Chimica generale e inorganica - numero di ossidazione

Numero di ossidazione

Il numero di ossidazione è definito come la carica che gli atomi, in un composto, assumerebbero se l'elemento più elettronegativo attirasse a sé gli elettroni di legame. Quindi è una proprietà degli atomi impegnati in un legame e non di atomi isolati.

Esempio: ossigeno e alcuni composti

Per capire come si calcola, basta fare l'esempio dell'ossigeno e di alcuni composti. Prendiamo in esame O₂; H₂O e H₂O₂.

O₂
O=O
Applichiamo la definizione su scritta a questa molecola. Chi è l'elemento più elettronegativo? Nessuno dei due, in quanto uguali. Nessuno attira e quindi nessuno assume una carica fittizia. Il NOx dei due ossigeni è zero.

Da qui scaturisce una prima regola sul calcolo del NOx: "per gli elementi il numero di ossidazione è zero".

H₂O
H-O-H
Qui l'ossigeno è l'elemento più elettronegativo. Dalla definizione attirerebbe l'elettrone dei due idrogeni, quindi assumerebbe carica fittizia -2 (cioè 2 elettroni) mentre ogni idrogeno, perdendo un elettrone, +1.

H₂O₂
H-O-O-H
Nel perossido d'idrogeno ci sono due ossigeni legati, i quali avendo la stessa elettronegatività, non attirano gli elettroni in comune, ma attirano quelli dell'H. Ogni O attira così un solo elettrone e assume carica fittizia -1, mentre ogni H +1.

Come si può notare l'ossigeno mantiene sempre la stessa valenza (bivalente) in tutte le sostanze scritte, ma assume diversi numeri di ossidazione a seconda dell'atomo con cui è legato.

Ossigeno e fluoro

OF₂
F-O-F
Il fluoro è l'elemento più elettronegativo della tavola periodica, mentre l'ossigeno è il secondo. Questo è l'unico caso in cui l'ossigeno assume un NOx positivo. F=-1 O=+2

Enunciamo un'altra regola pratica per il calcolo del NOx: "L'ossigeno assume in quasi tutti i composti il NOx=-2, tranne casi particolari (perossidi, superossidi e col fluoro)".

Idrogeno nei composti

Passiamo adesso all'H. Abbiamo visto che nei composti con l'O, l'idrogeno assume NOx +1. Questo sarà il suo NOx con tutti gli atomi più elettronegativi di lui, di solito i non metalli. Con i metalli, invece, assume NOx= -1 in quanto più elettronegativo. Per esempio: idruro di sodio NaH. Il sodio ha un'elettronegatività di circa 0.9 mentre l'H 2.1, quindi H è più elettronegativo.

Enunziamo la terza regola pratica per il calcolo del NOx: "L'H assume NOx -1 con i metalli e +1 con i non metalli, tranne casi particolari".

Infine, ultima regola fondamentale...