Forskellen mellem valens og oxidationsnummer

2024 Forfatter: Alex Aldridge | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 13:35

Nøgleforskellen mellem valens og oxidationstal er, at valens er det maksimale antal elektroner, et atom kan miste, vinde eller dele for at blive stabilt, hvorimod oxidationstal er antallet af elektroner, et atom kan miste eller få til at danne en binding med et andet atom.

Begreberne oxidationstal og valens er relateret til et atoms valenselektroner. Valenselektroner er de elektroner, der optager de yderste orbitaler af et atom. Disse elektroner har en svag tiltrækning mod atomkernen; således kan atomer nemt fjerne eller dele disse elektroner med andre atomer. Dette tab, forstærkning eller deling af elektroner får et bestemt atom til at have et oxidationstal og valens, og til sidst danner det en kemisk binding mellem de to atomer.

Hvad er Valency?

Valency er det maksimale antal elektroner, et atom mister, vinder eller deler for at blive stabilt. For metaller og ikke-metaller beskriver oktetreglen den mest stabile form af et atom. Her, hvis nummeret på den yderste skal af et atom er fyldt fuldstændigt (brug for otte elektroner til denne færdiggørelse), er den elektronkonfiguration stabil. Med andre ord, hvis s- og p-underorbitalerne er fuldstændigt udfyldte med ns²np^{6-konfiguration, er atomet stabilt.}

Naturligvis har ædelgasatomer denne elektronkonfiguration. Derfor skal andre elementer enten miste, vinde eller dele elektroner for at overholde oktetreglen. Det maksimale antal elektroner et atom behøver for at miste eller vinde eller dele i denne stabilisering er valensen af det atom.

Lad os f.eks. overveje silicium. Elektronkonfigurationen af silicium er 1s²2s²2p⁶3s² 3p^{2 Den yderste skal er n=3, og den har 4 elektroner. Derfor bør den få yderligere fire elektroner for at fuldføre oktetten. Generelt kan silicium dele 4 elektroner med andre elementer for at fuldende oktetten. Valensen af silicium er således 4.}

For forskellige kemiske grundstoffer er valensen forskellig. Det er fordi elektroner er fyldt til orbitalerne i henhold til energiniveauerne for disse orbitaler. De fleste overgangsmetaller har dog samme valens; ofte er det 2. Men nogle grundstoffer kan have forskellige valenser, fordi atomet kan stabiliseres i forskellige elektronkonfigurationer ved at fjerne elektroner.

For eksempel i jern (Fe) er elektronkonfigurationen [Ar]3d⁶4s² Derfor er valensen af jern er 2 (2 elektroner i 4s²). Men nogle gange bliver jernets valens 3. Det skyldes, at 3d⁵ elektronkonfigurationen er mere stabil end 3d^{6 Fjernelse af en elektron mere. sammen med 4s elektroner vil stabilisere jern mere.}

Hvad er oxidationsnummer?

Oxidationstallet er antallet af elektroner, et atom kan miste eller få for at danne en binding med et andet atom. Nogle gange bruger vi udtrykkene oxidationstilstand og oxidationstal i flæng, men de har små forskelle.

Figur 01: Nogle kemiske grundstoffer kan vise forskellige oxidationstal

De fleste gange anvendes udtrykket oxidationstal for koordinationskomplekser. I koordinationskomplekser er oxidationstallet ladningen af det centrale atom i en koordinationsforbindelse, hvis alle bindinger omkring det atom var ionbindinger. Koordinationskomplekser er næsten altid sammensat af overgangsmetalatomer i midten af komplekset. Dette metalatom har kemiske grupper i omgivelserne, som vi kalder ligander. Disse ligander har enlige elektronpar, der kan deles med metalatomer for at danne koordinationsbindinger.

Efter dannelsen af koordinationsbindingen ligner den en kovalent binding. Det skyldes, at de to atomer i koordinationsbindingerne deler et elektronpar, ligesom en kovalent binding. Vi er dog nødt til at beregne oxidationstallet for det centrale metalatom under hensyntagen til koordinationsbindingerne som ionbindinger.

Hvad er forskellen mellem valens og oxidationsnummer?

Begreberne oxidationstal og valens er relateret til et atoms valenselektroner. Den vigtigste forskel mellem valens og oxidationstal er, at valens er det maksimale antal elektroner, et atom kan miste, vinde eller dele for at blive stabilt, mens oxidationstal er antallet af elektroner, et atom kan miste eller få for at danne en binding med et andet atom. Desuden anvendes udtrykket valens for ethvert kemisk grundstof, men udtrykket oxidationstal anvendes hovedsageligt vedrørende koordinationskomplekser.

Infografikken nedenfor opsummerer forskellen mellem valens og oxidationstal.

Oversigt – Valens vs Oxidationsnummer

Både oxidationstal og valens er udtryk relateret til et atoms valenselektroner. Den vigtigste forskel mellem valens og oxidationstal er, at valens er det maksimale antal elektroner, et atom kan miste, vinde eller dele for at blive stabilt, mens oxidationstal er antallet af elektroner, et atom kan miste eller få for at danne en binding med et andet atom.