ปฏิกิริยาเคมีกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอน

ปฏิกิริยาเคมีกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอน
ความหมายและการหาเลขออกซิเดชัน

                        เลขออกซิเดชัน  (Oxidation number หรือ Oxidation state) ย่อว่า  ON.  คือ ค่าประจุไฟฟ้าที่สมมติขึ้นของไอออนหรืออะตอมของธาตุ  โดยคิดจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้หรือรับหรือใช้ร่วมกับอะตอมของธาตุตามที่กำหนดขึ้น

            สารประกอบไอออนิก  ค่าเลขออกซิเดชันของธาตุกำหนดจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้หรือรับ  โดยกำหนดธาตุที่ให้อิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเป็นบวก  และมีค่าเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้  และธาตุที่รับอิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ  และมีค่าเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่รับ 

            ส่วนสารโคเวเลนต์   ค่าเลขออกซิเดชันของธาตุที่กำหนดจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้ในการร่วมพันธะกับอะตอมของธาตุที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีต่างกัน  โดยกำหนดให้ธาตุที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีมากมีค่าเลขอออกซิเดชันเแป็น ลบ   และมีค่าเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้ในการร่วมพันธะ 

            กฎสำหรับใช้กำหนดเลขออกซิเดชัน  ดังนี้

                   1.  ธาตุอิสระทุกชนิด มีเลขอออกซิเดชันเท่ากับ  ศูนย์  เช่น  Ca⁰   O₂⁰    S₈⁰    Si⁰ 

                   2.  เลขออกซิเดชันของธาตุ  เท่ากับประจุของไอออนของธาตุนั้น  เช่น  Na⁺  มี  ON  =  +1  ,  Ca²⁺  มี  ON  =  +2  ,  Cl^-   มี  ON  =  -1  ,  และ  O^2-  มี  ON  =  -2 

                   3.  ฟลูออรีน  เป็นธาตุที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตีสูงสุด  ในสารประกอบทุกชนิด  ฟลูออรีนจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ  -1  เช่น  Ba₂F   HF   BaSiF₆  BrF

                   4.  ออกซิเจน  ในสารประกอบมีเลขอออกซิเดชันเท่ากับ  -2  ยกเว้น  ออกเดชันในออกไซด์บางชนิดที่ออกซิเจนจะมีเลขอออกซิเดชันเป็นอย่างอื่น  เช่น  ในเปอร์ออกไซด์  ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชัน  =  -1   ในซุปเปอร์ออกไซด์  ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชัน  =  -1/2  และในออกไซด์ของฟลูออรีน  ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชันมีเลขออกซิเดชัน  = +2 

                   สารประกอบทั่วไปที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ  เช่น  H₂SO₄ , Ca₃(PO₄) , H₂O , CH₃CH₂OH

                            เปอร์ออกไซด์    เช่น  H₂O₂  ,  Na₂O₂  ,  BaO₂

                            ซุปเปอร์ออกไซด์   เช่น  NaO₂  ,  KO₂

                            ออกไซด์ของฟลูออรีน  เช่น  OF₂

                   5.  ไฮโดรเจนในสารประกอบมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ  +1  ยกเว้น  ไฮไดรด์ของโลหะ (สารประกอบธาตุที่มี  H  กับโลหะเป็นองค์ประกอบร่วมกัน)  ที่ไฮโดรเจนจะมีเลขออกซิเดชัน = -1      สารประกอบทั่วไปที่มีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ  เช่น  NaHSO₄ , CH₄ , NH₃    ไฮไดรด์ของโลหะ  เช่น  NaH  ,  CaH₂

                   6.  ธาตุในสารบางชนิดมีเลขออกซิเดชันเพียงค่าเดียว  ตัวอย่าง

                        โลหะหมู่  IA  ในสารประกอบทุกชนิดมีเลขออกซิเดชันค่าเดียวคือ  +1 เช่น NaCl,  K₂SO₄

                        โลหะหมู่  IIA ในสารประกอบทุกชนิดมีเลขออกซิเดชันค่าเดียวคือ +2เช่น CaCO₃, BaSO₄

                        ธาตุบางชนิด ในสารประกอบมีเลขออกซิเดชันค่าเดียว  เช่น  ZnSO₄  AgCl  NaF  Al₂O₃ (Zn = +2 , Ag = +1  ,  F  =  -1  ,  Al  =  +3)

                   7.  ในสารประกอบทุกชนิดจะพบว่า ”ผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมของธาตุเท่ากับศูนย์”  เช่น  KClO₄  มีผลรวมของเลขออกซิเดชันเท่ากับ  0  ดังนี้

                        K⁺¹  Cl⁺⁷     O₄^4(-2)  จะได้  (+1) + (+7) + (4 x -2)  =  0

                   8.  ในไอออนของกลุ่มอะตอมของธาตุจะพบว่า “ผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมเท่ากับประจุของไอออนนั้น”  เช่น  P₂O₇^4-  มีผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมเท่ากับ  -4  ดังนี้

                        2P  + 7O   =  -4

                        2(+5)  +  7(-2)   =  -4