4.11 : أعداد التأكسد

تفاعلات الأكسدة والاختزال بين المعادن واللافلزات،ينطوي،عادةًعلى نقل كامل للإلكترونات،لتكوين مركبات أيونية ومن ثم يسهل التعرف عليها. ومع ذلك،فإنّتفاعلات الأكسدة والاختزال التي تتضمن فقط اللافلزات مع نقل جزئي للإلكترونات،ليس من السهل التعرف عليها. تتميز تفاعلات الأكسدة والاختزال بالتغيير في حالات الأكسدة للذرات،والتي تشير إلى حركة الإلكترون بين الذرات.

حالة الأكسدة،أو عدد الأكسدة،لذرة في مركب هو الشحنة المقدر لهذا المركب اكتسابها،في كل رابطة نووية غير متجانسه،في حالةالانتقال الكامل للإلكترونات المشتركة إلى الذرة الأعلى سالبية كهربية. يتم تقسيم الروابط النووية المتجانسة بالتساوي. على سبيل المثال،في كلوريد الهيدروجين الغازي،الكلور أكثر سالبية كهربية.

إذا تم نقل إلكترون الهيدروجين بالكامل إلى الكلور،يحصل الكلور على شحنة واحد-ناقص،المقابلة لحالة الأكسدة واحد-ناقص،و يحصل الهيدروجين على شحنة واحد-زائد،كاستجابة إلى حالة الأكسدة واحد-زائد. يمكن تعيين حالات الأكسدة للذرات،في شكل عنصري،وفي معظم الأيونات والمركبات،باستخدام قواعد محددة. يتم اتباع القواعد الثلاثة الأولى دائمًا.

يتم تطبيق القواعد المتبقية واحدة تلو الأخرى،حتى يتم استيفاء القواعد الثلاثة الأولى. سيتم الآن تطبيق هذه القواعد لتحديد ماإذا كانت تفاعلات تكوين ثاني أكسيد الكبريت و كربونات الكالسيوم،هي تفاعلات الأكسدة والاختزال. وفقًا للقاعدة رقم 1،العناصر الموجودة في الحالة الحرة،لديها عدد أكسدة صفر،لذلك يتم تعيين رقم الأكسدة لعنصري الكبريت والأكسجين،على حد سواء،بالرقم صفر.

وفقا للقاعدة رقم 3،فإنّمجموع أرقام الأكسدة في مركب محايد تساوي صفر،لذا فإن أعداد أكسدة الكبريت والأكسجين في SO_2 يجب أن يكون مجموعها صفر وفقًا للقاعدة رقم 6،رقم أكسدة أي أكسجين هو سالب 2 في SO_2. لمجموع ذرتين من الأكسجين يساوي سالب أربعة. لذلك،فإن رقم أكسدة الكبريت يساوي زائد أربعة.

يزيد رقم أكسدة الكبريت من صفر إلى زائد أربعة،لذلك يتأكسد،بينما ينخفض رقم اكسدة الأكسجين من صفر إلى ناقص اثنين،لذلك يتم اختزاله. وبالتالي،هذا هو تفاعل الأكسدة والاختزال. في حالة كربونات الكالسيوم،رقم أكسدة الأكسجين هو ناقص اثنين في الثلاثة مركبات،وللكالسيوم زائد اثنين في أكسيد الكالسيوم وكربونات الكالسيوم.

وفقًا للقاعدة 3،يجب أن يكون الكربون زائد أربعة،في ثاني أكسيد الكربون وكربونات الكالسيوم. لأنه لا يوجد تغيير في رقم الأكسدة للذرات أثناء التفاعل،لا يعتبر هذا تفاعل الأكسدة والاختزال.