Valency vs Oxidation State
למרות שהערכיות ומצב החמצון של כמה אטומים וקבוצות דומים במקרים מסוימים, חשוב להכיר את ההבדלים במונחים אלה.
Valency
לפי ההגדרה של IUPAC ערכיות היא ""המספר המרבי של אטומים חד ערכיים שיכולים לשלב עם האטום." כלומר הערכיות ניתנת על ידי מספר הקשרים שיכולים להיווצר על ידי אטום. מספר האלקטרונים הערכיים שיש לאטום קובע את הערכיות של אותו אטום. אלקטרונים ערכיים הם האלקטרונים באטום המשתתפים ביצירת הקשר הכימי.כאשר נוצרים קשרים כימיים, כל אטום יכול לצבור אלקטרונים, לתרום אלקטרונים או לחלוק אלקטרונים. היכולת לתרום, לזכות או לשתף תלויה במספר האלקטרונים הערכיים שיש להם. לדוגמה, כאשר מולקולת H2 יוצרת אטום מימן אחד נותנת אלקטרון אחד לקשר הקוולנטי. לפיכך, שני אטומים חולקים שני אלקטרונים. אז הערכיות של אטום מימן היא אחת. לאטומים או קבוצות חד ערכיות כמו מימן והידרוקסיל יש ערכיות של אחד ואילו לאטומים או קבוצות דו ערכיות יש ערכיות של שניים וכו'.
מצב חמצון
לפי הגדרת IUPAC, מצב חמצון הוא "מדד למידת החמצון של אטום בחומר. זה מוגדר כמטען שניתן לדמיין שיש לאטום". מצב חמצון הוא ערך של מספר שלם, והוא יכול להיות חיובי, שלילי או אפס. מצב החמצון של אטום נתון לשינוי עם תגובה כימית. אם מצב החמצון עולה, אז אומרים שהאטום מחומצן, ואם הוא יורד, אז האטום עבר הפחתה.בתגובת החמצון וההפחתה, אלקטרונים עוברים. ביסודות טהורים, מצב החמצון הוא אפס. ישנם כללים מעטים שאנו יכולים להשתמש בהם כדי לקבוע את מצב החמצון של אטום במולקולה.
• ליסודות טהורים יש מצב חמצון אפס.
• עבור יונים מונוטומיים, מצב החמצון זהה למטען שלהם.
• ביון רב-אטומי, המטען שווה לסכום מצבי החמצון בכל האטומים. אז ניתן למצוא את מצב החמצון של אטום לא ידוע אם ידוע מצב החמצון של אטומים אחרים.
• עבור מולקולה ניטרלית, סכום כל מצבי החמצון של האטומים הוא אפס.
חוץ מהשיטה שלעיל, ניתן לחשב את מצב החמצון גם באמצעות מבנה לואיס של מולקולה. מצב החמצון של אטום ניתן על ידי ההבדל בין מספר האלקטרון הערכי שיש לאטום אם האטום הוא ניטרלי ומספר האלקטרונים שייך לאטום במבנה לואיס. לדוגמה, לפחמן המתיל בחומצה אצטית יש מצב חמצון -3.במבנה לואיס, פחמן קשור לשלושה אטומי מימן. מכיוון שהפחמן הוא אלקטרונילי יותר, ששת האלקטרונים בקשרים שייכים לפחמן. פחמן יוצר את הקשר השני עם פחמן אחר; לכן, הם מחלקים את שני אלקטרוני הקשרים באופן שווה. אז כולם ביחד במבנה לואיס לפחמן יש שבעה אלקטרונים. כאשר פחמן נמצא במצב ניטרלי, יש לו 4 אלקטרונים ערכיים. אז ההבדל ביניהם גורם למספר החמצון של פחמן להיות -3.
מה ההבדל בין Valency ומצב חמצון?
• הערך נתון לפי מספר הקשרים שמין יכול ליצור.
• מצב חמצון הוא המטען שיכול להיות לאטום או לקבוצה.
