Valență vs starea de oxidare
Deși valența și starea de oxidare a unor atomi și grupuri sunt similare în unele ocazii, este important să cunoaștem diferențele dintre acești termeni.
Valency
Conform definiției IUPAC, valența este „”numărul maxim de atomi univalenți care se pot combina cu atomul.” Aceasta înseamnă că valența este dată de numărul de legături care pot fi formate de un atom. Numărul de electroni de valență pe care îi are un atom determină valența acelui atom. Electronii de valență sunt electronii dintr-un atom care participă la formarea legăturilor chimice. Când se formează legături chimice, fiecare atom poate câștiga electroni, poate dona electroni sau poate împărți electroni. Capacitatea de a dona, de a câștiga sau de a partaja depinde de numărul de electroni de valență pe care îi au. De exemplu, când o moleculă H2 formează un atom de hidrogen dă un electron legăturii covalente. Astfel, doi atomi împart doi electroni. Deci valența unui atom de hidrogen este una. Atomii sau grupările univalente precum hidrogenul și hidroxilul au o valență de unu, în timp ce atomii sau grupările divalente au o valență de doi etc.
Starea de oxidare
Conform definiției IUPAC, starea de oxidare este „o măsură a gradului de oxidare a unui atom dintr-o substanță. Este definit ca sarcina pe care un atom ar putea fi imaginat ca o are.” Starea de oxidare este o valoare întreagă și poate fi fie pozitivă, negativă sau zero. Starea de oxidare a unui atom este supusă modificării la reacția chimică. Dacă starea de oxidare este în creștere, atunci atomul se spune că este oxidat, iar dacă este în scădere, atunci atomul a suferit o reducere. În reacția de oxidare și reducere, electronii sunt transferați. În elementele pure, starea de oxidare este zero. Există puține reguli pe care le putem folosi pentru a determina starea de oxidare a unui atom dintr-o moleculă.
• Elementele pure au o stare de oxidare zero.
• Pentru ionii monoatomici, starea de oxidare este aceeași cu sarcina lor.
• Într-un ion poliatomic, sarcina este egală cu suma stărilor de oxidare din toți atomii. Deci starea de oxidare a unui atom necunoscut poate fi găsită dacă este cunoscută starea de oxidare a altor atomi.
• Pentru o moleculă neutră, suma tuturor stărilor de oxidare ale atomilor este zero.
Altele decât metoda de mai sus, starea de oxidare poate fi calculată și folosind structura Lewis a unei molecule. Starea de oxidare a unui atom este dată de diferența dintre numărul de electroni de valență pe care îi are un atom dacă atomul este neutru și numărul de electroni aparține atomului din structura Lewis. De exemplu, carbonul metil din acidul acetic are o stare de oxidare -3. În structura Lewis, carbonul este legat de trei atomi de hidrogen. Deoarece carbonul este mai electronegativ, cei șase electroni din legături aparțin carbonului. Carbonul face legătura celuil alt cu un alt carbon; prin urmare, ei împart cei doi electroni de legătură în mod egal. Deci, toți împreună în structura lui Lewis, carbonul are șapte electroni. Când carbonul este în stare neutră, are 4 electroni de valență. Deci diferența dintre ele face ca numărul de oxidare al carbonului să fie -3.
Care este diferența dintre valența și starea de oxidare?
• Valența este dată de numărul de legături pe care le poate forma o specie.
• Starea de oxidare este sarcina pe care o poate avea un atom sau un grup.
