Der Hauptunterschied zwischen Formalladung und Oxidationszustand ist, dass Formalladung die Ladung eines Atoms in einem Molekül ist, das wir unter der Annahme berechnen, dass Elektronen in chemischen Bindungen gleichmäßig zwischen Atomen aufgeteilt werden, während der Oxidationszustand die Anzahl der Elektronen pro Atom ist verliert oder gewinnt oder teilt mit einem anderen Atom.
Formalladung und Oxidationszustand sind unterschiedliche Begriffe, obwohl wir normalerweise davon ausgehen, dass sie gleich sind. Die formale Ladung bestimmt die Anzahl der Elektronen, die um ein Atom eines Moleküls herum auftreten, während der Oxidationszustand die Anzahl der Elektronen bestimmt, die während der Bildung eines Moleküls zwischen Atomen ausgetauscht werden.
Was ist eine formelle Gebühr?
Die Formalladung ist die Ladung eines Atoms in einem Molekül, die wir unter der Annahme berechnen, dass Elektronen in chemischen Bindungen gleichmäßig zwischen Atomen aufgeteilt werden. Daher vergleichen wir bei der Bestimmung der Formalladung die Anzahl der Elektronen um ein neutrales Atom und die Anzahl der Elektronen um dieses Atom herum, wenn es sich in einem Molekül befindet. Bei dieser Bestimmung der Formalladung müssen wir die Elektronen des Moleküls einzelnen Atomen zuordnen. Hier müssen wir auch die folgenden Anforderungen berücksichtigen;
- Wir müssen die nichtbindenden Elektronen dem Atom zuordnen, in dem die nichtbindenden Elektronen vorkommen
- Wir müssen die Bindungselektronen gleichmäßig auf die gemeinsamen Atome aufteilen
Die mathematische Beziehung für diese Berechnung lautet wie folgt:
Formalladung=(Anzahl der Valenzelektronen im neutralen Atom)- (Anzahl der freien Elektronenpaare) – ({1/2}Bindungspaarelektronen)
Abbildung 1: Formale Ladungen an Ozon und Nitratanion
Betrachten wir ein Beispiel, um dieses Phänomen zu verstehen. Für das Ammoniakmolekül gibt es drei N-H-Bindungen und ein einsames Elektronenpaar am Stickstoffatom. Wann kann dann Folgendes berechnet werden;
Formelle Gebühr von N=5 – 2 – {1/2}6=0
Formelle Ladung von H=1 – 0 – {1/2}2=0
Was ist der Oxidationszustand?
Oxidationszustand ist die Anzahl der Elektronen, die ein bestimmtes Atom verlieren, gewinnen oder mit einem anderen Atom teilen kann. Dieser Begriff wird auf jedes chemische Element in Molekülen angewendet (der Begriff Oxidationszahl wird hauptsächlich auf zentrale Metallatome von Koordinationskomplexen angewendet, obwohl wir diese Begriffe austauschbar verwenden). Der Oxidationszustand gibt eigentlich den Oxidationsgrad eines Atoms in einer Verbindung an. Wir sollten die Oxidationsstufe immer als ganze Zahl angeben, und sie wird in hindu-arabischen Zahlen dargestellt, einschließlich der Ladung des Atoms. Zum Beispiel ist die Oxidationsstufe von Eisen in FeO +2.
Abbildung 02: Oxidationszustände von Atomen in verschiedenen Molekülen
Tipps zur Bestimmung der Oxidationsstufe:
- Oxidationszustand eines einzelnen Elements ist Null (dies schließt auch die Moleküle ein, die aus einem einzelnen Element bestehen).
- Die Gesamtladung eines Moleküls oder Ions ist die Summe der Ladungen jedes Atoms.
- Die Oxidationsstufe der Alkalimetalle ist immer +1, die der Erdalkalimetalle +2.
- Derweil ist die Oxidationsstufe von Fluor immer -1.
- Außerdem ist die Oxidationsstufe von Wasserstoff normalerweise +1. Aber manchmal ist es -1 (wenn es an Alkali- oder Erdalkalimetalle gebunden ist.)
- Außerdem ist die Oxidationsstufe von Sauerstoff im Allgemeinen -2 (aber in Peroxiden und Superoxiden kann sie variieren).
- Das elektronegativste Atom in einem Molekül erhält die negative Ladung und das andere erhält die positive Ladung.
Oxidationszustand ist sehr nützlich für die Bestimmung von Produkten in Redoxreaktionen. Redoxreaktionen sind chemische Reaktionen, die einen Elektronenaustausch zwischen Atomen beinh alten. Bei Redoxreaktionen laufen gleichzeitig zwei Halbreaktionen parallel ab. Das eine ist die Oxidationsreaktion und das andere die Reduktionsreaktion. Die Oxidationsreaktion beinh altet die Erhöhung des Oxidationszustands eines Atoms, während die Reduktionsreaktion die Verringerung des Oxidationszustands eines Atoms beinh altet.
Was ist der Unterschied zwischen Formalladung und Oxidationszustand?
Der Hauptunterschied zwischen Formalladung und Oxidationsstufe besteht darin, dass die Formalladung die Ladung eines Atoms in einem Molekül ist, die wir unter der Annahme berechnen, dass Elektronen in chemischen Bindungen gleichmäßig zwischen Atomen aufgeteilt werden, während die Oxidationsstufe die Anzahl der Elektronen ist ein Atom verliert oder gewinnt oder teilt mit einem anderen Atom. Zum Beispiel ist die Formalladung des Stickstoffatoms im Ammoniakmolekül 0, während die Oxidationsstufe +3 ist.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen Formalladung und Oxidationsstufe zusammen.
Zusammenfassung – Formale Ladung vs. Oxidation
Formale Ladung und Oxidationszustand sind unterschiedliche Begriffe, obwohl einige Leute davon ausgehen, dass sie gleich sind. Der Hauptunterschied zwischen Formalladung und Oxidationszustand besteht darin, dass die Formalladung die Ladung eines Atoms in einem Molekül ist, die wir unter der Annahme berechnen, dass Elektronen in chemischen Bindungen gleichmäßig zwischen Atomen aufgeteilt werden, während der Oxidationszustand die Anzahl der Elektronen ist, die ein Atom verliert oder gewinnt oder teilt mit einem anderen Atom.
