Lo stato di ossidazione è la carica condizionale di un atomo di un elemento in una molecola. Questo concetto è fondamentale nella chimica inorganica, senza comprenderlo è impossibile immaginare i processi delle reazioni redox, i tipi di legami nelle molecole, le proprietà chimiche e fisiche degli elementi. Per capire cos'è uno stato di ossidazione, devi prima capire in cosa consiste l'atomo stesso e come si comporta quando interagisce con i suoi simili.
Come sai, un atomo è composto da protoni, neutroni ed elettroni. Protoni ed elettroni, detti anche nucleoni, formano un nucleo carico positivamente, attorno ad esso ruotano elettroni negativi. La carica positiva del nucleo è bilanciata dalla carica negativa totale degli elettroni. Pertanto, l'atomo è neutro.
Ogni elettrone ha un certo livello di energia, che determina la vicinanza della sua posizione al nucleo: più vicino al nucleo, minore è l'energia. Sono disposti a strati. Gli elettroni di uno strato hanno quasi la stessa riserva di energia e formano un livello di energia o uno strato elettronico. Gli elettroni nel livello di energia esterno non sono legati troppo fortemente al nucleo, quindi possono partecipare a reazioni chimiche. Elementi aventi al livello esterno dada uno a quattro elettroni, nelle reazioni chimiche, di norma, donano elettroni e quelli che hanno da cinque a sette elettroni accettano.
Ci sono anche elementi chimici chiamati gas inerti, in cui il livello di energia esterno contiene otto elettroni, il numero massimo possibile. Praticamente non entrano in reazioni chimiche. Quindi, qualsiasi atomo tende a "completare" il suo strato di elettroni esterno fino agli otto elettroni richiesti. Dove posso trovare quelli scomparsi? Altri atomi.
Durante una reazione chimica, un elemento con un'elettronegatività maggiore "prende" un elettrone da un elemento con un'elettronegatività inferiore. L'elettronegatività di un elemento chimico dipende dal numero di elettroni nel livello di valenza e dalla forza della loro attrazione sul nucleo. Per un elemento che ha preso elettroni, la carica negativa totale diventa maggiore della carica positiva del nucleo, e per un elemento che ha ceduto un elettrone, viceversa. Ad esempio, in un composto di ossido di zolfo SO, l'ossigeno, che ha un'elevata elettronegatività, prende 2 elettroni dallo zolfo e acquisisce una carica negativa, mentre lo zolfo, lasciato senza due elettroni, riceve una carica positiva. In questo caso, lo stato di ossidazione dell'ossigeno è uguale allo stato di ossidazione dello zolfo, preso con segno opposto. Lo stato di ossidazione è scritto nell'angolo in alto a destra dell'elemento chimico. Nel nostro esempio, appare così: S+2O-2.
L'esempio sopra è piuttosto semplificato. Infatti, gli elettroni esterniun atomo non viene mai trasferito completamente all' altro, diventano solo "comuni", quindi gli stati di ossidazione degli elementi sono sempre inferiori a quelli indicati nei libri di testo.
Ma per semplificare la comprensione dei processi chimici, questo fatto viene trascurato.
