu lādiņš ir vienāds ar visu atomu oksidācijas pakāpju summu. Tātad nezināma atoma oksidācijas pakāpi var atrast, ja ir zināms citu atomu oksidācijas stāvoklis.
• Neitrālai molekulai visu atomu oksidācijas pakāpju summa ir nulle.
Izņemot iepriekš minēto metodi, oksidācijas pakāpi var aprēķināt arī, izmantojot molekulas Lūisa struktūru. Atoma oksidācijas stāvokli nosaka starpība starp valences elektronu skaitu, kas ir atomam, ja atoms ir neitrāls, un elektronu skaitu, kas pieder atomam Lūisa struktūrā. Piemēram, etiķskābē esošajam metilogleklim ir oksidācijas pakāpe -3. Lūisa struktūrā ogleklis ir saistīts ar trim ūdeņraža atomiem. Tā kā ogleklis ir elektronnegatīvāks, saitēs esošie seši elektroni pieder pie oglekļa. Ogleklis veido otru saiti ar citu oglekli; tādēļ tie sadala abus saites elektronus vienādi. Tātad Lūisa struktūrā ogleklim kopā ir septiņi elektroni. Kad ogleklis atrodas neitrālā stāvoklī, tam ir 4 valences elektroni. Tātad atšķirība starp tiem padara oglekļa oksidācijas skaitli -3.
Kāda ir atšķirība starp valenci un oksidācijas stāvokli?
• Valenci nosaka saišu skaits, ko suga var izveidot.
• Oksidācijas stāvoklis ir lādiņš, kas var būt atomam vai grupai.
