ความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชัน

สารบัญ:

ความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชัน
ความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชัน

วีดีโอ: ความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชัน

วีดีโอ: ความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชัน
วีดีโอ: 🧪เลขออกซิเดชัน [Chemistry#38] 2024, กรกฎาคม
Anonim

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชันคือประจุที่เป็นทางการคือประจุของอะตอมในโมเลกุลที่เราคำนวณ โดยสมมติว่าอิเล็กตรอนในพันธะเคมีถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างอะตอม ในขณะที่สถานะออกซิเดชันคือจำนวนอิเล็กตรอนของอะตอม เสียหรือได้หรือแบ่งปันกับอะตอมอื่น

ประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชันเป็นคำที่ต่างกัน แม้ว่าเราจะถือว่ามันเหมือนกันก็ตาม ประจุอย่างเป็นทางการกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นรอบ ๆ อะตอมของโมเลกุลในขณะที่สถานะออกซิเดชันกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่แลกเปลี่ยนระหว่างอะตอมระหว่างการก่อตัวของโมเลกุล

ค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการคืออะไร

ประจุที่เป็นทางการคือประจุของอะตอมในโมเลกุลที่เราคำนวณโดยสมมติว่าอิเล็กตรอนในพันธะเคมีถูกแบ่งอย่างเท่าเทียมกันระหว่างอะตอม ดังนั้น เมื่อพิจารณาประจุที่เป็นทางการ เรากำลังเปรียบเทียบจำนวนอิเล็กตรอนรอบอะตอมที่เป็นกลางกับจำนวนอิเล็กตรอนรอบอะตอมนั้นเมื่ออยู่ในโมเลกุล ในการกำหนดประจุที่เป็นทางการนี้ เราต้องกำหนดอิเล็กตรอนของโมเลกุลให้กับอะตอมแต่ละตัว ที่นี่เราต้องพิจารณาข้อกำหนดต่อไปนี้ด้วย

  1. เราต้องกำหนดอิเล็กตรอนที่ไม่ผูกมัดให้กับอะตอมที่เกิดอิเล็กตรอนที่ไม่ผูกมัด
  2. เราต้องแบ่งอิเล็กตรอนพันธะเท่าๆ กันระหว่างอะตอมที่ใช้ร่วมกัน

ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์สำหรับการคำนวณนี้มีดังต่อไปนี้:

ประจุแบบเป็นทางการ=(จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนในอะตอมที่เป็นกลาง)- (จำนวนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว) – ({1/2}อิเล็กตรอนคู่พันธะ)

ความแตกต่างที่สำคัญ - ประจุอย่างเป็นทางการกับสถานะออกซิเดชัน
ความแตกต่างที่สำคัญ - ประจุอย่างเป็นทางการกับสถานะออกซิเดชัน

ภาพที่ 1: ค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับโอโซนและไอออนไนเตรต

ให้เราพิจารณาตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจปรากฏการณ์นี้ สำหรับโมเลกุลแอมโมเนีย มีพันธะ N-H สามพันธะและคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวบนอะตอมไนโตรเจน แล้วเมื่อไรจะคำนวณได้ดังนี้

ธรรมเนียมของ N=5 – 2 – {1/2}6=0

ชาร์จอย่างเป็นทางการของ H=1 – 0 – {1/2}2=0

สถานะออกซิเดชันคืออะไร

สถานะออกซิเดชันคือจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมสามารถสูญเสีย เพิ่ม หรือแบ่งให้อะตอมอื่นได้ คำนี้ใช้กับองค์ประกอบทางเคมีใดๆ ในโมเลกุล (คำว่า หมายเลขออกซิเดชัน ใช้กับอะตอมโลหะส่วนกลางของสารเชิงซ้อนเชิงประสานงานเป็นหลัก แม้ว่าเราจะใช้คำศัพท์เหล่านี้แทนกันได้) สถานะออกซิเดชันจริง ๆ แล้วให้ระดับของการเกิดออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบเราควรให้สถานะออกซิเดชันเป็นจำนวนเต็มเสมอ และจะแสดงเป็นตัวเลขฮินดู-อารบิก รวมทั้งประจุของอะตอมด้วย ตัวอย่างเช่น สถานะออกซิเดชันของเหล็กใน FeO คือ +2.

ความแตกต่างหลัก - ประจุอย่างเป็นทางการกับสถานะออกซิเดชัน
ความแตกต่างหลัก - ประจุอย่างเป็นทางการกับสถานะออกซิเดชัน

รูปที่ 02: สถานะออกซิเดชันของอะตอมในโมเลกุลต่างๆ

เคล็ดลับในการกำหนดสถานะออกซิเดชัน:

  1. สถานะออกซิเดชันของธาตุเดี่ยวเป็นศูนย์ (รวมถึงโมเลกุลที่สร้างจากองค์ประกอบเดียวด้วย)
  2. ประจุทั้งหมดของโมเลกุลหรือไอออนคือผลรวมของประจุของแต่ละอะตอม
  3. สถานะออกซิเดชันของโลหะอัลคาไลอยู่ที่ +1 เสมอ และสำหรับโลหะอัลคาไลเอิร์ธจะเป็น +2.
  4. ในขณะเดียวกัน สถานะออกซิเดชันของฟลูออรีนจะเป็น -1 เสมอ
  5. นอกจากนี้ สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนมักจะเป็น +1 แต่บางครั้งก็เป็น -1 (เมื่อจับกับโลหะอัลคาไลหรืออัลคาไลเอิร์ธ)
  6. โดยทั่วไปแล้ว สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนคือ -2 (แต่ในเปอร์ออกไซด์และซูเปอร์ออกไซด์อาจแตกต่างกันไป)
  7. อะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากที่สุดในโมเลกุลจะมีประจุเป็นลบ และอีกอะตอมหนึ่งมีประจุเป็นบวก

สถานะออกซิเดชันมีประโยชน์มากสำหรับการกำหนดผลิตภัณฑ์ในปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาเคมีที่มีการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนระหว่างอะตอม ในปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยาครึ่งตัวสองครั้งเกิดขึ้นพร้อมกัน หนึ่งคือปฏิกิริยาออกซิเดชันและอีกอันคือปฏิกิริยารีดักชัน ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของสถานะออกซิเดชันของอะตอม ในขณะที่ปฏิกิริยารีดักชันเกี่ยวข้องกับการลดลงของสถานะออกซิเดชันของอะตอม

ความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชันคืออะไร

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชันคือประจุที่เป็นทางการคือประจุของอะตอมในโมเลกุลที่เราคำนวณ โดยสมมติว่าอิเล็กตรอนในพันธะเคมีถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างอะตอม ในขณะที่สถานะออกซิเดชันคือจำนวนอิเล็กตรอน อะตอมสูญเสียหรือได้รับหรือแบ่งปันกับอะตอมอื่นตัวอย่างเช่น ประจุอย่างเป็นทางการของอะตอมไนโตรเจนในโมเลกุลแอมโมเนียคือ 0 ในขณะที่สถานะออกซิเดชันคือ +3

ด้านล่างอินโฟกราฟิกสรุปความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชัน

ความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชันในรูปแบบตาราง
ความแตกต่างระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชันในรูปแบบตาราง

สรุป – ประจุอย่างเป็นทางการเทียบกับออกซิเดชัน

ประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชันเป็นคำที่ต่างกัน แม้ว่าบางคนจะถือว่าเหมือนกัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างประจุที่เป็นทางการและสถานะออกซิเดชันคือ ประจุที่เป็นทางการคือประจุของอะตอมในโมเลกุลที่เราคำนวณ โดยสมมติว่าอิเล็กตรอนในพันธะเคมีถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างอะตอม ในขณะที่สถานะออกซิเดชันคือจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมสูญเสียหรือได้รับ หรือแบ่งปันกับอะตอมอื่น