Oksidaatioasteet

Oksidaatioasteet (oksidointiasteet) ovat kemiallinen käsite, jota käytetään kuvaamaan atomien elektronien jakautumista kemiallisissa yhdisteissä. Ne ovat laskennallisia arvoja, jotka kertovat, kuinka monta elektronia atomi on menettänyt tai vastaanottanut suhteessa neutraaliin tilaan. Oksidaatioaste toimii työkaluina erityisesti redoxireaktioiden tarkastelussa ja yhdisteiden sähköisen tilan vertaamisessa.

Laskennan perusperiaatteet: Alkuaineen oksidaatioaste on 0, kun se esiintyy vapaana atomin tilassa. Ioniyhdisteissä oksidaatioaste vastaa ionin varausta. Happi on tavallisesti -2 (poikkeuksina peroksideissa, joissa se on -1). Vety on tavallisesti +1 (hydrideissa -1). Fluori on yleensä -1; muut halogeenit ovat tavallisesti -1, mutta voivat saavuttaa suuria positiivisia arvoja yhdisteissä hapen kanssa (esim. ClO4-, jossa klorilla on +7). Alkaliaine- eli ryhmän 1 elementit ovat yleensä +1 ja maa-alkalimetallit (+2). Yhdisteen kaikkien atomien oksidaatioasteiden summa on sen kokonaisvaraus.

Esimerkkejä: H2O: H +1, O -2; CO2: C +4, O -2; NH3: N -3, H +1; KMnO4: Mn +7, O -2; Fe2O3: Fe +3, O -2. Peroksidit kuten Na2O2 antavat hapelle -1-oksidaatioita per happi; kloraatit kuten ClO4- antavat klorille +7.

Käyttö ja rajoitteet: Oksidaatioasteet helpottavat redoksireaktioiden tasapainottamista ja elektronivirtauksen hahmottamista sekä yhdisteiden tilan kuvaamista. Ne ovat kuitenkin laskentamenetelmä, joka ei aina vastaa todellista elektronijakaumaa, erityisesti kovalenttisissa yhdisteissä ja monivalenssi- tai siirtoalkuaineissa. Tämän vuoksi oksidaatioasteet yhdistetään usein muihin kemiallisiin tietoihin.