Avainero muodollisen varauksen ja hapetustilan välillä on se, että muodollinen varaus on molekyylissä olevan atomin varaus, jonka laskemme olettaen, että kemiallisissa sidoksissa olevat elektronit jakautuvat tasan atomien välillä, kun taas hapetustila on elektronien lukumäärä atomissa häviää tai voittaa tai jakaa toisen atomin kanssa.
Muodollinen varaus ja hapetustila ovat eri termejä, vaikka yleensä oletamme niiden olevan samat. Muodollinen varaus määrittää molekyylin atomin ympärillä olevien elektronien lukumäärän, kun taas hapetustila määrittää atomien välillä molekyylin muodostumisen aikana vaihdettujen elektronien lukumäärän.
Mikä on virallinen maksu?
Muodollinen varaus on molekyylin atomin varaus, jonka laskemme olettaen, että kemiallisissa sidoksissa olevat elektronit jakautuvat tasan atomien kesken. Siksi, kun määritetään muodollista varausta, vertaamme neutraalin atomin ympärillä olevien elektronien lukumäärää ja sen atomin ympärillä olevien elektronien määrää, kun se on molekyylissä. Tässä muodollisen varauksen määrittämisessä meidän on osoitettava molekyylin elektronit yksittäisille atomeille. Tässä meidän on otettava huomioon myös seuraavat vaatimukset;
- Meidän on osoitettava sitoutumattomia elektroneja atomille, jossa sitoutumattomat elektronit esiintyvät
- Meidän on jaettava sitoutuvat elektronit tasaisesti jaettujen atomien kesken
Tämän laskelman matemaattinen suhde on seuraava:
Muodollinen varaus=(valenssielektronien lukumäärä neutraalissa atomissa)- (yksittäisten elektronien parien määrä) – ({1/2}sidosparielektroneja)
Kuva 1: Viralliset maksut otsonista ja nitraattianionista
Katsotaanpa esimerkkiä tämän ilmiön ymmärtämiseksi. Ammoniakkimolekyylissä typpiatomissa on kolme N-H-sidosta ja yksittäinen elektronipari. Milloin sitten voi laskea seuraavat;
Muodollinen maksu N=5 – 2 – {1/2}6=0
Muodollinen H:n maksu=1 – 0 – {1/2}2=0
Mikä on hapetustila?
Hapetustila on elektronien lukumäärä, jonka tietty atomi voi menettää, saada tai jakaa toisen atomin kanssa. Tätä termiä käytetään mihin tahansa molekyylien kemialliseen alkuaineeseen (termiä hapetusluku käytetään pääasiassa koordinaatiokompleksien keskusmetalliatomeihin, vaikka käytämmekin näitä termejä vaihtokelpoisesti). Hapetusaste itse asiassa antaa yhdisteen atomin hapetusasteen. Hapettumisaste tulee aina antaa kokonaislukuna, ja se esitetään hindu-arabialaisina numeroina, mukaan lukien atomin varaus. Esimerkiksi raudan hapetusaste FeO:ssa on +2.
Kuva 02: Atomien hapetustilat eri molekyyleissä
Vinkkejä hapetustilan määrittämiseen:
- Yksittäisen alkuaineen hapetusaste on nolla (tämä sisältää myös yhdestä alkuaineesta tehdyt molekyylit).
- Molekyylin tai ionin kokonaisvaraus on kunkin atomin varausten summa.
- Alkalimetallien hapetusaste on aina +1 ja maa-alkalimetallien hapetusaste on +2.
- Sillä välin fluorin hapetusaste on aina -1.
- Lisäksi vedyn hapetusaste on yleensä +1. Mutta joskus se on -1 (kun se on sitoutunut alkali- tai maa-alkalimetalleihin).
- Myös yleensä hapen hapetusaste on -2 (mutta peroksideissa ja superoksideissa se voi vaihdella).
- Molekyylin elektronegatiivisin atomi saa negatiivisen varauksen ja toinen positiivisen varauksen.
Hapetustila on erittäin hyödyllinen tuotteiden määrittämisessä redox-reaktioissa. Redox-reaktiot ovat kemiallisia reaktioita, jotka sisältävät elektroninvaihdon atomien välillä. Redox-reaktioissa kaksi puolireaktiota tapahtuu rinnakkain samanaikaisesti. Toinen on hapetusreaktio ja toinen pelkistysreaktio. Hapetusreaktioon liittyy atomin hapetusasteen nousu, kun taas pelkistysreaktioon liittyy atomin hapetusasteen aleneminen.
Mitä eroa on muodollisella varauksella ja hapetustilalla?
Avainero muodollisen varauksen ja hapetustilan välillä on, että muodollinen varaus on molekyylissä olevan atomin varaus, jonka laskemme olettaen, että kemiallisissa sidoksissa olevat elektronit jakautuvat tasan atomien välillä, kun taas hapetustila on elektronien lukumäärä atomi menettää tai voittaa tai jakaa toisen atomin kanssa. Esimerkiksi typpiatomin muodollinen varaus ammoniakkimolekyylissä on 0, kun taas hapetusaste on +3.
Alla infografiassa on yhteenveto muodollisen varauksen ja hapetustilan välisestä erosta.
Yhteenveto – Muodollinen veloitus vs hapetus
Muodollinen varaus ja hapetustila ovat eri termejä, vaikka jotkut ihmiset olettavat niiden olevan samoja. avainero muodollisen varauksen ja hapetustilan välillä on se, että muodollinen varaus on molekyylissä olevan atomin varaus, jonka laskemme olettaen, että kemiallisissa sidoksissa olevat elektronit jakautuvat tasan atomien välillä, kun taas hapetustila on elektronien lukumäärä, jonka atomi menettää tai saa tai jakaa toisen atomin kanssa.
