Le nombre d'oxydation d'un élément indique la charge hypothétique d'un atome dans un composé. C'est hypothétique car, dans le contexte d'un composé, les éléments peuvent ne pas être nécessairement ioniques. Lorsque le nombre d'électrons associés à un atome change, son nombre d'oxydation change également. Lorsqu'un élément perd un électron, son indice d'oxydation augmente.
Règles d'oxydation
Lorsqu'un élément perd un électron, son indice d'oxydation devient toujours plus positif. La configuration exacte des nombres d'oxydation dans un composé est spécifiée par une série de règles de nombre d'oxydation. Ces règles décrivent la distribution des nombres d'oxydation dans un composé et décrivent les nombres d'oxydation typiques pour certains éléments. Si vous vous familiarisez avec ces règles, vous pourrez peut-être comprendre et prédire quel réactif s'oxydera.
Nombres d'oxydation multiples
Certains éléments ont de nombreux nombres d'oxydation possibles. Si vous savez de quels éléments il s'agit, vous pouvez prédire ce qu'il adviendra de leur nombre d'oxydation dans une réaction. Par exemple, le fer peut avoir des nombres d'oxydation allant de -2 à +6. Les nombres d'oxydation les plus courants pour le fer sont +2 et +3. Afin de distinguer lequel d'entre eux est présent dans un composé, les scientifiques écrivent l'état d'oxydation en chiffres romains dans le nom du composé. Dans la réaction, si le fer perd des électrons, son état d'oxydation changera. C'est le cas lorsque le fer rouille. Le fer solide est oxydé en fer (II) par des atomes d'oxygène. Ensuite, les atomes de fer (II) perdent des électrons lorsqu'ils réagissent avec les ions hydrogène et l'oxygène. Cette réaction forme des ions fer (III), qui peuvent ensuite former de l'hydroxyde de fer (III) et de l'oxyde de fer (III).
Agents oxydants
Lorsqu'un composé perd des électrons, quelque chose doit l'obliger à le faire. C'est ce qu'on appelle l'agent oxydant. Par exemple, lorsque le fer rouille, l'oxygène est un agent oxydant. L'oxygène reçoit les électrons que le fer perd. Les électrons qui sont perdus dans une réaction doivent être gagnés ailleurs afin d'équilibrer le potentiel électrique. À son tour, le nombre d'oxydation de l'oxygène change également.
Oxydation et réduction
Les réactions dans lesquelles un élément est oxydé impliquaient généralement une réduction correspondante d'un autre élément. La réduction se produit lorsqu'un élément gagne des électrons; dans ce cas, son indice d'oxydation est abaissé. Par exemple, lorsque le fer rouille, l'oxygène peut se comporter comme un agent oxydant. Au fur et à mesure que l'oxygène gagne des électrons, il passe d'un nombre d'oxydation de zéro à un nombre d'oxydation de moins deux.