Разница между валентностью и числом окисления

ключевое отличие между валентностью и числом окисления является то, что валентность - это максимальное количество электронов, которое атом может потерять, получить или разделить, чтобы стать стабильным, тогда как степень окисления - это количество электронов, которое атом может потерять или получить, чтобы образовать связь с другим атомом..

Термины степень окисления и валентность связаны с валентными электронами атома. Валентные электроны - это электроны, которые занимают самые дальние орбитали атома. Эти электроны имеют слабое притяжение к атомному ядру; таким образом, атомы могут легко удалить или поделиться этими электронами с другими атомами. Эта потеря, усиление или совместное использование электронов приводит к тому, что определенный атом имеет степень окисления и валентность, и в конечном итоге он образует химическую связь между двумя атомами.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое валентность 
3. Что такое число окисления
4. Сравнение бок о бок - валентность против числа окисления в табличной форме
5. Резюме

Что такое валентность?

Валентность - это максимальное количество электронов, которое атом теряет, получает или делит, чтобы стать стабильным. Для металлов и неметаллов правило октета описывает наиболее устойчивую форму атома. Здесь, если номер самой внешней оболочки атома заполнен полностью (для этого нужно восемь электронов), эта электронная конфигурация стабильна. Другими словами, если s и p суборбитали полностью заполнены, имея ns²н.п.⁶ конфигурация, атом стабилен.

Естественно, атомы благородного газа имеют эту электронную конфигурацию. Следовательно, другие элементы должны либо терять, получать или делить электроны, чтобы подчиняться правилу октетов. Максимальное количество электронов, которое атом должен потерять, получить или разделить в этой стабилизации, - это валентность этого атома..

Например, давайте рассмотрим кремний. Электронная конфигурация кремния составляет 1с²2s²2р⁶3s²3p². Внешняя оболочка n = 3 и имеет 4 электрона. Следовательно, он должен получить еще четыре электрона, чтобы завершить октет. Как правило, кремний может разделить 4 электрона с другими элементами, чтобы завершить октет. Таким образом, валентность кремния составляет 4.

Для разных химических элементов валентность отличается. Это потому, что электроны заполнены на орбитали в соответствии с уровнями энергии этих орбиталей. Однако большинство переходных металлов имеют одинаковую валентность; часто это 2. Но некоторые элементы могут иметь разную валентность, потому что атом может стабилизироваться в различных электронных конфигурациях, удаляя электроны.

Например, в железе (Fe) электронная конфигурация [Ar] 3d⁶4s². Следовательно, валентность железа составляет 2 (2 электрона за 4 с²). Но иногда валентность железа становится 3. Это потому, что 3d⁵ электронная конфигурация более стабильна, чем 3d⁶. Таким образом, удаление еще одного электрона вместе с электронами 4s стабилизирует железо более.

Что такое число окисления?

Число окисления - это число электронов, которое атом может потерять или получить, чтобы образовать связь с другим атомом. Иногда мы используем термины степень окисления и степень окисления взаимозаменяемо, но они имеют небольшие различия.

Рисунок 01: Некоторые химические элементы могут показывать разные числа окисления

В большинстве случаев термин степень окисления применяется для координационных комплексов. В координационных комплексах степень окисления является зарядом центрального атома координационного соединения, если все связи вокруг этого атома были ионными связями. Координационные комплексы почти всегда состоят из атомов переходного металла в центре комплекса. Этот металлический атом имеет в своем окружении химические группы, которые мы называем лигандами. Эти лиганды имеют одиночные электронные пары, которые могут быть разделены с атомами металла для образования координационных связей.

После образования координационной связи она аналогична ковалентной связи. Это потому, что два атома в координационных связях имеют общую пару электронов, подобно ковалентной связи. Однако мы должны рассчитать степень окисления центрального атома металла, рассматривая координационные связи в качестве ионных связей..

В чем разница между валентностью и числом окисления?

Термины степень окисления и валентность связаны с валентными электронами атома. Ключевое различие между валентностью и числом окисления состоит в том, что валентность - это максимальное количество электронов, которое атом может потерять, получить или разделить, чтобы стать стабильным, тогда как число окисления - это количество электронов, которое атом может потерять или получить, чтобы образовать связь с другим атомом. Кроме того, термин валентность применяется для любого химического элемента, но термин степень окисления применяется главным образом в отношении координационных комплексов..

Ниже инфографики суммируется разница между валентностью и степенью окисления.

Резюме - валентность против числа окисления

И степень окисления, и валентность являются терминами, относящимися к валентным электронам атома. Ключевое различие между валентностью и числом окисления состоит в том, что валентность - это максимальное количество электронов, которое атом может потерять, получить или разделить, чтобы стать стабильным, тогда как число окисления - это количество электронов, которое атом может потерять или получить, чтобы образовать связь с другим атомом..

Ссылка:

1. «Число окисления». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Число окисления за период 2» Альбрис - собственная работа (CC BY-SA 4.0) через Commons Wikimedia