Nøgleforskel – kovalens vs oxidationstilstand
Atomer af forskellige kemiske grundstoffer er bundet til hinanden og danner forskellige kemiske forbindelser. Ved dannelsen af en forbindelse er atomerne bundet til hinanden via ionbindinger eller kovalente bindinger. Kovalens og oxidationstilstand er to udtryk, der beskriver tilstanden af disse atomer i de kemiske forbindelser. Kovalens er antallet af kovalente bindinger, som et atom kan danne. Derfor afhænger kovalensen af antallet af elektroner, som atomet kan dele med andre atomer. Et atoms oxidationstilstand er antallet af elektroner, som et bestemt atom opnår eller taber ved dannelse af en kemisk binding. Den vigtigste forskel mellem kovalens og oxidationstilstand er, at et atoms kovalens er antallet af kovalente bindinger, som atomet kan danne, mens et atoms oxidationstilstand er antallet af elektroner, der tabes eller opnås af et atom, når der dannes en kemisk binding.
Hvad er kovalens?
Kovalens er antallet af kovalente bindinger, som et atom kan danne med andre atomer. Derfor bestemmes kovalens af antallet af elektroner, der er til stede i den yderste orbital af et atom. Begreberne valens og kovalens bør dog ikke forveksles, fordi de har forskellige betydninger. Valens er et atoms kombinerende kraft. Nogle gange er kovalensen lig med valensen. Det sker dog ikke altid.
Figur 01: Nogle almindelige kovalente forbindelser
En kovalent binding er en kemisk binding, der dannes, når to atomer deler deres yderste uparrede elektroner for at fuldende elektronkonfigurationen. Når et atom har ufuldstændige elektronskaller eller orbitaler, bliver det atom mere reaktivt, fordi de ufuldstændige elektronkonfigurationer er ustabile. Derfor vinder/løser disse atomer elektroner eller deler elektroner for at fylde elektronskallerne op. Følgende tabel viser nogle eksempler på kemiske grundstoffer med forskellige kovalensværdier.
Hvad er oxidationstilstand?
Oxidationstilstand for et atom er antallet af elektroner tabt, opnået eller delt af det atom med et andet atom. Hvis elektronerne tabes eller vindes, ændres den elektriske ladning af et atom tilsvarende. Elektroner er negativt ladede subatomære partikler, hvis ladning neutraliseres af den positive ladning af protoner i det atom. når elektroner går tabt, får atomet en positiv ladning, mens når elektroner er vundet, får atomet en netto negativ ladning. Dette sker på grund af ubalancen af positive ladninger af protonerne i kernen. Denne ladning kan angives som oxidationstilstanden for det atom.
Oxidationstilstanden for et atom er angivet med et helt tal med det positive (+) eller negative (-) fortegn. Dette tegn angiver, om atomet har fået eller mistet elektroner. Det hele tal angiver antallet af elektroner, der er blevet udvekslet mellem atomer.
Figur 02: Oxidationstilstand for forskellige forbindelser
Bestemmelse af et atoms oxidationstilstand
Oxidationstilstanden for et bestemt atom kan bestemmes ved at bruge følgende regler.
- Oxidationstilstanden for et neutr alt grundstof er altid nul. Eks: Oxidationstilstanden for natrium (Na) er nul.
- Den samlede ladning af forbindelsen skal være lig med summen af ladningerne for hvert atom, der er til stede i den forbindelse. Eks: Den samlede ladning af KCl er nul. Så skal ladningerne af K og Cl være +1 og -1.
- Oxidationstilstanden for gruppe 1 grundstof er altid +1. Gruppe 1-elementerne er Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cæsium og Francium.
- Oxidationstilstanden for gruppe 2-elementer er altid +2. Gruppe 2-elementerne er Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium og Radium.
- Den negative ladning gives til atomet med en højere elektronegativitet end de andre atomer bundet til det.
- Brintens oxidationstilstand er altid +1 undtagen når hydrogen er bundet til et gruppe 1-metal.
- Oxidationstilstanden for oxygen er -2 undtagen når den er i form af peroxid eller superoxid.
Hvad er forskellen mellem kovalens og oxidationstilstand?
Covalency vs Oxidation State |
|
| Kovalens er antallet af kovalente bindinger, som et atom kan danne med andre atomer. | Oxidationstilstand for et atom er antallet af elektroner tabt, opnået eller delt af det atom med et andet atom. |
| Elektrisk opladning | |
| Kovalens angiver ikke den elektriske ladning af et atom. | Oxidationstilstand giver den elektriske ladning af et atom. |
| Kemisk binding | |
| Kovalens angiver antallet af kemiske bindinger (kovalente bindinger), som et bestemt atom kan have. | Oxidationstilstand giver ikke detaljer om de kemiske bindinger dannet af et atom. |
| Elementets tilstand | |
| Kovalens af et rent grundstof afhænger af antallet af elektroner, der er til stede i den yderste elektronskal af et atom i dette grundstof. | Oxidationstilstand for et rent grundstof er altid nul. |
Opsummering – Kovalens vs. Oxidationstilstand
Kovalens og oxidationstilstand for atomer beskriver den kemiske natur af et atom i en kemisk forbindelse. Forskellen mellem kovalens og oxidationstilstand er, at et atoms kovalens er antallet af kovalente bindinger, som atomet kan danne, mens et atoms oxidationstilstand er antallet af elektroner tabt eller opnået af et atom, når der dannes en kemisk binding.
