En chimie, quel est le nombre d'oxydation?
Les atomes se combinent en donnant et en acceptant des électrons chargés négativement, formant une liaison ionique, ou partageant des électrons, formant une liaison covalente. En règle générale, des liaisons ioniques se forment entre des métaux et des non-métaux, tandis que des liaisons covalentes ne se forment qu’entre des non-métaux. Le numéro d'oxydation d'un atome représente le nombre d'électrons qu'il a donnés à, accepté de ou partagé avec d'autres atomes, et sera positif lorsqu'il aura perdu ou partagé des électrons et négatif lorsqu'il aura gagné ou partagé les électrons d'un autre atome.
À l'origine, l'oxydation signifiait la combinaison avec l'oxygène; le processus opposé, l'élimination de l'oxygène, était appelé réduction. Par exemple, lorsque le calcium se combine à l'oxygène, celui-ci élimine deux électrons du calcium et acquiert une charge de -2, laissant le calcium avec une charge de +2. Une liaison ionique s'est formée; le calcium a été oxydé et réduit en oxygène, ce qui leur donne des indices d’oxydation de +2 et -2, respectivement. La liaison covalente implique également une oxydation et une réduction: pour former de l'eau, deux atomes d'hydrogène se combinent avec un atome d'oxygène, chacun partageant un électron avec lui. Les nombres d'oxydation des deux atomes d'hydrogène sont chacun +1 et l'atome d'oxygène -2.
L'oxydation ne nécessite pas d'oxygène; Aujourd'hui, l'oxydation signifie simplement la perte d'électrons et la réduction, le gain d'électrons. En règle générale, les éléments situés dans le coin inférieur gauche du tableau périodique ont la plus grande tendance à perdre des électrons, tandis que ceux situés dans le coin supérieur droit ont la plus grande tendance à gagner des électrons. L'oxygène a une forte tendance à éliminer les électrons des autres éléments et est donc un agent oxydant; Cependant, d'autres éléments peuvent également s'oxyder. Le fluor, par exemple, est un agent oxydant encore plus puissant.
Le nombre d'oxydation de l'oxygène est généralement -2, mais de nombreux éléments peuvent avoir plus d'un nombre possible d'oxydation. Pour le fer, il peut être +2 ou +3, tandis que pour l'hydrogène, il est +1 lorsqu'il est combiné avec des non-métaux, comme dans l'eau (H 2 O), mais -1 lorsqu'il est combiné avec des métaux, comme dans l'hydrure de sodium (Na + H - ), où il accepte un électron. Le nombre d'oxydation d'azote peut varier de -3 à +5. Les nombres d'oxydation des ions dans un composé ionique sont équivalents aux charges des ions, tandis que ceux des atomes dans un composé totalisent toujours zéro.
Les éléments peuvent se combiner pour former des ions qui ont un nombre global d'oxydation. Par exemple, un atome de soufre peut se combiner avec quatre atomes d'oxygène pour former un groupe sulfate (SO 4 2- ) avec un nombre d'oxydation de -2. L’ammoniac, composé d’azote et d’hydrogène de formule NH 3 , peut se combiner à un atome d’hydrogène supplémentaire pour former le groupe ammonium NH 4 + , avec un indice d’oxydation de +1. Cela se comporte comme un métal et forme des composés ioniques tels que le sulfate d'ammonium ((NH 4 + ) 2 SO 4 2- ), où deux groupes ammonium se combinent avec un groupe sulfate.