L’état d’oxydation des éléments est directement lié à la stabilité chimique d’un composé . Lorsque deux éléments ou plus s’unissent pour donner naissance à un nouveau composé, une réaction est générée où les propriétés sont combinées en quantités spécifiques, comme le proton qui peut être transféré d’un élément à un autre.
Le nombre d’oxydation est lié à ce concept, il est donc important d’en savoir plus si nous voulons approfondir l’étude chimique des composés (plus d’un élément chimique combiné). Nous définissons ci-dessous quels sont les états d’oxydation des éléments, leur utilité et comment ils peuvent être calculés.
Quel est l’état d’oxydation ?
L’état d’oxydation est défini comme un indicateur qui représente le degré d’oxydation d’un atome en tant que partie d’un composé. Elle peut également être définie comme la charge électrique (hypothétique) que possède l’atome, si ses liaisons sont 100 % ioniques.
Une autre façon de faire référence à ce concept est que l’état d’oxydation est la somme des charges , positives et négatives, qui composent un atome. Indirectement, cela signifie le nombre d’électrons que l’atome a abandonnés ou acceptés au cours d’un processus chimique pour atteindre sa stabilité chimique.
Quels sont les états d’oxydation des éléments ?
Les états d’oxydation sont des nombres positifs ou négatifs, dans certains cas zéro . Le nombre d’oxydation le plus bas connu à ce jour est -4, possédé par certains éléments appartenant au groupe carbone. Le plus grand est de plus +8 et peut être trouvé, entre autres, dans les tétroxydes de ruthénium.
Théoriquement, l’état d’oxydation d’un élément chimique est celui qui correspond à son numéro de groupe.
Quel est le nombre d’oxydation ?
Le nombre d’oxydation est l’ entier qui représente le nombre d’électrons mis en jeu dans la formation d’un composé.
Indice d’oxydation sur le tableau périodique
Dans le tableau périodique, vous pouvez voir les nombres d’oxydation possibles d’un élément, car ils varient en fonction de l’élément avec lequel ils réagissent . Des exemples sont les éléments chimiques suivants :
- H : +1
- Soit : +2
- Vous : +2, +3, +4
- V +2, +3, +4, +5
- He : 0 (la même chose se produit avec Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, Uuo)
Tous les éléments chimiques du tableau périodique ont un indice d’oxydation.
Comment calculer l’indice d’oxydation ?
Ce qui détermine si le nombre d’oxydation est positif ou négatif, c’est s’il gagne ou perd des électrons. En cas de victoire ou de partage avec un élément qui a tendance à céder, c’est négatif ; mais s’il perd ou partage avec un élément qu’il tend à capter, c’est positif.
Le nombre d’oxydation d’un élément peut varier en fonction de l’élément avec lequel il interagit, c’est pourquoi on peut constater qu’il existe des éléments avec des nombres différents. Pour calculer l’état d’oxydation d’un élément chimique, il est important de considérer quelques règles .
Règles pour le nombre d’oxydation d’un élément
Pour connaître l’indice d’oxydation, les règles suivantes doivent être respectées :
- Dans un état exempt de tout élément chimique, l’indice d’oxydation est nul . Quelques exemples : N2, CI2, Na, Cu, H2, Mg, O2.
- L’hydrogène a un indice d’oxydation de +1 , sauf lorsqu’il est combiné avec un métal, où il est de -1 : NaH ou CaH2.
- Bien que le nombre d’oxydation de l’oxygène soit de -2 , celui des peroxydes est de -1. Dans le cas de OF2, c’est +2.
- Curieusement, dans le nombre d’oxydation des métaux, il a la même valence mais positive. Exemple : Mg2 : +2.
- Les ions monoatomiques ont un numéro atomique qui correspond à la charge de l’ion . Exemple : Cl est -1.
- Lorsque les nombres d’oxydation des éléments d’un composé spécifique sont additionnés algébriquement, le résultat est zéro.
- Lorsque les nombres d’oxydation des éléments qui composent un ion polyatomique sont additionnés algébriquement, le résultat est égal à la charge de l’ion.
Il est également important de considérer que dans les composés covalents, le nombre d’oxydation négatif est attribué à l’atome électronégatif.
Étapes pour calculer le nombre d’oxydation
Le calcul de l’état d’oxydation, lorsque le nombre dans l’un des éléments est inconnu, peut se résumer ainsi :
- Identifiez le symbole des éléments présents dans le composé . Localisez leurs numéros de valence ou numéros d’oxydation. Par exemple pour MgSO4, nous avons 3 éléments Mg + S + O.
- Écrivez la formule du composé élevé avec son indice d’oxydation. S’il y a plus d’un chiffre, nous ne le savons pas avec certitude (comme le soufre), et c’est celui-là que nous allons calculer. Exemple : Mg (+2) S (X) O (-2)4.
- Multipliez le nombre d’oxydation de chaque élément par la quantité de chaque élément. Par exemple, s’il s’agit de O4, vous devez multiplier le nombre d’oxydation de l’oxygène par 4. Le résultat serait : 2+X-8
- Ajoutez maintenant le produit obtenu et égalisez-le à zéro. En continuant avec l’exemple, cela donnerait : -6+X = 0; qui, si nous le résolvons, révèle le nombre d’oxydation du soufre qui est X=6.
A quoi servent les nombres d’oxydation ?
En plus d’aider à résoudre un grand nombre de formules chimiques, le nombre d’oxydation est généralement utilisé pour déterminer le nombre d’électrons d’un atome . Comme dans l’exemple que nous avons partagé, cela nous a aidé dans le processus à déterminer le nombre d’oxydation d’autres éléments du composé.
Chaque fois que la combinaison de divers éléments est étudiée, les nombres d’oxydation sont considérés comme un élément important pour évaluer la relation entre ces éléments et ainsi atteindre la stabilité chimique.