Разница между формальным зарядом и степенью окисления

ключевое отличие между формальным зарядом и состоянием окисления является то, что формальный заряд - это заряд атома в молекуле, который мы рассчитываем исходя из предположения, что электроны в химических связях распределяются поровну между атомами, тогда как степень окисления - это количество электронов, которые атом теряет, получает или делит с другим атомом..

Формальный заряд и степень окисления - это разные термины, хотя мы обычно предполагаем, что они одинаковы. Формальный заряд определяет количество электронов, которые встречаются вокруг атома молекулы, в то время как степень окисления определяет количество электронов, обмен которыми происходит между атомами во время образования молекулы..

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое формальный заряд 
3. Что такое состояние окисления
4. Сравнение бок о бок - формальный заряд и состояние окисления в табличной форме
5. Резюме

Что такое формальный заряд?

Формальный заряд - это заряд атома в молекуле, который мы рассчитываем, предполагая, что электроны в химических связях распределяются поровну между атомами. Следовательно, при определении формального заряда мы сравниваем число электронов вокруг нейтрального атома и число электронов вокруг этого атома, когда он находится в молекуле. При этом определении формального заряда мы должны отнести электроны молекулы к отдельным атомам. Здесь мы должны рассмотреть следующие требования;

1. Мы должны отнести несвязывающие электроны к атому, в котором встречаются несвязывающие электроны.
2. Мы должны разделить связывающие электроны поровну между общими атомами

Математическое соотношение для этого расчета выглядит следующим образом:

Формальный заряд = (число валентных электронов в нейтральном атоме) - (число неподеленных парных электронов) - (1/2 * электроны пары связей)

Рисунок 1: Официальные расходы на озон и нитрат-анион

Давайте рассмотрим пример, чтобы понять это явление. Для молекулы аммиака на атоме азота присутствуют три N-H связи и неподеленная электронная пара. Тогда когда можно рассчитать следующее;

Формальный заряд N = 5 - 2 - 1/2 * 6 = 0

Формальный заряд H = 1 - 0 - 1/2 * 2 = 0

Что такое состояние окисления?

Состояние окисления - это количество электронов, которое конкретный атом может потерять, получить или поделиться с другим атомом. Этот термин применяется к любому химическому элементу в молекулах (термин степень окисления применяется в основном к центральным атомам металлов координационных комплексов, хотя мы используем эти термины взаимозаменяемо). Степень окисления фактически дает степень окисления атома в соединении. Мы всегда должны указывать степень окисления как целое число, и оно представлено в индуистских арабских числах, включая заряд атома. Например, степень окисления железа в FeO составляет +2.

Рисунок 02: Степени окисления атомов в разных молекулах

Советы по определению степени окисления:

1. Степень окисления одного элемента равна нулю (в том числе молекулы, состоящие из одного элемента).
2. Общий заряд молекулы или иона является суммой зарядов каждого атома.
3. Степень окисления щелочных металлов всегда равна +1, а для щелочноземельных металлов она равна +2..
4. Между тем степень окисления фтора всегда -1.
5. Кроме того, степень окисления водорода обычно составляет +1. Но иногда это -1 (когда связано с щелочными или щелочноземельными металлами.)
6. Кроме того, как правило, степень окисления кислорода составляет -2 (но в пероксидах и супероксидах она может варьироваться).
7. Самый электроотрицательный атом в молекуле получает отрицательный заряд, а другой получает положительный заряд.

Степень окисления очень полезна для определения продуктов в окислительно-восстановительных реакциях. Окислительно-восстановительные реакции представляют собой химические реакции, которые включают электронный обмен между атомами. В окислительно-восстановительных реакциях две полуреакции происходят параллельно одновременно. Одним из них является реакция окисления, а другим является реакция восстановления. Реакция окисления включает увеличение степени окисления атома, тогда как реакция восстановления включает уменьшение степени окисления атома..

В чем разница между формальным зарядом и степенью окисления?

Ключевое различие между формальным зарядом и состоянием окисления состоит в том, что формальный заряд - это заряд атома в молекуле, который мы рассчитываем, исходя из того, что электроны в химических связях распределяются поровну между атомами, тогда как состояние окисления - это количество электронов, которые атом теряет или получает или делится с другим атомом. Например, формальный заряд атома азота в молекуле аммиака равен 0, а степень окисления - +3.

Ниже инфографики суммируется разница между формальным зарядом и степенью окисления.

Резюме - Официальный заряд против окисления

Формальный заряд и степень окисления - это разные термины, хотя некоторые люди полагают, что они одинаковы. Ключевое различие между формальным зарядом и состоянием окисления состоит в том, что формальный заряд - это заряд атома в молекуле, который мы рассчитываем, исходя из того, что электроны в химических связях распределяются поровну между атомами, тогда как состояние окисления - это количество электронов, которые атом теряет или получает или делится с другим атомом.

Ссылка:

1. «2.3. Формальные сборы». Химия LibreTexts, Libretexts, 25 июля 2019 года, доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Принцип официальной оплаты V.1». Автор: Юй - Собственная работа (Общественное достояние) через Wiki Wiki
2. «Назначение окислительных состояний». Автор: SARANPHONG YIMKLAN - собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia