Oxidatiegetallen weerspiegelen de hypothetische ladingen van atomen in verbindingen. Terwijl ionen daadwerkelijke elektrische ladingen hebben, hebben moleculaire atomen niet noodzakelijkerwijs ladingen. Ze kunnen de elektronen in een molecuul echter op onevenwichtige manieren aantrekken. Oxidatiegetallen weerspiegelen deze neiging, en elektronegativiteit helpt bepalen welke atomen de elektronen in een molecuul aantrekken.
Oxidatie nummers
Oxidatiegetallen kunnen positief, negatief of nul zijn. Een oxidatiegetal van nul wordt geassocieerd met een zuiver element in zijn grondtoestand. Als het oxidatiegetal van een atoom positief is, heeft het atoom minder elektronen dan zijn grondtoestand. Als het oxidatiegetal van een atoom negatief is, heeft het atoom een groter aantal elektronen dan zijn grondtoestand.
Elektronegativiteit
Elektronegativiteit beschrijft de neiging van een atoom om de elektronen in een chemische binding aan te trekken. Elementen met een grote elektronegativiteit oefenen een grotere aantrekkingskracht op elektronen uit dan elementen met kleine elektronegativiteiten. Uiteindelijk kan het elektronegativiteitsverschil tussen de atomen in een verbinding helpen bij het bepalen van de aard van de bindingen van de verbinding. Wanneer het elektronegativiteitsverschil tussen nul en 0,4 ligt, is de binding tussen atomen covalent. Wanneer het elektronegativiteitsverschil 1,8 of meer is, is de binding ionisch. Wanneer het elektronegativiteitsverschil tussen 0,5 en 1,7 ligt, is de binding polair covalent.
Elektronegativiteit en oxidatiegetallen
Omdat elektronegativiteit de verdeling van elektronen in een molecuul dicteert, kan het ook helpen bij het bepalen van oxidatiegetallen. Denk bijvoorbeeld aan een watermolecuul. Het zuurstofatoom heeft een elektronegativiteit van 3,5, terwijl elk waterstofatoom een elektronegativiteit heeft van 2.2. Daarom is dit molecuul polair en trekt het zuurstofatoom de elektronen weg van de waterstof atomen. Deze onbalans wordt weerspiegeld in de oxidatiegetallen. Zuurstof in een watermolecuul heeft een oxidatiegetal van -2, terwijl elk waterstofatoom een oxidatiegetal van +1 heeft. In het algemeen zal het atoom met een grotere elektronegativiteit een negatief oxidatiegetal hebben en het atoom met een kleinere elektronegativiteit een positief oxidatiegetal.
Trends in elektronegativiteit
De elektronegativiteit van elementen op het periodiek systeem neemt over het algemeen toe als je horizontaal over de tafel beweegt en neemt af als je verticaal langs de tafel beweegt. De periodiciteit van elektronegativiteit helpt bij het bepalen van trends in oxidatiegetallen. De elementen die zich dichter bij de rechterrand van de tafel bevinden, hebben bijvoorbeeld de neiging om negatieve oxidatiegetallen te hebben vanwege hun hogere elektronegativiteiten. Omgekeerd hebben de elementen aan de linkerkant van de tabel de neiging om positieve oxidatiegetallen te hebben vanwege hun lagere elektronegativiteiten.