Kimyada oksidasyon kavramı, çoğunlukla atomun yapısının ve kimyasal reaksiyonların nasıl meydana geldiğinin anlaşılmasından önce geldiği için biraz kafa karıştırıcıdır. Terim, kimyagerler, bilinen ilk oksitleyici ajan olan oksijeni içeren reaksiyonları analiz ederken ortaya çıktı.
Reaksiyonlarda elektron değişimine aşina olan modern kimyacılara göre oksidasyon, elektron kaybını ve elektron kazanımına indirgenmeyi ifade eder. Modern tanım, metan (CH) üretimi gibi oksijen içeren ve içermeyen reaksiyonlar için geçerlidir.4) karbon ve hidrojenden. Karbondioksit ve su üretmek için metana oksijen eklediğinizde, bu da oksidasyondur. Karbon atomu elektron kaybeder ve oksijen atomları elektron kazanıp indirgenirken oksidasyon durumu değişir. Bu bir redoks reaksiyonu olarak bilinir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Metan molekülündeki karbonun oksidasyon durumu -4 iken hidrojeninki +1'dir.
Metandaki Karbonun Oksidasyon Durumu
Dört değerlik elektronu nedeniyle karbon, +4 ila -4 arasında değişen çeşitli oksidasyon durumlarında bulunabilir. Bu yüzden diğer elementlerden çok daha fazla bileşik oluşturur. Belirli bir bileşikteki durumunu belirlemek için genellikle bileşikteki diğer elementlerle oluşturduğu bağlara bakmanız gerekir.
Hidrojenin yalnızca bir değerlik elektronu vardır ve bu elektron ilk kabuğunda olduğundan, kabuğu doldurmak için yalnızca bir elektrona ihtiyaç duyar. Bu, onu +1 oksidasyon durumuna sahip bir elektron çekici yapar. Hidrojen ayrıca bir elektron kaybedebilir ve metal oluşturmak üzere Grup 1 metalleriyle birleştiğinde -1 oksidasyon durumunda bulunabilir. NaH ve LiH gibi hidritler, ancak çoğu durumda, örneğin karbon ile birleştiğinde olduğu gibi, her zaman +1 oksidasyonundadır. durum.
Metan molekülündeki karbonun oksidasyon durumunu hesaplamak için, her bir karbon-hidrojen bağına iyonikmiş gibi davranırsınız. Molekülün net yükü yoktur, bu nedenle tüm karbon-hidrojen bağlarının toplamı 0 olmalıdır. Bu, karbon atomunun oksidasyon durumunu -4 yapan dört elektron bağışladığı anlamına gelir.
Metan Yaktığınızda Karbon Değişikliklerinin Oksidasyon Durumu
Metan ile oksijeni bir araya getirdiğinizde, ürünler ısı ve ışık şeklinde karbondioksit, su ve enerjidir. Bu reaksiyon için dengeli denklem
CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 Saat2O + enerji
Karbon, bu reaksiyonda oksidasyon durumunda dramatik bir değişikliğe uğrar. Metanda oksidasyon sayısı -4 iken karbondioksitte +4'tür. Bunun nedeni oksijenin her zaman -2 oksidasyon durumuna sahip bir elektron alıcısı olması ve CO'daki her karbon atomu için iki oksijen atomu olmasıdır.2. Hidrojenin oksidasyon durumu ise değişmeden kalır.