Vad är oxidationsnumret inom kemi?
Atomer kombineras genom att ge och acceptera negativt laddade elektroner, bilda en jonisk bindning eller dela elektroner och bilda en kovalent bindning. Vanligtvis bildas joniska bindningar mellan metaller och icke-metaller, medan kovalenta bindningar endast bildas mellan icke-metaller. Ett atoms oxidationsnummer representerar antalet elektroner som det har gett till, accepterats från eller delats med andra atomer och kommer att vara positivt när det har tappat eller delat elektroner och negativt när det har fått eller delat en annan atoms elektroner.
Ursprungligen betydde oxidation kombination med syre; motsatt process, avlägsnande av syre, var känd som reduktion. Till exempel, när kalcium kombineras med syre, tar syret bort två elektroner från kalciumet och får en laddning av -2, vilket lämnar kalciumet med en laddning på +2. En jonisk bindning har bildats; kalcium har oxiderats och syre reducerats, vilket ger dem oxidationsantal på +2 respektive -2. Kovalent bindning involverar också oxidation och reduktion: för att bilda vatten kombineras två väteatomer med en syreatom, var och en delar en elektron med sig. Oxidationsnumret för de två väteatomerna är vardera +1 och syreatomen -2.
Oxidation behöver inte involvera syre; i dag betyder oxidation helt enkelt förlust av elektroner och minskning, förstärkning av elektroner. Som regel har elementen mot det nedre vänstra hörnet av det periodiska bordet den största tendensen att förlora elektroner, medan de mot det övre högra hörnet har den största tendensen att få elektroner. Syre har en stark tendens att ta bort elektroner från andra element och är därför ett oxidationsmedel; emellertid kan andra element också oxideras. Fluor är till exempel ett ännu starkare oxidationsmedel.
Syreoxidationsantalet är vanligtvis -2, men många element kan ha mer än ett möjligt oxidationsnummer. För järn kan det vara +2 eller +3, medan det för väte är +1 i kombination med icke-metaller, som i vatten (H2O), men -1 när det kombineras med metaller, som i natriumhydrid (Na + H - ), där den accepterar en elektron. Kväveoxidationsantalet kan variera från -3 till +5. Jonernas oxidationsnummer i en jonförening motsvarar laddningarna på jonerna, medan atomerna i en förening alltid lägger till noll.
Element kan kombineras för att bilda joner som har ett totalt oxidationsnummer. Exempelvis kan en svavelatom kombinera med fyra syreatomer för att bilda en sulfatgrupp (SO4 2- ) med ett oxidationsnummer av -2. Ammoniak, en förening av kväve och väte med formeln NH3, kan kombineras med en ytterligare väteatom för att bilda ammoniumgruppen NH4 + med ett oxidationsnummer på +1. Detta uppför sig som en metall och bildar joniska föreningar såsom ammoniumsulfat ((NH4 + ) 2 SO 4 2- ), där två ammoniumgrupper kombineras med en sulfatgrupp.