Minden elem képes egyszerű szubsztanciát képezni, szabad állapotban. Ebben az állapotban az atomok mozgása ugyanúgy történik, szimmetrikusak. Az összetett anyagok esetében a helyzet sokkal bonyolultabb. A kémiai kötések ebben az esetben aszimmetrikusak, összetett kovalens kötések képződnek összetett anyagok molekuláiban.
Mit jelent az oxidáció?
Vannak vegyületek, amelyekben az elektronok a lehető legegyenetlenebbül oszlanak el, pl. összetett anyagok képződése során a vegyértékelektronok atomról atomra haladnak.
Az összetett anyagokban ezt az egyenetlen eloszlást nevezzük oxidációnak vagy oxidációnak. A molekulában lévő atom keletkező töltését az elemek oxidációs fokának nevezzük. Az elektronok atomról atomra való átmenetének természetétől függően negatív vagy pozitív fokozatot különböztetünk meg. Egy több elektronból álló elem atomjának adása vagy fogadása esetén a kémiai elemek pozitív, illetve negatív oxidációs állapota alakul ki (E+ vagy E-). Például a K+1bejegyzés azt jelenti, hogy a káliumatomegy elektron. Bármely szerves vegyületben a szénatomok központi helyet foglalnak el. Ennek az elemnek a vegyértéke bármely vegyületben a 4.-nek felel meg, azonban a különböző vegyületekben a szén oxidációs állapota eltérő lesz, egyenlő lesz –2, +2, ±4. A vegyérték és oxidációs állapot különböző értékeinek ez a természete szinte minden vegyületnél megfigyelhető.
Oxidációs állapot meghatározása
Az oxidáció mértékének helyes meghatározásához ismernie kell az alapvető posztulátumokat.
A fémek nem képesek negatív fokúra, azonban vannak ritka kivételek, amikor a fém vegyületet képez fémmel. A periódusos rendszerben az atomok csoportszáma a maximális lehetséges oxidációs állapotnak felel meg: szén, oxigén, hidrogén és bármely más elem. Ha egy elektronegatív atom egy másik atom felé tolódik el, egy elektron -1, két elektron -2 töltést kap, stb. Ez a szabály nem működik ugyanazon atomokra. Például a H-H kapcsolatnál ez egyenlő lesz 0-val. A C-H kapcsolat \u003d -1. A szén oxidációjának mértéke a C-O \u003d + 2 csatlakozásban. A Mengyelejev-rendszer első és második csoportjába tartozó fémek és a fluor (-1) azonos fokértékű. Hidrogénben ez a fok szinte minden vegyületben +1, kivéve a hidrideket, amelyekben -1. Azoknál az elemeknél, amelyek mértéke nem állandó, a vegyület képletének ismeretében számítható ki. Az alapszabály, amely szerint bármely molekulában a teljesítmények összege 0.
Példaoxidációs állapot számítása
Vegyük fontolóra az oxidációs állapot kiszámítását a CH3CL vegyület szén példájával.. Vegyük a kiindulási adatokat: a hidrogén foka +1, a klóré -1. A kényelem kedvéért az x kiszámításakor figyelembe vesszük a szén oxidációs fokát. Ekkor a CH3CL esetében az x+3(+1)+(-1)=0 egyenlet fog megvalósulni. Egyszerű aritmetikai műveletek elvégzése után megállapítható, hogy a szén oxidációs foka +2 lesz. Ily módon a számítások elvégezhetők egy összetett kapcsolat bármely elemére.
