Hvad er oxidationsnummeret inden for kemi?
Atomer kombineres gennem at give og acceptere negativt ladede elektroner, danne en ionisk binding eller dele elektroner og danne en kovalent binding. Typisk dannes ioniske bindinger mellem metaller og ikke-metaller, mens kovalente bindinger kun dannes mellem ikke-metaller. Et atoms oxidationsnummer repræsenterer antallet af elektroner, det har givet til, accepteret fra eller delt med andre atomer, og vil være positivt, når det har mistet eller delt elektroner og negativt, når det har fået eller delt et andet atoms elektroner.
Oprindeligt betød oxidation kombination med ilt; den modsatte proces, fjernelse af ilt, blev kendt som reduktion. Når kalk for eksempel kombineres med ilt, fjerner ilt to elektroner fra kalket og får en ladning på -2, hvilket efterlader kalket med en ladning på +2. Der er dannet en ionisk binding; calcium er blevet oxideret og ilt reduceret, hvilket giver dem oxidationstal på henholdsvis +2 og -2. Kovalent binding involverer også oxidation og reduktion: til dannelse af vand kombineres to hydrogenatomer med et iltatom, som hver deler et elektron med det. Oxidationsnumrene for de to hydrogenatomer er hver +1 og oxygenatomet -2.
Oxidation behøver ikke involvere ilt; i dag betyder oxidation simpelthen tab af elektroner og reduktion, forøgelse af elektroner. Som regel har elementerne mod det nederste venstre hjørne af den periodiske tabel den største tendens til at miste elektroner, mens elementerne mod øverste højre hjørne har den største tendens til at få elektroner. Oxygen har en stærk tendens til at fjerne elektroner fra andre elementer og er derfor et oxidationsmiddel; andre elementer kan imidlertid også oxidere. Fluor er for eksempel et endnu stærkere oxidationsmiddel.
Oxygenoxidationsnummeret er normalt -2, men mange elementer kan have mere end et muligt oxidationsnummer. For jern kan det være +2 eller +3, mens det for brint er +1, når det kombineres med ikke-metaller, som i vand (H20), men -1, når det kombineres med metaller, som i natriumhydrid (Na + H - ), hvor den accepterer et elektron. Kvælstofoxidationsnummeret kan variere fra -3 til +5. Oxidationsnumrene for ionerne i en ionforbindelse er ækvivalente med ladningerne på ionerne, mens atomerne i en forbindelse altid ligger på nul.
Elementer kan kombineres til dannelse af ioner, der har et samlet oxidationsnummer. F.eks. Kan et svovlatom kombineres med fire oxygenatomer til dannelse af en sulfatgruppe (SO4 2- ) med et oxidationsnummer på -2. Ammoniak, en forbindelse med nitrogen og brint med formlen NH3, kan kombineres med et yderligere hydrogenatom til dannelse af ammoniumgruppen NH4 + med et oxidationsnummer på +1. Dette opfører sig som et metal og danner ioniske forbindelser, såsom ammoniumsulfat ((NH4 + ) 2 SO4 2- ), hvor to ammoniumgrupper kombineres med en sulfatgruppe.