Hapetusasteen

Hapetusasteen, usein kutsuttuna hapetusluvuksi, on kemiallinen lukiotermi, jolla atomeille annetaan virallinen laskennallinen numero kuvaamaan elektronien siirtoa kemiallisissa yhdisteisissä. Hapetusaste on tapa kirjailla elektronipakoa kirjanpitoa varten, eikä sen tulkinta tarkoita todellista sähkövarausta atomissa. Yhdisteen tai ionin kaikkien atomien hapetusasteiden summa vastaa yhdisteen kokonaissäukkoa.

Hapetusasteen määrittämisessä noudatetaan perussääntöjä. Osaatomin hapetusasteen arvo määräytyy siten, että elektronit jaetaan niin, kuin elektronegatiivisempi atomi saa itse asiassa suuremman osan sidoksissa olevista elektronipareista. Yleensä atomi hapetusaste on nolla omalla alkuaineen tilallaan. Vety on yleensä +1, vety metallihydrideissa -1. Happi on yleensä -2, poikkeuksina kuten peroksideissa. Halogeenit ovat tavallisesti -1, kun ne muodostavat yhdisteitä epämetallien kanssa. Yhdisteen kokonaisvaraus määrittää hapetusasteiden summan.

Esimerkkejä: vedyn ja veden hapetusasteet ovat H2O: H +1, O -2; hiili hiilihappo-CO2: C +4, O -2; ammoniakki NH3: N -3, H +1; rautamuodossa Fe2O3 rautojen hapetusaste on +3.

Sovelluksia ovat erityisesti redoksireaktioiden tarkastelu ja tasapainotus, sekä kemiallisessa analyysissä ja koordinointikemian laskelmissa. Hapetusasteet ovat hyödyllisiä ilmiöiden, kuten hapetuksen ja pelkistymisen, ymmärtämisessä sekä reaktioiden säätelyssä. Rajoituksena on, ettei hapetusluku vastaa todellista varjoa elektronien todellisesta lokalisaatiosta; etenkin epäjaloissa tai d- ja f‑metalliyhdisteissä sekä jaos- tai delokalisoituneissa rakenteissa hapetusasteet voivat olla apuvälineitä, eivätkä ainoa totuus. Hapetusasteet eroavat muodollisesta varauksesta, mutta ne liittyvät toisiinsa laskentaperiaatteidensa kautta.