Oksidaatiovaiheet

Oksidaatiovaiheet eli oksidaatioasteet ovat atomien laskennallisia varauksia, joita käytetään kemiallisessa redox-kontekstissa elektronien luovuttamisen tai vastaanottamisen määrän kuvaamiseen. Ne ovat formalisoituja määritelmiä, joiden tarkoitus on helpottaa reaktioiden ja yhdisteiden kuvaamista eikä antaa todellisia elektronien sijainteja.

Oksidaatiovaiheen määrittämisessä noudatetaan perussääntöjä: alkuaine itsessään on rakenteeltaan neutraali, jolloin sen oksidiaste on 0; hapella on tavallisesti oksidiaste -2 (poikkeukset kuten peroksidit ja superoksidit); vety on yleensä +1 (poikkeuksena metallit ja niiden hydride, joissa vety on -1); järjestetään muiden alkuaineiden sähköistyminen siten, että yhdisteen kokonaisvaraus vastaa sen sähkövarauksia; yhteyksissä yhdisteen kokonaisvaraus on 0, kun yhdiste on neutraali ja vastava varaus, jos yhdiste on -1 tai muu negatiivinen/positiivinen ioni. Yhdisteen oksidiasteiden summa vastaa sen kokonaisvarausta.

Esimerkkejä: rauta voi esiintyä Fe2+ (rauta(II)) ja Fe3+ (rauta(III)); kupari Cu+ ja Cu2+ eroavat kahdessa eri oksiditasossa; permanganaattiosuus MnO4- sisältää mangaanin oksidiasteen +7, kun O on -8 kokonaisuudessaan -1. Orgaanisessa kemiassa hiilen oksidiasteet voivat vaihdella suuresti, esim. CH4:ssa hiili on -4, CO2:ssa +4.

Käytännössä oksidaatioasteita käytetään redox-reaktioiden tasapainottamiseen, yhdisteiden nimeämiseen sekä elektronien siirtymisen seuraamiseen. Ne ovat hyödyllisiä, mutta muistettava, että kyseessä on virheellinen, formaalinen laskentamenetelmä eikä suoraan todellisten sidosten elektronijakoa kuvaava.