Co elektroujemność ma wspólnego z liczbami utlenienia?

Liczby utlenienia odzwierciedlają hipotetyczne ładunki atomów w związkach. Podczas gdy jony mają rzeczywiste ładunki elektryczne, atomy molekularne niekoniecznie mają ładunki. Mogą jednak przyciągać elektrony w cząsteczce w niezrównoważony sposób. Liczby utlenienia odzwierciedlają tę tendencję, a elektroujemność pomaga określić, które atomy przyciągają elektrony w cząsteczce.

Liczby utlenienia mogą być dodatnie, ujemne lub zerowe. Zerowy stopień utlenienia jest związany z czystym pierwiastkiem w stanie podstawowym. Jeśli stopień utlenienia atomu jest dodatni, atom ma mniej elektronów niż jego stan podstawowy. Jeśli stopień utlenienia atomu jest ujemny, atom ma większą liczbę elektronów niż jego stan podstawowy.

Elektroujemność opisuje tendencję atomu do przyciągania elektronów w wiązaniu chemicznym. Pierwiastki o dużej elektroujemności wywierają większy wpływ na elektrony niż pierwiastki o małych elektroujemnościach. Ostatecznie różnica elektroujemności między atomami w związku może pomóc w określeniu charakteru wiązań związku. Gdy różnica elektroujemności wynosi od zera do 0,4, wiązanie między atomami jest kowalencyjne. Gdy różnica elektroujemności wynosi 1,8 lub więcej, wiązanie jest jonowe. Gdy różnica elektroujemności wynosi od 0,5 do 1,7, wiązanie jest kowalencyjne polarne.

Ponieważ elektroujemność dyktuje rozkład elektronów w cząsteczce, może również pomóc w określeniu stopnia utlenienia. Rozważmy na przykład cząsteczkę wody. Atom tlenu ma elektroujemność 3,5, podczas gdy każdy atom wodoru ma elektroujemność 2.2. Dlatego ta cząsteczka jest polarna, a atom tlenu odciąga elektrony od wodoru atomy. Ta nierównowaga znajduje odzwierciedlenie w stopniach utlenienia. Tlen w cząsteczce wody ma stopień utlenienia -2, podczas gdy każdy atom wodoru ma stopień utlenienia +1. Ogólnie atom o większej elektroujemności będzie miał ujemny stopień utlenienia, a atom o mniejszej elektroujemności będzie miał dodatni stopień utlenienia.

Elektroujemność pierwiastków w układzie okresowym na ogół wzrasta, gdy poruszasz się poziomo w poprzek układu i maleje, gdy poruszasz się pionowo w dół stołu. Okresowość elektroujemności pomaga określić trendy w stopniach utlenienia. Na przykład pierwiastki bliżej prawej krawędzi stołu mają tendencję do ujemnych stopni utlenienia ze względu na ich wyższe elektroujemności. Odwrotnie, pierwiastki po lewej stronie tabeli mają tendencję do dodatnich stopni utlenienia ze względu na ich niższe elektroujemności.