Hapettumistila vs hapetusnumero
Hapettumistila
IUPAC-määritelmän mukaan hapetustila on “aineen hapettumisasteen mitta. Se määritellään varaukseksi, jonka atomin voidaan kuvitella olevan. Hapetustila on kokonaislukuarvo, ja se voi olla joko positiivinen, negatiivinen tai nolla. Atomin hapetustila muuttuu kemiallisen reaktion yhteydessä. Jos hapetustila kasvaa, atomin sanotaan hapettuneen. Ja jos se vähenee, niin atomi on pelkistynyt. Hapetus- ja pelkistysreaktiossa elektronit siirtyvät. Puhtaissa alkuaineissa hapetustila on nolla. On olemassa muutamia sääntöjä, joita voimme käyttää molekyylissä olevan atomin hapetustilan määrittämiseen.
• Puhtailla alkuaineilla ei ole hapettumistilaa.
• Monatomisten ionien hapetustila on sama kuin niiden varaus.
• Polyatomisessa ionissa varaus on yhtä suuri kuin kaikkien atomien hapetustilojen summa. Joten tuntemattoman atomin hapetustila voidaan löytää, jos muiden atomien hapetustila tiedetään.
• Neutraalille molekyylille kaikkien atomien hapetustilojen summa on nolla.
Muita kuin yllä olevia menetelmiä, hapettumistila voidaan myös laskea käyttämällä molekyylin Lewis-rakennetta. Atomin hapetustila saadaan atomin valenssielektronin lukumäärän erotuksesta, jos atomi on neutraali, ja elektronien lukumäärä kuuluu atomiin Lewisin rakenteessa. Esimerkiksi etikkahapon metyylihiilellä on -3-hapetustila. Lewisin rakenteessa hiili on sitoutunut kolmeen vetyatomiin. Koska hiili on elektronegatiivisempi, sidoksissa olevat kuusi elektronia kuuluvat hiileen. Hiili saa toisen sitoutumaan toisen hiilen kanssa; siksi ne jakavat kaksi sidoselektronia tasaisesti. Joten kaikki yhdessä, Lewis-rakenteessa, hiilellä on seitsemän elektronia. Kun hiili on neutraalissa tilassa, sillä on neljä valenssielektronia. Siksi,niiden välinen ero tekee hiilen hapetusluvusta -3.
Hapettumisnumero
Hapettumisnumero on koordinaatioyhdisteen keskeisen atomin ominaisuus. Joskus varaus ja hapetusluku ovat samanlaiset, mutta joskus ne eroavat toisistaan. Esimerkiksi s-lohko- ja p-lohkoelementeillä on sama hapetusnumero kuin niiden varauksilla. Myös polyatomisilla ioneilla on sama hapetusluku kuin varauksella. Samalla elementillä voi olla erilaiset hapetusnumerot riippuen muista atomista, joihin se on yhteydessä. Vapaan elementin hapetusluku on aina nolla. Siirtymämetalli-ionit (d-lohko), elementeillä on erilaiset hapetusluvut.
Mikä on ero hapetustilan ja hapetusluvun välillä?
• Termiä hapetusnumero käytetään pääasiassa koordinaatiokemiassa. Sillä on hiukan erilainen merkitys kuin hapetustilalla.
• Hapetusluvun laskentamenetelmä on hieman erilainen kuin tapa, jolla hapetustila lasketaan.
• Kun hapetustila määritetään, sidoksessa olevien atomien elektronegatiivisuus otetaan huomioon. Mutta määritettäessä hapetuslukua, elektronegatiivisuutta ei oteta huomioon. Kaikki sidoksessa olevat elektronit kuuluvat ligandeihin.
• Yleensä hapetusnumerot esitetään roomalaisilla numeroilla, kun taas hapettumistilat esitetään indo-arabialaisilla numeroilla.
