Valența vs starea de oxidare
Deși starea de valență și oxidare a unor atomi și grupuri sunt similare în unele ocazii, este important să se cunoască diferențele dintre acești termeni.
Valenţă
Conform definiției IUPAC, valența este „numărul maxim de atomi univalenți care se pot combina cu atomul”. Aceasta înseamnă că valența este dată de numărul de legături care pot fi formate de un atom. Numărul de electroni de valență pe care îl are un atom determină valența acelui atom. Electronii de valență sunt electronii dintr-un atom care participă la formarea legăturii chimice. Când se formează legături chimice, fiecare atom poate câștiga electroni, poate dona electroni sau poate împărți electroni. Capacitatea de a dona, câștiga sau partaja depinde de numărul de electroni de valență pe care îi au. De exemplu, atunci când un H 2molecula formează un singur atom de hidrogen care dă un electron legăturii covalente. Astfel, doi atomi împart doi electroni. Deci, valența unui atom de hidrogen este una. Atomii sau grupele univalente precum hidrogenul și hidroxilul au o valență de unul, în timp ce atomii sau grupele divalente au o valență de doi etc.
Starea de oxidare
Conform definiției IUPAC, starea de oxidare este „o măsură a gradului de oxidare al unui atom într-o substanță. Este definită ca sarcina pe care un atom s-ar putea imagina că o are”. Starea de oxidare este o valoare întreagă și poate fi fie pozitivă, negativă sau zero. Starea de oxidare a unui atom este supusă modificării la reacția chimică. Dacă starea de oxidare crește, atunci se spune că atomul este oxidat, iar dacă scade, atunci atomul a suferit o reducere. În reacția de oxidare și reducere, electronii se transferă. În elementele pure, starea de oxidare este zero. Există puține reguli pe care le putem folosi pentru a determina starea de oxidare a unui atom dintr-o moleculă.
• Elementele pure au o stare de oxidare zero.
• Pentru ionii monatomici, starea de oxidare este aceeași cu sarcina lor.
• Într-un ion poliatomic, sarcina este egală cu suma stărilor de oxidare din toți atomii. Deci starea de oxidare a unui atom necunoscut poate fi găsită dacă se cunoaște starea de oxidare a altor atomi.
• Pentru o moleculă neutră, suma tuturor stărilor de oxidare ale atomilor este zero.
În afară de metoda de mai sus, starea de oxidare poate fi de asemenea calculată utilizând structura Lewis a unei molecule. Starea de oxidare a unui atom este dată de diferența dintre numărul de electroni de valență pe care un atom îl are dacă atomul este neutru și numărul de electroni aparține atomului din structura Lewis. De exemplu, carbonul metilic din acidul acetic are o stare de oxidare -3. În structura Lewis, carbonul este legat de trei atomi de hidrogen. Deoarece carbonul este mai electronegativ, cei șase electroni din legături aparțin carbonului. Carbonul face cealaltă legătură cu alt carbon; prin urmare, împart în mod egal cei doi electroni de legătură. Deci, toți împreună în structura Lewis, carbonul are șapte electroni. Când carbonul este în stare neutră, are 4 electroni de valență. Deci, diferența dintre ele face ca numărul de oxidare al carbonului să fie -3.
Care este diferența dintre starea de valență și starea de oxidare?
• Valența este dată de numărul de legături pe care le poate forma o specie.
• Starea de oxidare este sarcina pe care o poate avea un atom sau un grup.
