Oksidasjonstal

Oksidasjonstal, eller oksidasjonstrinn, er eit hjelpemiddel til å halda orden på elektronovergongar i ein redoksreaksjon; eit atom eller grunnstoff vert oksidert dersom oksidasjonstalet aukar og redusert dersom oksidasjonstalet minkar.

Uformelt er oksidasjonstalet til eit atom ladningen til atomet dersom sambindinga hadde vorte stykka opp i ion, slik at delte elektron vert fullstendig overførte til det atom med høgast elektronegativitet. Det vil med andre ord seia at dersom eit elektron i molekylet vert delt mellom to atom A og B, A med større elektronegativitet enn B, så skal det reknast som tilhøyrande A når me skal finna oksidasjonstalet til dei ulike atoma. Oksidasjonstal vert i nomenklaturen skildra ved hjelp av romartal. Til dømes har Fe³⁺, også kalla jern(III), oksidasjonstal III. Det er varierande praksis for om me nyttar + for positive oksdiasjonstal eller ei; +III.

I vatn, H₂O, er elektronfordelinga H:O:H og oksygen er meir elektronegativ enn hydrogen. Når me skal finna oksidasjonstala til dei ulike atoma, så reknar me altså som om oksygenatoma har fått elektron dei deler med hydrogenatomet og at me har fylgjande ion: O^2- og H⁺. Oksygenatomet har altså oksidasjonstal -II og hydrogenatoma har +I.

Oksidasjonstalet til eit grunnstoff i ei sambinding er gjennomsnittet av oksidasjonstala til enkeltatoma av grunnstoffet. I H₂O er begge hydrogenatoma likeverdige og oksidasjonstalet til hydrogen er altså I.

I etanol, CH₃CH₂OH, har karbonatoma ulike oksidasjonstal. Det eine karbonatomet er omgjeve av 3 hydrogenatom og eitt karbonatom, og har såleis tre ekstra elektron (frå hydrogen, som har lågare elektronegaitivitet) og dermed oksidasjonstal -III. Det andre karbonatomet er omgjeve av 2 hydrogenatom, eitt karbonatom og eitt oksygenatom, og har såleis berre eitt ekstra elektron (to frå hydrogen, men eitt elektron er gjeve vekk til oksygen) og dermed oksidasjonstal -I. Reknar me gjennomsnittet, så har karbon altså oksidasjonstal -II.

Oksidasjonstalet til eit enkeltatom kan finnast ved å studera bindingsoppbygginga av det enkelte molekylet og ta omsyn til ulik elektronegativitet. For å finna oksdiasjonstalet til eit grunnstoff, og iblant også til enkeltatom, så kan me nytta fylgjande reglar (i prioritert rekkefølgje):

1. Alle stoff i rein, elementær form har oksidasjonstal 0.
2. Alle ion med eitt atom har oksidasjonstal lik ladningen.
3. I eit fleiratomsstoff er summen av oksidasjonstala lik ladningen.
4. Fluor har oksidasjonstal -I.
5. Hydrogen har oksidasjonstal I, utanom i metallhydrid, der oksidasjonstalet er -I
6. Oksygen har oksidasjonstal -II, utanom i peroksid, der oksidasjonstalet er -I
7. Alkalimetall har oksidasjonstal I
8. Jordalkalimetall har oksidasjonstal II

Døme: Etanol - C₂H₆O. Hydrogen har oksidasjontal +I og oksygen -II, medan karbon har oksidasjonstal x (ukjent inntil vidare). Ved den tredje regelen er då 0 = 2x + 6*1 + 2*(-2) = 2x + 2, det vil seia at x = -I.

Eit grunnstoff kan ha mange ulike oksidasjonstal, avhengig av kva sambindingar dei er i. Til dømes kan nitrogen ha oksidasjonstrinn -III, -II, +III, +IV og V, medan jern kan ha oksdiasjonstrinn II og III, men også IV og VI.

For nokre grunnstoff er enkelte oksidasjonstal spesielt vanlege. Sjå til dømes reglane 4-8 for fastsetjing av oksidasjonstrinn. Andre vanlege oksidasjonstrinn kan finnast på sidene for enkeltgrunnstoff.