Kluczowa różnica – kowalencyjność a stan utleniania
Atomy różnych pierwiastków chemicznych łączą się ze sobą, tworząc różne związki chemiczne. Podczas tworzenia związku atomy są połączone ze sobą wiązaniami jonowymi lub wiązaniami kowalencyjnymi. Kowalencja i stan utlenienia to dwa terminy opisujące stan tych atomów w związkach chemicznych. Kowalencja to liczba wiązań kowalencyjnych, jakie może utworzyć atom. Dlatego kowalencja zależy od liczby elektronów, które atom może dzielić z innymi atomami. Stan utlenienia atomu to liczba elektronów uzyskanych lub utraconych przez dany atom podczas tworzenia wiązania chemicznego. Kluczową różnicą między kowalencją a stanem utlenienia jest to, że kowalencyjność atomu to liczba wiązań kowalencyjnych, które atom może utworzyć, podczas gdy stan utlenienia atomu to liczba elektronów utraconych lub uzyskanych przez atom podczas tworzenia wiązania chemicznego.
Co to jest kowalencja?
Kowalencja to liczba wiązań kowalencyjnych, które atom może utworzyć z innymi atomami. Stąd kowalencja jest określona przez liczbę elektronów obecnych na najbardziej zewnętrznej orbicie atomu. Nie należy jednak mylić terminów walencja i kowalencja, ponieważ mają one różne znaczenia. Walencja to łącząca moc atomu. Czasami kowalencyjność równa się wartościowości. Jednak nie zawsze tak się dzieje.
Rysunek 01: Niektóre popularne związki kowalencyjne
Wiązanie kowalencyjne to wiązanie chemiczne, które powstaje, gdy dwa atomy dzielą swoje najbardziej zewnętrzne niesparowane elektrony, aby uzupełnić konfigurację elektronową. Kiedy atom ma niekompletne powłoki elektronowe lub orbitale, atom staje się bardziej reaktywny, ponieważ niekompletne konfiguracje elektronów są niestabilne. Dlatego atomy te albo zyskują/uwalniają elektrony, albo dzielą elektrony w celu wypełnienia powłok elektronowych. Poniższa tabela przedstawia kilka przykładów pierwiastków chemicznych o różnych wartościach kowalencyjnych.
Co to jest stan utleniania?
Stan utlenienia atomu to liczba utraconych elektronów, zdobytych lub podzielonych przez ten atom z innym atomem. Jeśli elektrony zostaną utracone lub zyskane, ładunek elektryczny atomu zostanie odpowiednio zmieniony. Elektrony są ujemnie naładowanymi cząstkami subatomowymi, których ładunek jest neutralizowany przez dodatni ładunek protonów w tym atomie. kiedy elektrony są tracone, atom otrzymuje ładunek dodatni, podczas gdy gdy elektrony są zyskiwane, atom otrzymuje ładunek ujemny netto. Dzieje się tak z powodu braku równowagi dodatnich ładunków protonów w jądrze. Ładunek ten można podać jako stopień utlenienia tego atomu.
Stan utlenienia atomu jest oznaczony liczbą całkowitą ze znakiem dodatnim (+) lub ujemnym (-). Ten znak wskazuje, czy atom zyskał, czy stracił elektrony. Całkowita liczba to liczba elektronów, które zostały wymienione między atomami.
Rysunek 02: Stan utlenienia różnych związków
Określenie stanu utlenienia atomu
Stan utlenienia konkretnego atomu można określić za pomocą następujących reguł.
- Stan utlenienia neutralnego pierwiastka jest zawsze równy zero. Np.: Stan utlenienia sodu (Na) wynosi zero.
- Całkowity ładunek związku powinien być równy sumie ładunków każdego atomu obecnego w tym związku. Np. Całkowity ładunek KCl wynosi zero. Wtedy ładunki K i Cl powinny wynosić +1 i -1.
- Stan utlenienia pierwiastka z grupy 1 jest zawsze +1. Pierwiastki z grupy 1 to lit, sód, potas, rubid, cez i fran.
- Stan utlenienia pierwiastków z grupy 2 wynosi zawsze +2. Pierwiastki z grupy 2 to beryl, magnez, wapń, stront, bar i rad.
- Ładunek ujemny jest nadawany atomowi, który ma wyższą elektroujemność niż inne atomy z nim związane.
- Stan utlenienia wodoru wynosi zawsze +1, z wyjątkiem sytuacji, gdy wodór jest związany z metalem grupy 1.
- Stan utlenienia tlenu wynosi -2, z wyjątkiem sytuacji, gdy występuje on w postaci nadtlenku lub ponadtlenku.
Jaka jest różnica między kowalencją a stanem utlenienia?
Kowalencja a stan utleniania |
|
| Kowalencja to liczba wiązań kowalencyjnych, które atom może utworzyć z innymi atomami. | Stan utlenienia atomu to liczba utraconych elektronów, zdobytych lub podzielonych przez ten atom z innym atomem. |
| Ładowanie elektryczne | |
| Kowalencja nie wskazuje ładunku elektrycznego atomu. | Stan utlenienia daje ładunek elektryczny atomu. |
| Sklejanie chemiczne | |
| Kowalencja wskazuje liczbę wiązań chemicznych (wiązań kowalencyjnych), które może posiadać dany atom. | Stan utlenienia nie podaje szczegółów na temat wiązań chemicznych utworzonych przez atom. |
| Stan elementu | |
| Kowalencja czystego pierwiastka zależy od liczby elektronów obecnych w zewnętrznej powłoce elektronowej atomu tego pierwiastka. | Stan utlenienia czystego pierwiastka wynosi zawsze zero. |
Podsumowanie – Kowalencja a stan utleniania
Kowalencja i stopień utlenienia atomów opisują chemiczną naturę atomu w związku chemicznym. Różnica między kowalencją a stanem utlenienia polega na tym, że kowalencja atomu to liczba wiązań kowalencyjnych, które atom może utworzyć, podczas gdy stan utlenienia atomu to liczba elektronów utraconych lub uzyskanych przez atom podczas tworzenia wiązania chemicznego.
