Atšķirība starp formālo lādiņu un oksidācijas stāvokli

galvenā atšķirība starp formālo lādiņu un oksidācijas stāvokli ir šāds formālais lādiņš ir atoma lādiņš molekulā, kuru mēs aprēķinām, pieņemot, ka elektroni ķīmiskajās saitēs ir vienādi sadalīti starp atomiem, turpretī oksidācijas stāvoklis ir elektronu skaits, ko atoms zaudē, iegūst vai iegūst vai dalās ar citu atomu.

Formālais lādiņš un oksidācijas stāvoklis ir atšķirīgi termini, lai gan mēs parasti pieņemam, ka tie ir vienādi. Formālais lādiņš nosaka elektronu skaitu, kas notiek ap molekulas atomu, bet oksidācijas stāvoklis nosaka elektronu apmaiņu, kas notiek starp atomiem molekulas veidošanās laikā.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir formālā maksa? 
3. Kas ir oksidācijas stāvoklis?
4. Salīdzinājums blakus - formāla uzlāde un oksidācijas stāvoklis tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir formālā maksa??

Formālais lādiņš ir atoma lādiņš molekulā, kuru mēs aprēķinām, pieņemot, ka elektroni ķīmiskajās saitēs ir vienādi sadalīti starp atomiem. Tāpēc, nosakot formālo lādiņu, mēs salīdzinām elektronu skaitu ap neitrālu atomu un elektronu skaitu ap šo atomu, kad tas atrodas molekulā. Nosakot formālo lādiņu, mums molekulas elektroni jāpiešķir atsevišķiem atomiem. Šeit mums jāapsver arī šādas prasības;

1. Mums ir jāpiešķir nesaistītie elektroni atomam, kurā notiek nesaistošie elektroni
2. Saistošie elektroni mums ir vienādi jāsadala starp dalītajiem atomiem

Matemātiskā saistība šim aprēķinam ir šāda:

Formālais lādiņš = (valences elektronu skaits neitrālā atomā) - (vientuļa pāra elektronu skaits) - (1/2 * saišu pāra elektroni)

1. attēls. Ozona un nitrātu anjonu formālās maksas

Apsvērsim piemēru, kā izprast šo parādību. Amonjaka molekulai ir trīs N-H saites un vientuļais elektronu pāris uz slāpekļa atoma. Tad kad var aprēķināt sekojošos;

N = 5 - 2 - 1/2 * 6 = 0 formāla uzlāde

Formāla maksa H = 1 - 0 - 1/2 * 2 = 0

Kas ir oksidācijas stāvoklis?

Oksidācijas stāvoklis ir elektronu skaits, ko konkrētais atoms var zaudēt, iegūt vai dalīties ar citu atomu. Šis termins tiek piemērots jebkuram ķīmiskam elementam molekulās (termins oksidācijas numurs tiek lietots galvenokārt koordinācijas kompleksu centrālajiem metālu atomiem, lai gan mēs šos terminus lietojam savstarpēji aizstājami). Oksidācijas stāvoklis faktiski norāda atoma oksidācijas pakāpi savienojumā. Mums vienmēr jāsniedz oksidācijas stāvoklis kā vesels skaitlis, un tas ir attēlots hindu arābu ciparos, ieskaitot atoma lādiņu. Piemēram, dzelzs oksidācijas stāvoklis FeO ir +2.

02. Attēls. Atomu oksidācijas stāvokļi dažādās molekulās

Padomi oksidācijas stāvokļa noteikšanai:

1. Atsevišķa elementa oksidācijas stāvoklis ir nulle (tas attiecas arī uz molekulām, kas izgatavotas no viena elementa).
2. Kopējais molekulas vai jonu lādiņš ir katra atoma lādiņu summa.
3. Sārmu metālu oksidācijas stāvoklis vienmēr ir +1, bet sārmzemju metāliem - +2.
4. Tikmēr fluora oksidācijas stāvoklis vienmēr ir -1.
5. Turklāt ūdeņraža oksidācijas stāvoklis parasti ir +1. Bet dažreiz tas ir -1 (sasaistoties ar sārmu vai sārmzemju metāliem.)
6. Arī parasti skābekļa oksidācijas stāvoklis ir -2 (bet peroksīdos un superoksīdos tas var atšķirties).
7. Visvairāk elektronegatīvais atoms molekulā iegūst negatīvo lādiņu, bet otrs - pozitīvo lādiņu.

Oksidācijas stāvoklis ir ļoti noderīgs, lai noteiktu produktus redoksreakcijās. Redoksreakcijas ir ķīmiskas reakcijas, kas ietver elektronu apmaiņu starp atomiem. Redoksreakcijās vienlaikus notiek divas pusreakcijas. Viena no tām ir oksidācijas reakcija, bet otra ir reducēšanas reakcija. Oksidācijas reakcija paredz atoma oksidācijas stāvokļa palielināšanos, savukārt reducēšanas reakcija ir saistīta ar atoma oksidācijas stāvokļa samazināšanos..

Kāda ir atšķirība starp formālo lādiņu un oksidācijas stāvokli?

Galvenā atšķirība starp formālo lādiņu un oksidācijas stāvokli ir tāda, ka formālais lādiņš ir atoma lādiņš molekulā, kuru mēs aprēķinām, pieņemot, ka ķīmiskie saitēs esošie elektroni ir vienādi sadalīti starp atomiem, turpretī oksidācijas stāvoklis ir elektronu skaits, ko atoms zaudē vai iegūst vai dalās ar citu atomu. Piemēram, slāpekļa atoma formālais lādiņš amonjaka molekulā ir 0, bet oksidācijas stāvoklis ir +3.

Zemāk infografikā ir apkopota atšķirība starp formālo lādiņu un oksidācijas stāvokli.

Kopsavilkums - formāla maksa pret oksidēšanu

Formālais lādiņš un oksidācijas stāvoklis ir atšķirīgi termini, lai gan daži cilvēki pieņem, ka tie ir vienādi. Galvenā atšķirība starp formālo lādiņu un oksidācijas stāvokli ir tāda, ka formālais lādiņš ir atoma lādiņš molekulā, kuru mēs aprēķinām, pieņemot, ka ķīmiskie saitēs esošie elektroni ir vienādi sadalīti starp atomiem, turpretī oksidācijas stāvoklis ir elektronu skaits, ko atoms zaudē vai iegūst vai dalās ar citu atomu.

Atsauce:

1. “2.3: formālās maksas”. Ķīmija LibreTexts, Libretexts, 2019. gada 25. jūlijs, pieejams šeit.

Attēla pieklājība:

1. Jü “Formālas maksas princips V.1” - Savs darbs (publiskais īpašums), izmantojot Commons Wikimedia
2. SARANPHONG YIMKLAN “Oksidācijas stāvokļa uzdevumi” - pašu darbs (publiskais īpašums), izmantojot Commons Wikimedia