عدد اکسایش

اطلاعات اولیه

اعداد اکسایش را متخصصان شیمی ‌معدنی ابداع کردند. برای موازنه واکنشهای اکسایش ـ کاهش از اعداد اکسایش استفاده می‌‌شود و متخصصان شیمی‌ کوئوردیناسیون برای طبقه‌بندی دنیای غنی شیمی‌ فلزات واسطه به آنها نیاز دارند. گرچه متخصصان شیمی ‌آلی و زیست شیمی‌ علاقه کمتری به این مفهوم دارند و معمولا تنها زمانی از این اعداد استفاده می‌‌کنند که با ترکیبات فلزات واسطه کلاسیک سر و کار داشته باشند. مسئله اختصاص اعداد اکسایش در شیمی‌ آلی را که منعکس کننده ماهیت قطبی پیوند  و  است، نمی‌توان به آسانی پذیرفت. مثلا کربن موجود در دو مولکول  و  یکسان نیستند. 

تاریخچه

اولین بار چالزکی یورگنسن مسئله یکسان نبودن کربن در دو مولکول متفاوت را شناخت. وی این مسئله را در قالب اعداد اکسایش و حالتهای اکسایش بیان کرد. اعداد اکسایش همواره مورد مشاجره مولفان زیادی بوده است. 

مفهوم عدد اکسایش

اعداد اکسایش بارهایی (در مورد ترکیبات کووالانسی ، بارهایی فرضی) هستند که بر طبق قواعدی اختیاری به اتم‌های یک ترکیب نسبت داده می‌شوند. عدد اکسایش یونهای تک اتمی ‌، همانند بار آن یونهاست. 

قوانین تعیین اعداد اکسایش

این قوانین باید ساده و روشن باشند و در صورت امکان نتایج مستدلی از نظر شیمیایی ارائه داده و ابهامی‌ نداشته باشند. این قواعد را که عموما پذیرفته شده‌اند، باید به همان ترتیبی که ارائه شده است، بکار برد. اعمال این قوانین برای تعیین اعداد اکسایش ترکیبات معدنی محکی از اظهارات فوق است.عدد اکسایش یونهای تک اتمی‌ ، همانند بار آن یونها است. 

عدد اکسایش اتم‌های یک ترکیب کووالانسی را می‌‌توان با نسبت دادن الکترونهای هر پیوند به اتم الکترونگاتیوتر درگیر در پیوند بدست آورد. در مورد اتم‌های همانند که بین آنها یک پیوند غیرقطبی وجود دارد و الکترونهای پیوند به تساوی بین این اتمها تقسیم شده‌اند، عدد اکسایش صفر است. 

شماره	قاعده/کاربرد	__عدد اکسایش
1	جمع اعداد اکسایش همه اتمهای موجود در گونه‌ها برابر با بار کلی گونه مربوطه است.	_
2	برای اتمها در شکل عنصری	0
3	برای عناصرگروه I	1+
	برای عناصرگروه II	2+
	برای عناصرگروه III (به‌غیر از B )	3+ برای M+3 و 1+ برای M+1
	برای عناصرگروه IV (به‌غیر از C و Si )	4+ برای M+4 و 2+ برای M+2
4	برای هیدروژن	1+ در ترکیب با غیرفلزات و 1- در ترکیب با فلزات
5	برای فلوئور	1- در همه ترکیبات
	برای Cl , Br , I	1- مگر در ترکیب با اکسیژن
6	برای اکسیژن	2- مگر در ترکیب با F ، 1- در پروکسیدها (O-22) ، 2/1- در سوپروکسیدها (O-2) ،3/1- در اوزونیدها (O-3)

در مواجهه با مولکول آلی و مثالهایی از جمله زنجیری شدن ، آب‌زدایی ، اکسایش و شروع با  این قواعد را تشریح می‌کنند. آنچه باعث نگرانی می‌شود، عبارت است از:

• زنجیری شدن، به عنوان یک واکنش اکسایش ـ کاهش ظاهر می‌‌شود. 
• عدد اکسایش اتم های کربن در هیدروکربنها 5 واحد اختلاف دارد، از 4- در  تا صفر در 
• عدد اکسایش اتم کربن ، هنگامی ‌که از  به  می‌‌رویم، 8 واحد تغییر می‌‌کند.
• عدد اکسایش اتم کربن موجود در متانول 2- ، در همه انواع الکلهای نوع اول 1- ، در الکل نوع دوم 0 ، و در الکل نوع سوم 1+ است.
• آب‌دهی و آب‌زدایی هیدروکربنها مفهوم یکسانی از واکنش‌های اکسایش ـ کاهش هستند، همانند تشکیل الکل یا هالید.
• عدد اکسایش هیدروژن در پیوند با اکسیژن و با اتم کربن یکسان است.

قضیه‌های یورگنسن

شماره	بیان قضیه	توضیح
1	جمع اعداد اکسایش در ماهیتی تک اتمی ‌یا چند اتمی ‌برابر بار الکتریکی موجود در واحدهای پروتونی است.	_
2	دریک ترکیب مفروض به اتمهای عناصر یکسان اعداد اکسایش یکسانی نسبت داده می‌‌شود، به شرط آنکه دلیل جدی برای انجام آن وجود نداشته باشد.	شواهد شیمیایی می‌‌تواند دلایل جدی را تشکیل دهند.
3	اعداد اکسایش می‌توانند بطور مشابهی به ترکیباتی که اعداد اکسایش آنها از قواعد ویژه‌ای تعیین می‌‌شوند، نسبت داده شوند (جانشینی اتم‌ها یا گروه‌های مشابه).	_
4	واکنشهای یک ماهیتی با مشخصه اسیدی و یا بازی بودن حلال  آبپوشیده و  موجود در محلول آبی) ، عدد اکسایش اتمهای انفرادی را تغییر نمی‌‌دهند.	_

مباحث مرتبط با عنوان

• احیا
• الکترونگاتیوی
• اکسیداسیون
• پیوند شیمیایی
• جامد کووالانسی
• شیمی‌ کوئوردیناسیون
• موازنه واکنش
• واکنش اکسایشی