Rozdíl mezi formálním nábojem a oxidačním stavem

klíčový rozdíl mezi formálním nábojem a oxidačním stavem je to formální náboj je náboj atomu v molekule, který vypočítáme za předpokladu, že elektrony v chemických vazbách jsou sdíleny rovnoměrně mezi atomy, zatímco oxidační stav je počet elektronů, které atom ztratí nebo získá nebo sdílí s jiným atomem.

Formální náboj a oxidační stav jsou odlišné pojmy, i když obvykle předpokládáme, že jsou stejné. Formální náboj určuje počet elektronů, které se vyskytují kolem atomu molekuly, zatímco oxidační stav určuje počet elektronů vyměněných mezi atomy během tvorby molekuly.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je formální poplatek 
3. Co je to oxidační stav
4. Srovnání bok po boku - formální náboj vs. oxidační stav v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je formální poplatek?

Formální náboj je náboj atomu v molekule, který počítáme za předpokladu, že elektrony v chemických vazbách jsou rovnoměrně sdíleny mezi atomy. Proto při určování formálního náboje porovnáváme počet elektronů kolem neutrálního atomu a počet elektronů kolem tohoto atomu, když je v molekule. Při tomto stanovení formálního náboje musíme jednotlivým atomům přiřadit elektrony molekuly. Zde musíme zvážit také následující požadavky;

1. Musíme k atomu, ve kterém se vyskytují ne-vazebné elektrony, přiřadit nelepivé elektrony
2. Musíme spojovací elektrony rozdělit rovnoměrně mezi sdílené atomy

Matematický vztah pro tento výpočet je následující:

Formální náboj = (počet valenčních elektronů v neutrálním atomu) - (počet elektronů s osamoceným párem) - (1/2 * elektronové vazebné páry)

Obrázek 1: Formální poplatky za ozon a dusičnanový anion

Podívejme se na příklad, jak tento jev pochopit. Pro molekulu amoniaku existují na atomu dusíku tři vazby N-H a osamělý pár elektronů. Kdy potom lze vypočítat následky;

Formální náboj N = 5 - 2 - 1/2 * 6 = 0

Formální náboj H = 1 - 0 - 1/2 * 2 = 0

Co je to oxidační stav?

Oxidační stav je počet elektronů, které určitý atom může ztratit, získat nebo sdílet s jiným atomem. Tento termín je aplikován na jakýkoli chemický prvek v molekulách (termín oxidační číslo se používá hlavně na centrální atomy kovů koordinačních komplexů, i když tyto pojmy používáme zaměnitelně). Oxidační stav ve skutečnosti udává stupeň oxidace atomu ve sloučenině. Vždy bychom měli uvést oxidační stav jako celé číslo a je zastoupeno v hindusko-arabských číslech včetně náboje atomu. Například oxidační stav železa v FeO je +2.

Obrázek 02: Oxidační stavy atomů v různých molekulách

Tipy pro stanovení stavu oxidace:

1. Oxidační stav jednoho prvku je nula (to zahrnuje i molekuly vyrobené z jednoho prvku).
2. Celkový náboj molekuly nebo iontu je součtem nábojů každého atomu.
3. Oxidační stav alkalických kovů je vždy +1 a pro kovy alkalických zemin +2.
4. Mezitím je oxidační stav fluoru vždy -1.
5. Dále, oxidační stav vodíku je obvykle +1. Ale někdy je to -1 (pokud se váže na alkalické kovy nebo kovy alkalických zemin.)
6. Obecně je oxidační stav kyslíku -2 (ale v peroxidech a superoxidech se může lišit).
7. Nejelegantativnější atom v molekule dostává záporný náboj a druhý dostane kladný náboj.

Oxidační stav je velmi užitečný pro stanovení produktů při redoxních reakcích. Redoxní reakce jsou chemické reakce, které zahrnují výměnu elektronů mezi atomy. Při redoxních reakcích dochází současně k dvěma polovičním reakcím. Jednou je oxidační reakce a druhou redukční reakce. Oxidační reakce zahrnuje zvýšení oxidačního stavu atomu, zatímco redukční reakce zahrnuje snížení oxidačního stavu atomu.

Jaký je rozdíl mezi formálním nábojem a oxidačním stavem??

Klíčovým rozdílem mezi formálním nábojem a oxidačním stavem je to, že formální náboj je náboj atomu v molekule, kterou vypočítáme za předpokladu, že elektrony v chemických vazbách jsou sdíleny rovnoměrně mezi atomy, zatímco oxidační stav je počet elektronů, které atom ztratí nebo získá nebo sdílí s jiným atomem. Například formální náboj atomu dusíku v molekule amoniaku je 0, zatímco oxidační stav je +3.

Níže infographic shrnuje rozdíl mezi formálním nábojem a oxidačním stavem.

Shrnutí - Formální poplatek vs Oxidace

Formální náboj a oxidační stav jsou odlišné pojmy, i když někteří lidé předpokládají, že jsou stejní. Klíčovým rozdílem mezi formálním nábojem a oxidačním stavem je to, že formální náboj je náboj atomu v molekule, kterou vypočítáme za předpokladu, že elektrony v chemických vazbách jsou sdíleny rovnoměrně mezi atomy, zatímco oxidační stav je počet elektronů, které atom ztratí nebo získá nebo sdílí s jiným atomem.

Odkaz:

1. „2.3: Formální poplatky.“ Chemie LibreTexts, Libretexts, 25. července 2019, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „Princip formálního poplatku V.1“ od Jü - vlastní práce (public domain) přes Commons Wikimedia
2. „Přiřazení oxidačního stavu“ od SARANPHONG YIMKLAN - vlastní práce (public domain) přes Commons Wikimedia