Come Determinare Il Numero D'ossidazione Di Un Atomo

tramite: O2O
Difficoltà: difficile
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Introduzione

In questo compendio sarà spiegato come determinare lo stato d'ossidazione (o numero di ossidazione) di un atomo all'interno di un composto. Si tratta di una nozione molto utile per affrontare le reazioni di ossidoriduzione e la nomenclatura inorganica tradizionale. Si partirà da una semplice regola per i casi più semplici, fino ad arrivare a una regola di massima generalità.

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Occorrente

  • Carta e penna
  • Tavola periodica degli elementi
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I casi più semplici riguardano la determinazione dello stato d'ossidazione di un metallo o di un non metallo nella maggior parte delle molecole inorganiche semplici, quali acidi, idrossidi, ossidi, anidridi, sali. Per ottenerla, bisogna impostare una semplice equazione, attenendosi alle seguenti tre semplici regole.
L'ossigeno ha stato d'ossidazione -2 in quasi tutti i composti, a eccezione dei perossidi e dei subossidi; l'idrogeno ha stato d'ossidazione 1 nella maggior parte dei composti, esclusi gli idruri, ossia i composti del tipo LiH, NaH, MgH2); l'equazione deve essere eguagliata a 0 se la molecola della quale si vuole determinare lo stato d'ossidazione è neutra, altrimenti va uguagliata alla carica della molecola (1, -2, -3 ecc., a seconda dei casi).

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Come caso dimostrativo della procedura illustrata si prende in considerazione la molecola di H2SO4 (acido solforico), prodotta dallo zolfo. Lo stato d'ossidazione dello zolfo (S) si ricava impostando la seguente l'equazione:
(stato d'ossidazione dell'idrogeno 'per' il numero di atomi idrogeno presenti nella molecola) 'più' (stato d'ossidazione zolfo 'per' il numero di atomi zolfo) 'più' (stato d'ossidazione ossigeno 'per' il numero di atomi ossigeno) 'uguale' a zero o, eventualmente, alla carica della molecola.
Si ha pertanto: (1 'per' 2) 'più' x (lo stato d'ossidazione dello zolfo è l'incognita) 'più' (-2 'per' 4) = 0, cioè 2+x-8=0, da cui si ricava che x = 6. Lo stato d'ossidazione dello zolfo nell'acido solforico è dunque +6.

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Un'utile nozione più generale che serve per la determinazione dello stato d'ossidazione di un qualsiasi elemento richiede una conoscenza chimica un po' più specifica nella scrittura delle formule di struttura di un composto (nella figura a fianco è riportata la formula di struttura dell'acido solforico).

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Con a disposizione l'elettronegatività di tutti gli elementi, reperibili facilmente dalla tavola periodica degli elementi, la procedura è la seguente: in ogni legame, individuare l'atomo più elettronegativo e assegnargli le cariche negative, una per ogni legame che realizza. Per esempio, nel doppio legame S=O, l'ossigeno (O) è più elettronegativo e assume quindi stato d'ossidazione -2; lo zolfo (S), invece, ha stato +2. Lo zolfo, inoltre, forma anche altri 4 legami (v. Immagine del passo 3) con l'ossigeno, per cui, complessivamente, lo stato d'ossidazione risulta essere +6, come trovato con il metodo precedente.

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