Unterschied zwischen Oxidationszustand und Oxidationszahl

Oxidationszustand vs. Oxidationszahl

Oxidationszustand

Gemäß der IUPAC-Definition ist der Oxidationszustand „ein Maß für den Oxidationsgrad eines Atoms in einer Substanz. Sie ist definiert als die Ladung, die ein Atom annehmen kann. “Der Oxidationszustand ist ein ganzzahliger Wert und kann entweder positiv, negativ oder null sein. Der Oxidationszustand eines Atoms unterliegt einer chemischen Reaktion. Wenn der Oxidationszustand ansteigt, wird gesagt, dass das Atom oxidiert ist. Und wenn es abnimmt, hat das Atom eine Reduktion erfahren. Bei der Oxidations- und Reduktionsreaktion übertragen Elektronen. Bei reinen Elementen ist der Oxidationszustand Null. Es gibt wenige Regeln, mit denen wir den Oxidationszustand eines Atoms in einem Molekül bestimmen können.

• Reine Elemente haben einen Oxidationszustand von Null.

• Bei einkernigen Ionen entspricht der Oxidationszustand ihrer Ladung.

• In einem mehratomigen Ion ist die Ladung gleich der Summe der Oxidationszustände in allen Atomen. So kann der Oxidationszustand eines unbekannten Atoms gefunden werden, wenn der Oxidationszustand anderer Atome bekannt ist.

• Für ein neutrales Molekül ist die Summe aller Oxidationszustände der Atome gleich Null. 

Außer den obigen Verfahren kann der Oxidationszustand auch unter Verwendung der Lewis-Struktur eines Moleküls berechnet werden. Der Oxidationszustand eines Atoms ergibt sich aus der Differenz zwischen der Anzahl der Valenzelektronen des Atoms, wenn das Atom neutral ist, und der Anzahl der Elektronen gehört zu dem Atom in der Lewis-Struktur. Zum Beispiel hat der Methylkohlenstoff in der Essigsäure einen Oxidationszustand von -3. In der Lewis-Struktur ist Kohlenstoff an drei Wasserstoffatome gebunden. Da der Kohlenstoff elektronegativer ist, gehören die sechs Elektronen in den Bindungen zum Kohlenstoff. Der Kohlenstoff verbindet sich mit einem anderen Kohlenstoff. Daher spalten sie die beiden Bindungselektronen gleichmäßig auf. Insgesamt hat Kohlenstoff in der Lewis-Struktur sieben Elektronen. Wenn sich Kohlenstoff im neutralen Zustand befindet, hat er vier Valenzelektronen. Daher macht der Unterschied zwischen ihnen die Oxidationszahl von Kohlenstoff gleich -3.

Oxidationszahl

Die Oxidationszahl ist ein Merkmal des Zentralatoms einer Koordinationsverbindung. Manchmal sind die Ladung und die Oxidationszahl ähnlich, manchmal aber auch anders. Zum Beispiel haben s-Block- und p-Blockelemente die gleiche Oxidationszahl wie ihre Ladungen. Auch polyatomare Ionen haben die gleiche Oxidationszahl wie die Ladung. Dasselbe Element kann unterschiedliche Oxidationszahlen haben, abhängig von den anderen Atomen, mit denen es verbunden ist. In einem freien Element ist die Oxidationszahl immer Null. Übergangsmetallionen (d-Block), Elemente haben unterschiedliche Oxidationszahlen.