Oksidaatiotilojen

Oksidaatiotilat, tai oksidaatiotilojen käsite, ovat kemiallisen aineen atomin elektronien luovuttamisen ja vastaanottamisen muodollisia tiloja, joita käytetään kuvaamaan redox-tapahtumien elektroninsiirtoa. Ne ovat bookkeeping-käsite, jonka avulla voidaan ymmärtää, miten aineet muuntuvat hapetus- ja pelkistysreaktioissa. Oksidaatiotilat liittyvät usein hapetuskertoimien ja hapetuslukujen käsitteeseen.

Oksidaatiotilat määritellään säännöin: jokaiselle atomille annetaan oksidaatioluku, joka vastaa elektronien jakautumista kemiallisissa yhdisteissä. Yleiset säännöt: alkuainetason oksidaatioluku on 0, ionin tapauksessa sen varaustila, vety on yleensä +1 (poikkeuksia kuten metalihydrideissä), happi on yleensä -2, ja atomien elektronit jaetaan elektronegatiivisuuden mukaan. Summa yhdisteen oksidaatioluvuista antaa yhdisteen kokonaisvarauksen.

Käytännön esimerkkejä: raudan oksidaation tilat FeO:ssa Fe on +2, Fe2O3:ssa Fe on +3. Permanganaat-ioneissa MnO4− Mn on +7. Oksidaatiotiloja tarkastellaan usein kemiallisissa reaktioissa, kattiloitavana tekijänä sekä energiarakenteiden ja katalyyttisten mekanismien suhteen. Eri yhdisteissä oksidaatioluvut voivat olla epäjärjestyksessä, mikä heijastaa elektronien delokalisaatiota ja monikerroksisia sidoksia.

Oksidaatiotilat ovat informatiivinen, mutta formalistinen käsite: ne kuvaavat elektronien jakautumista järjestelmällisesti, eivätkä aina vastaa todellista elektronijakaumaa atomien ympärillä. Varsinkin metalliyhdisteissä ja harvinaisissa valenssien jakautumissa oksidaatioluvut voivat olla jaettuja tai epäintegroiduissa arvoissa. Hapetuslukujen terminologiaa käytetään usein synonyyminä, mutta oksidaatiotilat korostavat redox-tapahtumien tilanluonnetta.