Die Oxidationsstufe ist die bedingte Ladung eines Atoms eines Elements in einem Molekül. Dieses Konzept ist grundlegend in der anorganischen Chemie, ohne es zu verstehen, ist es unmöglich, sich die Prozesse von Redoxreaktionen, Arten von Bindungen in Molekülen, chemische und physikalische Eigenschaften von Elementen vorzustellen. Um zu verstehen, was eine Oxidationsstufe ist, müssen Sie zuerst herausfinden, woraus das Atom selbst besteht und wie es sich verhält, wenn es mit seinesgleichen interagiert.
Wie Sie wissen, besteht ein Atom aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Protonen und Elektronen, auch Nukleonen genannt, bilden einen positiv geladenen Kern, negative Elektronen umkreisen ihn. Die positive Ladung des Kerns wird durch die negative Gesamtladung der Elektronen ausgeglichen. Daher ist das Atom neutral.
Jedes Elektron hat ein bestimmtes Energieniveau, das die Nähe seines Ortes zum Kern bestimmt: Je näher am Kern, desto weniger Energie. Sie sind in Schichten angeordnet. Die Elektronen einer Schicht haben nahezu die gleiche Energiereserve und bilden ein Energieniveau oder eine elektronische Schicht. Die Elektronen im äußeren Energieniveau sind nicht zu stark an den Kern gebunden, sodass sie an chemischen Reaktionen teilnehmen können. Elemente auf der äußeren Ebene ausein bis vier Elektronen geben bei chemischen Reaktionen in der Regel Elektronen ab, und solche mit fünf bis sieben Elektronen nehmen auf.
Es gibt auch chemische Elemente, sogenannte Inertgase, bei denen das äußere Energieniveau acht Elektronen enthält - die maximal mögliche Anzahl. Sie gehen praktisch keine chemischen Reaktionen ein. Jedes Atom neigt also dazu, seine äußere Elektronenschicht bis zu den erforderlichen acht Elektronen zu „vervollständigen“. Wo bekomme ich die fehlenden her? Andere Atome.
Während einer chemischen Reaktion "nimmt" ein Element mit höherer Elektronegativität einem Element mit niedrigerer Elektronegativität ein Elektron. Die Elektronegativität eines chemischen Elements hängt von der Anzahl der Elektronen in der Valenzstufe und der Stärke ihrer Anziehung zum Kern ab. Bei einem Element, das Elektronen aufgenommen hat, wird die gesamte negative Ladung größer als die positive Ladung des Kerns, und bei einem Element, das ein Elektron abgegeben hat, ist es umgekehrt. Zum Beispiel nimmt in einer Verbindung von Schwefeloxid SO Sauerstoff, der eine hohe Elektronegativität hat, 2 Elektronen von Schwefel und erhält eine negative Ladung, während Schwefel ohne zwei Elektronen eine positive Ladung erhält. In diesem Fall ist die Oxidationsstufe von Sauerstoff gleich der Oxidationsstufe von Schwefel, mit entgegengesetztem Vorzeichen genommen. Der Oxidationszustand wird in die obere rechte Ecke des chemischen Elements geschrieben. In unserem Beispiel sieht das so aus: S+2O-2.
Das obige Beispiel ist eher vereinfacht. Genauer gesagt die äußeren Elektronenein Atom wird nie vollständig auf ein anderes übertragen, sie werden nur "gemeinsam", daher sind die Oxidationsstufen der Elemente immer kleiner als in Lehrbüchern angegeben.
Aber um das Verständnis chemischer Prozesse zu vereinfachen, wird diese Tatsache vernachlässigt.
