Kľúčový rozdiel medzi formálnym nábojom a oxidačným stavom je v tom, že formálny náboj je náboj atómu v molekule, ktorý vypočítame za predpokladu, že elektróny v chemických väzbách sú medzi atómami rozdelené rovnomerne, zatiaľ čo oxidačný stav je počet elektrónov v atóme stratí, získa alebo zdieľa s iným atómom.
Formálny náboj a oxidačný stav sú rôzne pojmy, hoci zvyčajne predpokladáme, že sú rovnaké. Formálny náboj určuje počet elektrónov, ktoré sa vyskytujú okolo atómu molekuly, zatiaľ čo oxidačný stav určuje počet elektrónov vymenených medzi atómami počas tvorby molekuly.
Čo je formálny poplatok?
Formálny náboj je náboj atómu v molekule, ktorý vypočítame za predpokladu, že elektróny v chemických väzbách sú medzi atómami rozdelené rovnomerne. Preto pri určovaní formálneho náboja porovnávame počet elektrónov okolo neutrálneho atómu a počet elektrónov okolo tohto atómu, keď je v molekule. Pri tomto určení formálneho náboja musíme priradiť elektróny molekuly jednotlivým atómom. Tu musíme zvážiť aj nasledujúce požiadavky;
- Neväzbové elektróny musíme priradiť atómu, v ktorom sa neväzbové elektróny vyskytujú
- Väzbové elektróny musíme rozdeliť rovnomerne medzi spoločné atómy
Matematický vzťah pre tento výpočet je nasledujúci:
Formálny náboj=(počet valenčných elektrónov v neutrálnom atóme)- (počet elektrónov osamelého páru) – ({1/2}elektrónov väzbových párov)
Obrázok 1: Formálne poplatky za ozón a dusičnanový anión
Uvažujme o príklade na pochopenie tohto javu. Pre molekulu amoniaku sú na atóme dusíka tri N-H väzby a jediný elektrónový pár. Potom, kedy môžete vypočítať nasledovné;
Formálny poplatok N=5 – 2 – {1/2}6=0
Formálny poplatok H=1 – 0 – {1/2}2=0
Čo je stav oxidácie?
Oxidačný stav je počet elektrónov, ktoré môže konkrétny atóm stratiť, získať alebo zdieľať s iným atómom. Tento výraz sa vzťahuje na akýkoľvek chemický prvok v molekulách (výraz oxidačné číslo sa používa hlavne na atómy centrálnych kovov koordinačných komplexov, hoci tieto výrazy používame zameniteľne). Oxidačný stav v skutočnosti udáva stupeň oxidácie atómu v zlúčenine. Oxidačný stav by sme mali vždy udávať ako celé číslo a je vyjadrené v hinduisticko-arabských číslach vrátane náboja atómu. Napríklad oxidačný stav železa vo FeO je +2.
Obrázok 02: Oxidačné stavy atómov v rôznych molekulách
Tipy na určenie oxidačného stavu:
- Oxidačný stav jedného prvku je nula (to zahŕňa aj molekuly vyrobené z jedného prvku).
- Celkový náboj molekuly alebo iónu je súčtom nábojov každého atómu.
- Oxidačný stav alkalických kovov je vždy +1 a pre kovy alkalických zemín je to +2.
- Medzitým je oxidačný stav fluóru vždy -1.
- Oxidačný stav vodíka je navyše zvyčajne +1. Ale niekedy je -1 (keď je viazaný na alkalické kovy alebo kovy alkalických zemín.)
- Oxidačný stav kyslíka je vo všeobecnosti -2 (ale v peroxidoch a superoxidoch sa môže líšiť).
- Najelektronegatívny atóm v molekule dostane záporný náboj a ten druhý dostane kladný náboj.
Oxidačný stav je veľmi užitočný na stanovenie produktov v redoxných reakciách. Redoxné reakcie sú chemické reakcie, ktoré zahŕňajú výmenu elektrónov medzi atómami. Pri redoxných reakciách prebiehajú súčasne dve polovičné reakcie. Jednou je oxidačná reakcia a druhou je redukčná reakcia. Oxidačná reakcia zahŕňa zvýšenie oxidačného stavu atómu, zatiaľ čo redukčná reakcia zahŕňa zníženie oxidačného stavu atómu.
Aký je rozdiel medzi formálnym nábojom a stavom oxidácie?
Kľúčový rozdiel medzi formálnym nábojom a oxidačným stavom je v tom, že formálny náboj je náboj atómu v molekule, ktorý vypočítame za predpokladu, že elektróny v chemických väzbách sú medzi atómami rozdelené rovnomerne, zatiaľ čo oxidačný stav je počet elektrónov atóm stráca alebo získava alebo zdieľa s iným atómom. Napríklad formálny náboj atómu dusíka v molekule amoniaku je 0, zatiaľ čo oxidačný stav je +3.
Infografika nižšie sumarizuje rozdiel medzi formálnym nábojom a oxidačným stavom.
Zhrnutie – Formálny poplatok vs. oxidácia
Formálny náboj a oxidačný stav sú rôzne pojmy, hoci niektorí ľudia predpokladajú, že sú rovnaké. Kľúčový rozdiel medzi formálnym nábojom a oxidačným stavom je v tom, že formálny náboj je náboj atómu v molekule, ktorý vypočítame za predpokladu, že elektróny v chemických väzbách sú zdieľané rovnomerne medzi atómami, zatiaľ čo oxidačný stav je počet elektrónov, ktoré atóm stratí alebo získa. alebo zdieľa s iným atómom.
