化学では、酸化数とは何ですか？

原子は負に帯電した電子の授受を通じて結合し、イオン結合を形成するか、電子を共有して共有結合を形成します。 通常、金属と非金属の間にはイオン結合が形成されますが、共有結合は非金属間にのみ形成されます。 原子の酸化数は、他の原子に与えた、受け入れた、または他の原子と共有した電子の数を表し、電子を失ったり共有したりすると正になり、別の原子の電子を獲得または共有すると負になります。

元々、酸化とは酸素との結合を意味していました。 反対のプロセスである酸素の除去は、還元として知られていました。 たとえば、カルシウムが酸素と結合すると、酸素はカルシウムから2つの電子を除去し、-2の電荷を獲得し、カルシウムに+2の電荷を残します。 イオン結合が形成されました。 カルシウムは酸化され、酸素が減少し、それぞれ酸化数が+2と-2になります。 共有結合には酸化と還元も含まれます。水を形成するには、2つの水素原子が1つの酸素原子と結合し、それぞれが電子を共有します。 2つの水素原子の酸化数はそれぞれ+1、酸素原子は-2です。

酸化は酸素を必要としない。 今日、酸化は単に電子の損失と還元、電子の獲得を意味します。 原則として、周期表の左下隅にある要素は電子を失う傾向が最も大きく、右上隅にある要素は電子を獲得する傾向が最も大きくなります。 酸素は他の元素から電子を除去する傾向が強いため、酸化剤です。 ただし、他の元素も酸化する可能性があります。 たとえば、フッ素はさらに強力な酸化剤です。

酸素の酸化数は通常-2ですが、多くの元素は複数の酸化数を持つことができます。 鉄の場合は+2または+3、水素の場合は水（H ₂ O）のように非金属と組み合わせると+1ですが、水素化ナトリウム（Na ⁺ H）のように金属と組み合わせると-1です^- ）、電子を受け取る場所。 窒素の酸化数は、-3から+5まで変化します。 イオン化合物のイオンの酸化数はイオンの電荷に相当しますが、化合物の原子の酸化数は常にゼロになります。

元素が結合して、全体的な酸化数を持つイオンを形成できます。 たとえば、硫黄原子は4つの酸素原子と結合して、酸化数が-2の硫酸基（SO ₄ ^2- ）を形成できます。 式NH ₃の窒素と水素の化合物であるアンモニアは、追加の水素原子と結合して、 ⁺ 1の酸化数でアンモニウム基NH ₄ ⁺を形成します。 これは金属のように振る舞い、2つのアンモニウム基が1つの硫酸基と結合する硫酸アンモニウム（（NH ₄ ⁺ ） ₂ SO ₄ ^2- ）などのイオン化合物を形成します。