Základy anorganické chemie. Stupeň oxidace

Stupeň oxidace je podmíněný náboj atomu prvku v molekule. Tato koncepce je základem anorganické chemie, bez jejího pochopení je nemožné představit si proces oxidačních redukčních reakcí, typy vazeb v molekulách, chemické a fyzikální vlastnosti prvků. Abyste pochopili, jaký je stupeň oxidace, musíte nejprve pochopit, z čeho se atom skládá a jak se chová při interakci se sebou samým.

Jak je známo, atom se skládá z protonů, neutronů a elektronů. Protony a elektrony, také nazývané nukleony, tvoří pozitivně nabité jádro, kolem něhož se kolem něj otáčejí negativní elektrony. Pozitivní náboj jádra je vyvážen celkovým záporným nábojem elektronů. V důsledku toho je atom neutrální.

Každý elektron má určitou úroveň energie, která určuje blízkost jeho polohy k jádru: čím blíže k jádru - tím méně energie. Jsou uspořádány ve vrstvách. Elektrony jedné vrstvy mají prakticky stejnou energetickou rezervu a tvoří energetickou hladinu nebo elektronickou vrstvu. Elektrony zapnuté vnější energetická úroveň ne příliš silně spojená s jádrem, takže se mohou účastnit chemických reakcí. Prvky, které mají na vnější úrovni jeden až čtyři elektrony v chemických reakcích, zpravidla vydávají elektrony a ty, které mají pět až sedm elektronů - přijmou.

Jsou také nazývány chemické prvky inertních plynů, ve kterém vnější energetická hladina obsahuje osm elektronů - maximální možný počet. Prakticky nezajímají chemické reakce. Takže každý atom má tendenci "doplňovat" svou vnější elektronickou vrstvu k požadovaným elementem. Kde se chystají? Pro jiné atomy. V chemické reakční prvek s větší elektonougativitou "odebírá" elektron z prvku s menší elektřinou záporností. Elektronegativita chemického prvku závisí na počtu elektronů na úrovni valence a síle jejich přitažlivosti k jádru. V prvku, který odebírá elektrony, je celkový záporný náboj větší než kladný náboj jádra a pro elektron, který se vzdává, je to naopak. Například ve sloučenině oxid síry SO kyslík, který má velkou elektronegativitu, odebírá dva elektrony ze síry a získává záporný náboj, zatímco síra, která zůstává bez dvou elektronů, získá pozitivní náboj. V tomto případě je stupeň oxidace kyslíku stejný jako stupeň oxidace síry odebraný s opačným znaménkem. Stupeň oxidace je zaznamenán v pravém horním rohu chemický prvek. V našem příkladu vypadá takto: S⁺²O^-2.

Výše uvedený příklad je spíše zjednodušující. Ve skutečnosti se externí elektrony jednoho atomu nikdy zcela nesmějí posunout k jinému, stávají se pouze "běžnými", proto je stupeň oxidace prvků vždy menší, než je uvedeno v učebnicích.

Pro zjednodušení pochopení chemických procesů je však tato skutečnost zanedbána.