حالة الأكسدة

حالة الأكسدة Oxidation state (أوعدد الأكسدة أوفترة الأكسدة)، هومصطلح يشير إلى درجة تأكسد ذرة في مركب كيميائي. فمفهوم حالة الأكسدة هي الشحنة الكهربية التي تكتسبها ذرة إذا كانت جميع ارتباطاتها مع عناصر أخرى من نوع الرابطة الأيونية بنسبة 100%.

وتمثل حالة الأكسدة بأرقام سليمة، قد تكون موجبة أوسالبة الإشارة وقد تكون مساوية للصفر. وفي بعض الحالات يمكن حتى تكون حالة الأكسدة كسرًا مثل 8/3 للحديد في (نطقب:كيم).

أعلى درجات التأكسد هي +8 في رباعي أكسيد الزينون ورباعي أكسيد الروثينيوم ورباعي أكسيد الأوزميوم، بينما أقل حالة أكسدة -4 ونجدها في في بعض عناصر مجموعة الكربون.

زيادة حالة أكسدة ذرة خلال تفاعل كيميائي يسمى "أكسدة" وأما انخفاض حالة الأكسدة فيسمى اختزال. وتتضمن تلك التفاعلات انتنطق للإلكترونات. ويعتبر اكتساب ذرة إلكترونات اختزالًا أما فقدانها إلكترونات فهوأكسدة. حالة الأكسدة للعناصر النقية تساوي صفرًا.

تعريف الأكسدة

قام الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية بتعريف حالة الأكسدة كالآتي:

نطقب:تصريح

الفرق بين حالة أكسدة وعدد الأكسدة

عدد الأكسدة للكربون والهيدروجين في الإيثان.

تتساوى في أغلب الأحوال قيمة حالة الأكسدة oxidation state وقيمة ما يسمى عدد الأكسدة oxidation number ولكنهما مختلفان. يستخدم عدد الأكسدة في المعقدات التساندية وفيها تختلف قواعد عد الإلكترونات عنها في حالة الأكسدة، نطبق مع المعقدات التساندية القاعدة : جميع إلكترون ينتسب إلى أحد الربيطات بصرف النظر عن ماله من سالبية كهربية. نرمز لعدد الأكسدة بالرموز اللاتينية بينما نرمز لحالة الأكسدة بالأرقام العربية . كما أننا يمكن حتى نستخدم عدد الأكسدة لذرة مركزية في تسمية مركب معقد تساندي ، مثل iron(II,III) oxide ، ولا تدخل في تسمية المركب حالة الأكسدة .

يخط عدد الأكسدة إما على يمين رمز العنصر بالحروف اللاتينية ، مثل Fe^III أوبين قوسين بعد اسم العنصر ، مثل (iron(III : وفي تلك الحالة الأخيرة لا نهجر مسافة بين اسم العنصر وعدد الأكسدة.

القواعد العامة لتحديد حالة الأكسدة بدون الاعتماد على بنية لويس

أي عنصر نقي (وقد يحدث جزيئا ثنائيا مثل الكلور Cl₂) تكون له حالة الأكسدة (OS) مساوية للصفر، أمثلة على ذلك النحاس Cu أوالأكسجين O₂.
بالنسبة إلى أيون ذرة أحاديةقد يكون (OS) مساويا لشحنة الأيون. فمثلا S^2-قد يكون له OS مساويا -2, بينما Li⁺قد يكون له +1.
يكون مجموع حالات الأكسدة OSs لجميع الذرات في جزيء أوأيون متعدد الذرات مساويا لشحنة الجزيئ أوالأيون ، بحيث يمكن حساب حالة أكسدة أحد العناصر من بقية حالات أكسدة العناصر الباقية. فمثلا ، في ( SO₃^2- (sulfite ion , تكون الشحنة الكلية للأيون -2 ، وكل ذرة أكسجين باعتبار حتى لها حالة الأكسدة -2 كالعادة. عندئذقد يكون مجموع حالات الأكسدة OSs مساويا OS(S) + 3(-2) = -2, وبالتالي نحصل على حالة أكسدة الكبريت OS(S) = +4.
مع ملاحظة عدم الخلط بين الشحنة على ذرة بحالة أكسدتها ، إذ من الممكن يختلفان، وبالعمل يختلفان غالبا في الأيونات عديدة الذرات . وعلى سبيل المثال ، تكون الشحنة على ذرة النيتروجين في أيون الأمونيا NH₄⁺ مساويا +1, في حين تكون حالة أكسدته -3, وهي تساوي حالة أكسدة النيتروجين في الأمونيا. في تلك الحالة تكون الشحنة على الذرة قد تغيرت مع عدم تغير حالة أكسدتها .