Oxidatiegetal versus formele lading van een gebonden atoom
Zowel het oxidatiegetal als de formele lading van een atoom geven aan over hoeveel elektronen een atoom meer of minder beschikt dan in de ongebonden toestand. Het verschil tussen beiden is dat er bij het toekennen van het oxidatiegetal aan een atoom rekening wordt gehouden met de elektronegatieve waarde van de betrokken atomen.
Het oxidatiegetal
Dit getal wordt ook de oxidatietrap genoemd. De waarde van het oxidatiegetal wordt aangeven door een Romeins cijfer, voorafgegaan door het gepast teken. Het oxidatiegetal van een atoom is het getal dat weergeeft over hoeveel elektronen een atoom meer (negatieve oxidatietrap) of minder (positieve oxidatietrap) beschikt dan in ongebonden toestand rekening houdend met de elektronegatieve waarde van een atoom. De elektronegatieve waarde is de waarde die aangeeft hoe sterk een atoom in een binding aan de bindende elektronen trekt. Om te beslissen over hoeveel elektronen een bepaald atoom te beschikking heeft na binding, worden volgende regels toegepast:
- De vrije elektronenparen, de niet bindende elektronenparen dus, horen bij het betrokken atoom.
- De bindende elektronen worden toegekend aan het atoom met de hoogste elektronegatieve waarde.
- De bindende elektronen tussen twee atomen met dezelfde elektronegatieve waarde worden gelijk verdeeld over beide atomen.
Voorbeelden
Oxidatiegetallen bij waterstofperoxide (H2O2)
Zuurstof heeft een hogere elektronegatieve waarde dan waterstof. De zuurstofatomen zuigen de bindingselektronen dus naar zich toe. Het bindingselektronenpaar tussen beide zuurstofatomen worden gelijk over beide zuurstofatomen verdeeld, elk zuurstofatoom krijgt er ééntje van.
atoom | aantal valentie-elektronen | aantal elektronen in de binding | oxidatiegetal |
H | 1 | 0 | +I |
O | 6 | 7 | -I |
Oxidatiegetallen bij zwavelzuur (H2SO4)
Zwavel heeft een lagere elektronegatieve waarde dan zuurstof. De bindingselektronen rond zwavel worden dus volledig aangezogen door de bindende zuurstofatomen. Ook het waterstofatoom verliest de bindingselektronen bijna volledig aan zuurstof.
atoom | aantal valentie-elektronen | aantal elektronen in de binding | oxidatiegetal |
H | 1 | 0 | +I |
S | 6 | 0 | +VI |
O | 6 | 8 | -II |
Oxidatiegetallen bij nitraation (NO3-)
Stikstof heeft een lagere elektronegatieve waarde dan zuurstof. Zuurstof zuigt de bindingselektronen dus voor meer dan 50% naar zich toe.
atoom | aantal valentie-elektronen | aantal elektronen in de binding | oxidatiegetal |
N | 5 | 0 | +V |
O | 6 | 8 | -II |
De formele lading van een atoom is het getal dat weergeeft over hoeveel elektronen een atoom meer (negatieve lading) of minder (positieve lading) beschikt dan in ongebonden toestand zonder dat er hierbij rekening wordt gehouden met de neiging van atomen om elektronen naar zich toe te trekken.Om te beslissen hoeveel elektronen een bepaald atoom te beschikking heeft na binding worden volgende regels toegepast:
- De vrije elektronenparen, de niet bindende elektronenparen dus, horen bij het betrokken atoom.
- De bindende elektronen worden gelijk verdeeld over de betrokken atomen.
Voorbeelden
atoom | aantal valentie-elektronen | aantal elektronen in de binding | formele lading |
H | 1 | 1 | 0 |
O | 6 | 6 | 0 |
atoom | aantal valentie-elektronen | aantal elektronen in de binding | formele lading |
H | 1 | 1 | 0 |
S | 6 | 4 | +2 |
O gebonden aan S en H | 6 | 6 | 0 |
O alleen gebonden aan S | 6 | 7 | -1 |
atoom | aantal valentie-elektronen | aantal elektronen in de binding | formele lading |
N | 5 | 4 | +1 |
O enkelvoudig gebonden | 6 | 7 | -1 |
O dubbel gebonden | 6 | 6 | 0 |
Lading van een stof
Neutrale moleculen hebben geen lading en ionen hebben een positieve of negatieve lading. Voor neutrale moleculen is zowel de som van de oxidatietrappen als de som van de formele ladingen van de samenstellende atomen gelijk aan nu. Voor ionen zijn de sommen van beide getallen gelijk aan de lading van het ion.
stof | lading | som oxidatiegetallen | som formele ladingen |
H2O2 | 0 | 2(+I)+2.(-I) = 0 | 4.0 = 0 |
H2SO4 | 0 | 2.(+I)+VI+4.(-II) = 0 | 4.0 + 2.(-1)+2 = 0 |
NO3- | -1 | 3.(-II)+V = -1 | 2.(-1)+1+0 = -1 |