ההבדל העיקרי בין מספר החמצון למטען הוא שאנו יכולים לקבוע את מספר החמצון של אטום בהתחשב במספר האלקטרון שהוסר או נצבר על ידי אותו אטום ואילו המטען נקבע בהתחשב במספר הכולל של אלקטרונים ופרוטונים באטום.
יסודות שונים בטבלה המחזורית מציגים מאפיינים כימיים ופיזיקליים שונים. וכשהם מתחברים ליצירת מולקולות, יסודות שונים מצטרפים ליסודות אחרים בפרופורציות שונות. בין מספר רב של וריאציות בין יסודות, הפרמטרים הפשוטים והחשובים ביותר הם המטען ומספר החמצון שלהם.מטען ומספר החמצון של יסוד עוזרים לזהות, לאיזו קבוצה שייך יסוד זה בטבלה המחזורית. והכי חשוב, זה עוזר לתאר את היכולת של היסוד ליצור מולקולות אחרות ותרכובות קואורדינציה, ובכך עוזר לזהות את הנוסחאות האמפיריות שלהם.
מהו מספר חמצון?
מספר חמצון הוא מאפיין של האטום המרכזי של תרכובת קואורדינציה. זהו המטען של האטום המרכזי של תרכובת קואורדינציה כאשר כל הקשרים סביב האטום הזה הם קשרים יוניים. לכן, לפעמים המטען ומספר החמצון דומים, אבל לפעמים זה שונה. לדוגמה, לאלמנטים הפשוטים s block ו-p block יש אותו מספר חמצון כמו המטען שלהם. כמו כן, ליונים פוליאטומיים יש אותו מספר חמצון כמו המטען. עם זאת, לאותו יסוד כימי יכולים להיות מספרי חמצון שונים, בהתאם לאטומים האחרים סביבו. ביסוד חופשי, מספר החמצון הוא תמיד אפס.יתר על כן, ליוני מתכת מעבר (גוש d) וליסודות יש מספרי חמצון שונים.
איור 01: קביעת מספרי חמצון של יסודות שונים בתרכובות
כאשר בוחנים תרכובת קואורדינציה, לאטום המתכת המרכזי תמיד יהיו אורביטלים ריקים שאליהם הליגנדים תורמים את זוגות האלקטרונים הבודדים שלהם ויוצרים קשרים יוניים. יתר על כן, אנו יכולים לציין את מספר החמצון של אטום המתכת המרכזי עם מספרים רומיים בתוך סוגריים. לדוגמה, אם מספר החמצון של מתכת "M" הוא 3, נכתוב אותו כ-M(III).
מהו חיוב?
הטעינה של כל אטום הוא אפס. כאשר אטומים מסירים או מקבלים אלקטרונים, הם מקבלים מטען חשמלי. הסיבה לכך היא שהאלקטרונים הם חלקיקים תת-אטומיים בעלי מטען שלילי בעוד שהפרוטונים טעונים חיובית.אטומים מבצעים הסרה או צבירה של אלקטרונים כדי למלא את מעטפת הערכיות שלהם לפי כלל האוקטטים.
באטום, מספר הפרוטונים והאלקטרונים שווה. מכיוון שלפרוטונים יש מטען חיובי ולאלקטרונים יש מטען שלילי, כאשר אלקטרונים ממעטפת הערכיות מסירים, האטום יוצר יון בעל מטען חיובי, כי אז מספר הפרוטונים החיוביים גבוה ממספר האלקטרונים באותו יון.
קביעת החיוב
יתר על כן, כאשר אטום הוא אלקטרושליל יותר, הוא יכול למשוך אל עצמו אלקטרונים מאטומים אחרים. שם, הם צוברים יותר אלקטרונים ממספר הפרוטונים שנמצא בגרעין שלהם. כך, האטומים הופכים ליונים שליליים. יתר על כן, מספר האלקטרונים שנתרמו או מופשטים שונה מאטום לאטום. אנו יכולים לחזות זאת ממיקום היסוד בטבלה המחזורית. בדרך כלל, אותם אטומים בקבוצה יווצרו את אותם יונים טעונים, מכיוון שיש להם אותו מספר של אלקטרוני ערכיות.
איור 02: מבנה של אטום בקביעת המטען
מספר הקבוצה מציג גם את מספר האלקטרונים הערכיים; לכן, אנו יכולים לקבוע את המטען של היונים שנוצרו על ידי האטומים בקבוצה זו. לדוגמה, אלמנטים מקבוצה אחת יוצרים יונים חד ערכיים עם מטען חשמלי +1. קבוצה של שני יסודות יוצרים יונים בעלי מטען חיובי דו ערכי. קבוצה שלוש וקבוצת ארבע אטומים יוצרות +3 ו-+4 יונים טעונים בהתאם. מקבוצה חמש לקבוצה שבע, אטומים יוצרים יונים בעלי מטען שלילי, מכיוון שקל יותר למלא את אלקטרוני הערכיות שלהם רק על ידי קבלת 2 או 3 אלקטרונים במקום פליטת חמישה, שישה או שבעה אלקטרונים. לכן, קבוצת חמישה יסודות מייצרים -3 יונים טעונים, בעוד שאלמנטים מקבוצה 6 יוצרים -2 יונים ואלמנטים מקבוצה 7 יוצרים -1 יונים.מלבד היונים הטעונים בפשטות, ישנם גם יונים מורכבים עם מטענים כמו NH4+ ו-CO3 2-etc.
מה ההבדל בין מספר חמצון לטעינה?
מספר חמצון ומטען הם שני מונחים קשורים בכימיה. עם זאת, ישנם כמה הבדלים בין מספר החמצון למטען. ההבדל העיקרי בין מספר חמצון למטען הוא שאנו יכולים לקבוע את מספר החמצון של אטום בהתחשב במספר האלקטרון שהוסר או נרכש על ידי אותו אטום ואילו המטען נקבע בהתחשב במספר הכולל של אלקטרונים ופרוטונים באטום.
יתר על כן, יכולים להיות מספר מספרי חמצון עבור אותו יסוד כימי בהתאם לאטומים המקיפים אותו בעוד שמטען האטום משתנה רק בהתאם למספר האלקטרונים והפרוטונים באטום. לפיכך, זהו הבדל חשוב נוסף בין מספר חמצון למטען.
סיכום – מספר חמצון לעומת טעינה
טעינה ומספר חמצון הם שני מונחים קשורים. ההבדל העיקרי בין מספר חמצון למטען הוא שאנו יכולים לקבוע את מספר החמצון של אטום בהתחשב במספר האלקטרונים אשר מוסרים או מתקבלים על ידי אותו אטום ואילו המטען נקבע בהתחשב במספר הכולל של אלקטרונים ופרוטונים באטום.
