Differkinome

Різниця між формальним зарядом і станом окислення

Наука та природа
Share

The ключова різниця між формальним зарядом і станом окислення є те формальний заряд - це заряд атома в молекулі, який ми обчислюємо, припускаючи, що електрони в хімічних зв’язках поділяються однаково між атомами, тоді як стан окислення - це кількість електронів, які атом втрачає або посилює, або ділиться з іншим атомом.

Формальний заряд і окислювальний стан - це різні терміни, хоча ми зазвичай припускаємо, що вони однакові. Формальний заряд визначає кількість електронів, які виникають навколо атома молекули, тоді як стан окислення визначає кількість електронів, що обмінюються між атомами під час утворення молекули.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке формальна плата 
3. Що таке стан окислення
4. Порівняльне порівняння - формальний заряд проти стану окислення в табличній формі
5. Підсумок

Що таке формальна плата?

Формальний заряд - це заряд атома в молекулі, який ми обчислюємо, припускаючи, що електрони в хімічних зв’язках поділяються однаково між атомами. Тому, визначаючи формальний заряд, ми порівнюємо кількість електронів навколо нейтрального атома та кількість електронів навколо цього атома, коли він знаходиться в молекулі. При цьому визначенні формального заряду ми маємо віднести електрони молекули до окремих атомів. Тут ми також повинні враховувати наступні вимоги;

  1. Ми повинні привласнити несвязивающиеся електрони до атома, в якому зустрічаються незв’язуючі електрони
  2. Ми повинні ділити зв’язуючі електрони порівну між спільними атомами

Математична залежність для цього розрахунку така:

Формальний заряд = (кількість валентних електронів у нейтральному атомі) - (кількість електронів самотньої пари) - (1/2 * електрони пари зв’язку)

Малюнок 1: Формальні заряди на аніон озону та нітратів

Розглянемо приклад для розуміння цього явища. Для молекули аміаку на атомі азоту є три N-H зв’язки та самотня пара електрон. Тоді, коли можна розрахувати наступні;

Формальний заряд N = 5 - 2 - 1/2 * 6 = 0

Формальний заряд Н = 1 - 0 - 1/2 * 2 = 0

Що таке стан окислення?

Стан окислення - це кількість електронів, які певний атом може втратити, отримати або поділитися з іншим атомом. Цей термін застосовується до будь-якого хімічного елемента в молекулах (термін окислювального числа застосовується головним чином до центральних атомів металів координаційних комплексів, хоча ми використовуємо ці терміни взаємозамінно). Окислювальний стан фактично дає ступінь окислення атома в сполуці. Ми завжди повинні наводити стан окислення як ціле число, і воно представлене в індуїстсько-арабських числах, включаючи заряд атома. Наприклад, стан окислення заліза в FeO становить +2.

Малюнок 02: Стани окислення атомів у різних молекулах

Поради щодо визначення стану окислення:

  1. Стан окислення одного елемента дорівнює нулю (сюди входять також молекули, виготовлені з одного елемента).
  2. Загальний заряд молекули або іона - це сума зарядів кожного атома.
  3. Стан окислення лужних металів завжди +1, а для лужноземельних металів - +2.
  4. Тим часом стан окислення фтору завжди -1.
  5. Далі стан окислення водню зазвичай дорівнює +1. Але іноді це -1 (коли зв'язується з лужними або лужноземельними металами.)
  6. Також, як правило, окислювальний стан кисню становить -2 (але в пероксидах та супероксидах він може змінюватися).
  7. Найбільш електронегативний атом молекули отримує негативний заряд, а інший отримує позитивний заряд.

Стан окислення дуже корисний для визначення продуктів у окислювальних реакціях. Реакції редокса - це хімічні реакції, що включають обмін електронами між атомами. У окислювально-відновних реакціях дві напівреакції відбуваються паралельно одночасно. Одне - це реакція окислення, а інше - реакція відновлення. Реакція окислення передбачає посилення стану окислення атома, тоді як реакція відновлення включає зменшення стану окислення атома.

Яка різниця між формальним зарядом і станом окислення?

Ключова відмінність формального заряду від стану окислення полягає в тому, що формальний заряд - це заряд атома в молекулі, який ми обчислюємо, припускаючи, що електрони в хімічних зв’язках поділяються однаково між атомами, тоді як стан окислення - це кількість електронів, які атом втрачає або посилює або ділиться з іншим атомом. Наприклад, формальний заряд атома азоту в молекулі аміаку дорівнює 0, тоді як стан окислення - +3.

Нижче в інфографіці підсумована різниця між формальним зарядом та станом окислення.

Підсумок - формальний заряд проти окислення

Формальний заряд і окислювальний стан - це різні терміни, хоча деякі люди припускають, що вони однакові. Ключова відмінність формального заряду від стану окислення полягає в тому, що формальний заряд - це заряд атома в молекулі, який ми обчислюємо, припускаючи, що електрони в хімічних зв’язках поділяються однаково між атомами, тоді як стан окислення - це кількість електронів, які атом втрачає або посилює або ділиться з іншим атомом.

Довідка:

1. "2.3: Формальні збори". Хімія LibreTexts, Лібретексти, 25 липня 2019 року, доступні тут.

Надано зображення:

1. "Принцип формальної плати". Jü - Власна робота (Public Domain) через Вікісховище
2. "Призначення стану окислення" SARANPHONG YIMKLAN - Власна робота (Public Domain) через Commons Wikimedia

Наука та природа
×