قواعد معرفة عدد التأكسد
عدد التأكسد (بالإنجليزية: Oxidation Number) هو العدد الإجمالي للإلكترونات التي تكتسبها ذرة العنصر، أو تفقدها، أو تشاركها؛ من أجل تكوين رابطة كيميائية مع ذرة أخرى، ويمكن تعريفه أيضًا بأنه الشحنة التي ستحصل عليها الذرة إذا كان المركب يتكون من أيونات، وهو يسمى أيضًا باسم حالة الأكسدة (بالإنجليزية: Oxidation State).[١]
يوجد بعض القواعد التي يتم من خلالها تحديد عدد التأكسد للعناصر والمركبات في الكيمياء، وهي كالآتي:[٢][٣]
عدد تأكسد الذرات المتعادلة
عدد التأكسد لذرات العنصر الواحد؛ هو صفر، على سبيل المثال عدد تأكسد ذرات الأكسجين الموجودة في جزيء الأكسجين O2 هو صفر، وعدد تأكسدها في الأوزون O3 هو صفر أيضًا، وعدد التأكسد للذرات الموجودة في P4 و S8 يساوي صفر كذلك.
عدد تأكسد الأيونات البسيطة
عدد تأكسد الأيونات البسيطة هو نفسه شحنة الأيون، على سبيل المثال، عدد تأكسد الصوديوم في أيون الصوديوم الموجب Na+1 هو +1، وعدد تأكسد الكلور في أيون الكلور السالب Cl-هو -1، وعدد تأكسد الحديد في أيون الحديد الموجب Fe+3 هو +3، وهكذا.
عدد تأكسد عنصر الهيدروجين
يختلف عدد تأكسد الهيدروجين باختلاف نوع العنصر الذي يرتبط به، وذلك كالآتي:
- مع اللافلزات: عدد التأكسد لعنصر الهيدروجين هو +1 عندما يرتبط مع عنصر لافلزي، على سبيل المثال، عدد تأكسد الهيدروجين في CH4 هو +1، وفي NH3، وH2O، و HCl يكون +1 أيضًا، وذلك لأن الكربون C، والنيتروجين N، والأكسجين O، والكلور Cl؛ جميعها عناصر لافلزية.
- مع الفلزات: عدد التأكسد لعنصر الهيدروجين هو -1 عندما يرتبط مع عنصر فلزي على سبيل المثال، عدد تأكسد الهيدروجين في LiH هو +1، وفي NaH، وCaH2، وLiAlH4 يكون +1 أيضًا، وذلك لأن الليثيوم Li، والصوديوم Na، والكالسيوم Ca، والألمنيوم Al؛ جميعها عناصر فلزية.
عدد تأكسد عنصر الأكسجين
عدد التأكسد لعنصر الأكسجين هو -2 عادةً، ولكن يوجد بعض الاستثناءات في الجزيئات والأيونات متعددة الذرات التي تحتوي على روابط أحادية بين ذرات الأكسجين، مثل O2، وO3 وH2O2، وأيون O-22.
عدد تأكسد الفلزات القلوية
عدد التأكسد لعناصر المجموعة الأولى في الجدول الدوري (الفلزات القلوية) هو +1، على سبيل المثال، عدد تأكسد الليثيوم في مركب Li3N هو +1، وعدد تأكسد الصوديوم في مركب Na2S هو +1 أيضًا.
عدد تأكسد الفلزات القلوية الترابية
عدد التأكسد لعناصر المجموعة الثانية في الجدول الدوري (الفلزات القلوية الترابية) هو +2، على سبيل المثال، عدد تأكسد المغنيسيوم في مركب Mg3N2 هو +2، وعدد تأكسد الكاليسيوم في مركب CaCO3 هو +2 أيضًا.
عدد تأكسد عناصر مجموعة البورون
عدد التأكسد لعناصر المجموعة الثالثة في الجدول الدوري (مجموعة عنصر البورن) هو +3، على سبيل المثال، عدد تأكسد الألمنيوم في مركب أكسيد الألومنيوم Al2O3 هو +3، وعدد تأكسد البورون في مركب أكسيد البورون B2O3 هو +3 أيضًا.
عدد تأكسد الهالوجينات
عدد التأكسد لعناصر المجموعة السابعة في الجدول الدوري (الهالوجينات) هو -1، على سبيل المثال، عدد تأكسد الفلور في مركب AlF3 هو -1، وعدد تأكسد البروم في مركب ZnBr2 هو -1 أيضًا.
عدد تأكسد المركبات المتعادلة
مجموع أعداد التأكسد في أي مركب محايد هو صفر، مثلًا، في جزيء الماء المتعادل H2O عدد تأكسد الأكسجين هو -2 وعدد تأكسد الهيدروجين هو +1 لأنه مرتبط مع الأكسجين وهو أحد اللافلزات، وعليه فإن عدد التأكسد للجزيء كاملًا هو صفر، وذلك كالآتي: 2 (+1) + (-2) = 0.
عدد تأكسد الأيونات متعددة الذرات
مجموع أعداد التأكسد في أي أيون متعدد الذرات يساوي شحنة الأيون الكلية، على سبيل المثال عدد التأكسد في الأيون متعدد الذرات SO4-2 هو -2، وذلك كالآتي: (+6) + 4(-2) = -2.
يمكن أن يمتلك العنصر الواحد مجموعة متنوعة من أعداد الأكسدة، فمثلًا، يمكن أن يمتلك النيتروجين، أي عدد تأكسد بين −3 و +5، فعدد تأكسد النيتروجين في الأمونيا NH3 هو -3، أما في حمض النيتريك HNO3 فهو +5.
طريقة إيجاد عدد التأكسد وأمثلة عليها
قد يطلب في السؤال تحديد عدد تأكسد عنصر ما في مركب معين، ويكون من الصعب تحديد عدد التأكسد بالاعتماد على القواعد السابقة فقط، وعندها يتم إيجاد عدد التأكسد بالاعتماد على العلاقة الآتي:[٤][٣]
عدد تأكسد المركب الكلي = (عدد تأكسد العنصر الأول × عدد ذراته) + (عدد تأكسد العنصر الثاني × عدد ذراته) ..الخ
ما هو عدد تأكسد أيون البيرمنغنات -MnO4؟
الشحنة الكلية لأيون البيرمنجات متعدد الذرات هي -1 وعليه فإن عدد تأكسده هو -1.
ما هو عدد تأكسد الكلور في مركب كلوريد البوتاسيوم KCl؟
عدد التأكسد لعناصر المجموعة السابعة (الهالوجينات) هو -1، وبما أن عنصر الكلور ينتمي إلى مجموعة الهالوجينات، فإن عدد تأكسدع في هذا المركب هو -1.
ويمكن إيجاده بطريقة أخرى كالآتي:
عدد تأكسد KCl = عدد تأكسد البوتاسيوم + عدد تأكسد الكلور
0 = +1 + عدد تأكسد الكلور
عدد تأكسد الكلور = -1
ما هو عدد تأكسد المنغنيز في أيون البرمنجنات -MnO4؟
عدد تأكسد أيون البرمنجات = (عدد تأكسد المنجنيز × عدد ذراته) + (عدد تأكسد الأكسجين × عدد ذراته)
-1 = (عدد تأكسد المنجنيز × 1) + (-2×4)
-1 = عدد تأكسد المنجنيز + (-8)
عدد تأكسد المنجنيز = 8 - 1
عدد تأكسد المنجنيز = 7+
ما هو عدد تأكسد عنصر البورون في مركب أكسيد البورون وصيغته الكيميائية هي B2O3؟
ينتمي عنصر البورون إلى المجموعة الثالثة في الجدول الدوري؛ ولذلك فإن عدد التأكسد له حسب القواعد السابقة هو +3.
ويمكن إيجاد عدد التأكسد للبورون أيضًا باستخدام الطريقة الآتية:
عدد تأكسد أكسيد البورون B2O3 = (عدد تأكسد الأكسجين × عدد ذراته) + (عدد تأكسد البورون × عدد ذراته)
0 = (-2×3) + (عدد تأكسد البورون×2)
0 = -6 + (عدد تأكسد البورون×2)
(عدد تأكسد البورون×2) = +6
عدد تأكسد البورون = +6/2
عدد تأكسد البورون = +3
المراجع
- ↑ "oxidation number", britannica, Retrieved 28/8/2022. Edited.
- ↑ "Oxidation Numbers", chemed.chem.purdue, Retrieved 28/8/2022. Edited.
- ^ أ ب "Oxidation number", byjus, Retrieved 28/8/2022. Edited.
- ↑ "How to Find Oxidation Numbers", wikihow, Retrieved 28/8/2022. Edited.
