ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเลขออกซิเดชันและประจุคือ เราสามารถกำหนดเลขออกซิเดชันของอะตอมได้โดยพิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมนั้นถูกกำจัดออกหรือได้รับ ในขณะที่ประจุจะถูกกำหนดโดยพิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมด และโปรตอนในอะตอม
ธาตุในตารางธาตุมีลักษณะทางเคมีและกายภาพต่างกัน และเมื่อรวมกันเป็นโมเลกุล ธาตุต่างๆ จะรวมเข้ากับธาตุอื่นๆ ในสัดส่วนที่ต่างกัน ท่ามกลางความแปรผันจำนวนมากระหว่างองค์ประกอบต่างๆ พารามิเตอร์ที่ง่ายและสำคัญที่สุดคือประจุและเลขออกซิเดชันประจุและเลขออกซิเดชันของธาตุช่วยในการระบุหมู่ธาตุนี้อยู่ในตารางธาตุ ที่สำคัญที่สุด จะช่วยอธิบายความสามารถขององค์ประกอบในการสร้างโมเลกุลอื่นๆ และสารประกอบที่ประสานกัน ดังนั้นจึงช่วยในการระบุสูตรเชิงประจักษ์
เลขออกซิเดชันคืออะไร
เลขออกซิเดชันเป็นลักษณะของอะตอมกลางของสารประกอบโคออร์ดิเนต เป็นประจุของอะตอมกลางของสารประกอบโคออร์ดิเนชันเมื่อพันธะทั้งหมดรอบอะตอมนี้เป็นพันธะไอออนิก ดังนั้นบางครั้งประจุและเลขออกซิเดชันจึงใกล้เคียงกัน แต่บางครั้งก็ต่างกัน ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบ s block และ p block ธรรมดามีเลขออกซิเดชันเหมือนกันกับประจุ นอกจากนี้ polyatomic ions ยังมีเลขออกซิเดชันเหมือนกับประจุ อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบทางเคมีเดียวกันอาจมีเลขออกซิเดชันต่างกัน ขึ้นอยู่กับอะตอมอื่นๆ ที่อยู่รอบๆ ในองค์ประกอบอิสระ เลขออกซิเดชันจะเป็นศูนย์เสมอนอกจากนี้ ไอออนของโลหะทรานสิชัน (d block) และองค์ประกอบมีเลขออกซิเดชันต่างกัน
รูปที่ 01: การหาจำนวนออกซิเดชันขององค์ประกอบต่างๆ ในสารประกอบ
เมื่อพิจารณาถึงสารประกอบโคออร์ดิเนต อะตอมของโลหะตรงกลางควรมีออร์บิทัลว่างซึ่งลิแกนด์จะบริจาคอิเล็กตรอนคู่เดียวและสร้างพันธะไอออนิก ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถระบุเลขออกซิเดชันของอะตอมโลหะตรงกลางด้วยตัวเลขโรมันในวงเล็บ ตัวอย่างเช่น ถ้าเลขออกซิเดชันของโลหะ “M” เป็น 3 เราก็เขียนเป็น M(III).
ค่าบริการคืออะไร
ประจุของอะตอมใดๆ เป็นศูนย์ เมื่ออะตอมดึงหรือรับอิเล็กตรอน พวกมันจะได้รับประจุไฟฟ้า นั่นเป็นเพราะว่าอิเล็กตรอนมีประจุลบกับอนุภาคของอะตอมในขณะที่โปรตอนมีประจุบวกอะตอมทำการดึงหรือรับอิเล็กตรอนเพื่อเติมเปลือกเวเลนซ์ตามกฎออกเตต
ในอะตอม จำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน เนื่องจากโปรตอนมีประจุบวกและอิเล็กตรอนมีประจุลบ เมื่ออิเล็กตรอนจากเปลือกเวเลนซ์ถูกขจัดออก อะตอมจะก่อตัวเป็นไอออนที่มีประจุบวก เพราะจำนวนโปรตอนบวกจะมากกว่าจำนวนอิเล็กตรอนในไอออนนั้น
การกำหนดค่าธรรมเนียม
ยิ่งไปกว่านั้น เมื่ออะตอมมีสภาพเป็นไฟฟ้ามากขึ้น ก็สามารถดึงดูดอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่นเข้าหาตัวเองได้ พวกมันได้รับอิเล็กตรอนมากกว่าจำนวนโปรตอนที่อยู่ในนิวเคลียส ดังนั้นอะตอมจึงกลายเป็นไอออนลบ นอกจากนี้จำนวนอิเล็กตรอนที่บริจาคหรือนามธรรมนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละอะตอม เราสามารถทำนายได้จากตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุ โดยปกติ อะตอมกลุ่มเดียวกันจะก่อรูปเป็นไอออนที่มีประจุเหมือนกัน เนื่องจากมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนจำนวนเท่ากัน
รูปที่ 02: โครงสร้างของอะตอมในการกำหนดประจุ
หมายเลขกลุ่มยังแสดงจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนด้วย ดังนั้นเราจึงสามารถกำหนดประจุของไอออนที่เกิดจากอะตอมในกลุ่มนั้นได้ ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบกลุ่มที่หนึ่งสร้างไอออนโมโนวาเลนต์ที่มีประจุไฟฟ้า +1 ธาตุกลุ่มที่สองสร้างไอออนที่มีประจุบวกสองส่วน กลุ่มที่สามและกลุ่มที่สี่อะตอมสร้างไอออนที่มีประจุ +3 และ +4 ตามลำดับ จากกลุ่มที่ 5 ถึงกลุ่มที่ 7 อะตอมจะสร้างไอออนที่มีประจุลบ เพราะการเติมเวเลนซ์อิเล็กตรอนของพวกมันทำได้ง่ายกว่าโดยเพียงแค่รับอิเล็กตรอน 2 หรือ 3 ตัว แทนที่จะปล่อยอิเล็กตรอนห้า หกหรือเจ็ดตัว ดังนั้นองค์ประกอบกลุ่มที่ห้าจึงสร้างไอออนที่มีประจุ -3 ในขณะที่องค์ประกอบกลุ่มที่ 6 สร้าง -2 ไอออนและองค์ประกอบกลุ่มที่ 7 สร้าง -1 ไอออนนอกเหนือจากไอออนที่มีประจุอย่างง่ายเหล่านี้ ยังมีไอออนเชิงซ้อนที่มีประจุเช่น NH4+ และ CO3 2-etc.
หมายเลขออกซิเดชันและประจุต่างกันอย่างไร
เลขออกซิเดชันและประจุเป็นคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกันสองคำในวิชาเคมี อย่างไรก็ตาม เลขออกซิเดชันและประจุมีความแตกต่างบางประการ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างหมายเลขออกซิเดชันและประจุคือ เราสามารถกำหนดหมายเลขออกซิเดชันของอะตอมได้โดยพิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมนั้นถูกกำจัดออกหรือได้รับ ในขณะที่ประจุจะถูกกำหนดโดยพิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนทั้งหมดในอะตอม.
นอกจากนี้ อาจมีเลขออกซิเดชันหลายตัวสำหรับองค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน ขึ้นอยู่กับอะตอมที่อยู่รอบๆ ในขณะที่ประจุของอะตอมจะแปรผันตามจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนในอะตอมเท่านั้น ดังนั้น นี่จึงเป็นข้อแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างเลขออกซิเดชันและประจุ
สรุป – หมายเลขออกซิเดชันเทียบกับประจุ
ประจุและเลขออกซิเดชันเป็นคำที่เกี่ยวข้องกันสองคำ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างหมายเลขออกซิเดชันและประจุคือเราสามารถกำหนดหมายเลขออกซิเดชันของอะตอมได้โดยพิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมนั้นถูกกำจัดออกหรือได้รับ ในขณะที่ประจุจะถูกกำหนดโดยพิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนทั้งหมดในอะตอม