Nombre d'oxydation

En chimie, l'état d'oxydation, décrit par le nombre d'oxydation ou le degré d'oxydation, caractérise l'état électronique d'une espèce chimique comparé à l'état élémentaire neutre servant de référence.



Catégories :

Propriété chimique

Page(s) en rapport avec ce sujet :

  • Cela donne à l'oxygène un excès de deux électrons (son degré d'oxydation est de -2) et laisse chaque atome d'hydrogène sans électron (le degré d'oxydation... (source : books.google)

En chimie, l'état d'oxydation, décrit par le nombre d'oxydation (n. o. ) ou le degré d'oxydation (d. o. ), caractérise l'état électronique d'une espèce chimique (molécule, ion, radical) comparé à l'état élémentaire neutre servant de référence (n. o. = 0).

Dans le cas d'ions monoatomiques, il correspond à la valeur de la charge portée par l'ion (exemple : n. o. (Na+) = +1). Par contre, dans le cas des autres espèces chimiques, il indique le nombre d'électrons que chaque atome aurait donné ou reçu comparé à l'état neutre si les liaisons dans lesquelles ces atomes sont impliqués étaient de nature purement ionique (voir Liaison ionique). En réalité, sauf dans le cas ou la différence d'électronégativité entre deux éléments est particulièrement importante, les liaisons sont covalentes et présentent un caractère ionique partiel, ce qui veut dire qu'il y a un transfert de charge partiel entre les atomes liés. Si l'électronégativité des deux atomes liés est la même (par exemple, si les atomes liés sont un même élément), alors la liaison ne contribue pas au calcul du n. o.

Le nombre d'oxydation est une approximation conceptuelle commode quand on considère les réactions d'oxydo-réduction et les réactions électrochimiques. Il favorise le suivi des électrons et aide à vérifier qu'ils sont bien conservés.

Définition

Les atomes sont définis comme ayant un n. o. nul car ils sont électriquement neutres : les charges positives des protons du noyau équilibrent les charges du nuage d'électrons négatifs qui l'entoure.

Si un atome perd un électron, il possède plus de protons que d'électrons et devient un ion positif. On dit que cet ion a un nombre d'oxydation égal à +1 (n. o. = +1). Réciproquement, si un atome accepte un électron, il devient chargé négativement et son nombre d'oxydation devient -1 (n. o. = –1).

Notation

Dans les espèces chimiques neutres ou ioniques, les nombres d'oxydation sont notés par des chiffres romains entre parenthèses, positionnés juste après l'élément concerné pour tenir compte du transfert partiel d'électrons.

A titre d'exemple, l'oxyde de fer (III) correspond à la formule Fe2O3, différent de l'oxyde de fer (II) de formule FeO.

De même, l'ion tétraoxomanganate (VII) correspond à du manganèse Mn (VII) ainsi qu'à la formule MnO4, nommé toujours permanganate.

Règles définissant le nombre d'oxydation

Le nombre d'oxydation est abrégé par n. o.

Règles générales

Règles usuelles

Application à une structure de Lewis

Lorsque la structure de Lewis d'une molécule est disponible, les nombres d'oxydation peuvent être calculés à partir des électrons de valence :

A titre d'exemple, considérons la molécule d'acide acétique :

Schémas montrant la molécule d'acide acétique.
1. Le premier à gauche est une représentation de l'acide carboxylique qui montre uniquement les liaisons chimiques.
2. Le deuxième est une représentation en 3D de la molécule.
3. Le troisième et dernier est la formule de Lewis de l'acide acétique.

Tous les atomes d'hydrogène ont un nombre d'oxydation de +1, car ils "donnent" leur électron aux autres atomes liés qui ont une électronégativité plus élevée.

L'atome de carbone dans le groupe méthyle (CH3) a 3 × 2 = 6 électrons de valence de ses liaisons avec les trois atomes hydrogène. Qui plus est , l'atome de carbone obtient un électron de sa liaison avec l'autre atome de carbone, car la paire d'électrons est partagée aussi dans la liaison C-C. Le décompte est par conséquent de 7 électrons. Un atome de carbone seul possède 4 électrons de valence (famille IV A du tableau périodique). La différence, 4 – 7 = –3, est son nombre d'oxydation. En faisant l'hypothèse que l'ensemble des liaisons sont ioniques (ce qui n'est pas le cas ici), l'atome de carbone peut être représenté par C3-.

En appliquant les mêmes règles pour l'acide carboxylique (COOH), l'atome de carbone a un nombre d'oxydation de +3. Il obtient un seul électron de sa liaison avec l'autre atome de carbone. Les deux atomes d'oxygène «empruntent» l'ensemble des autres électrons car ils sont plus électronégatifs que le carbone. Un atome d'oxygène seul comporte 6 électrons de valence. Chaque atome d'oxygène est entouré de 8 électrons : 4 des paires seules et 4 des liaisons. En conséquence, leur nombre d'oxydation est 6 - 8 = -2.


Exemples d'éléments à nombres d'oxydation multiples

Nombre
d'oxydation
Formule
chimique
Nom Commentaire
-1 Cl- chlorure
0 Cl2 dichlore
+1 ClO- hypochlorite ou oxochlorate (I) Constituant de l'eau de Javel.
+3 ClO2- chlorite ou dioxochlorate (III)
+5 ClO3- chlorate ou trioxochlorate (V) Connu pour ses propriétés explosives aux chocs
(KClO3 : chlorate de potassium)
+7 ClO4- perchlorate ou tétraoxochlorate (VII) Connu sous la forme de l'acide perchlorique H ClO4.
Acide le plus fort qui existe dans l'eau.

Il en est de même pour les autres halogènes, iode et brome à l'exception du fluor qui est plus électronégatif que l'oxygène.

dans la wustite FeO, il s'agit de fer (+II)  ;
dans l'hématite Fe2O3, il s'agit de fer (+III)  ;
dans la magnétite Fe3O4, il s'agit de fer (+II) et de fer (+III)  : Fe (II) Fe (III) 2O4
il se trouve dans l'état +II dans l'oxyde MnO
à l'état d'oxydation +III dans Mn2O3
à l'état +IV dans MnO2
à l'état +V dans Na3MnO4
à l'état +VI dans K2MnO4
il atteint le nombre d'oxydation maximum envisageable, de +VII, dans le permanganate de potassium (KMnO4) ou dans l'heptoxyde de dimanganèse (Mn2O7)

Recherche sur Amazon (livres) :



Principaux mots-clés de cette page : atome - électrons - oxydation - nombre - liaisons - état - chimique - oxygène - ion - espèce - carbone - molécule - ionique - égal - fer - iii - acide - neutre - composé - charge - formule - mno - paire - clo - nature - électronégativité - éléments - liés - oxyde - vii -

Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Nombre_d%27oxydation.
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 09/12/2010.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.
Accueil Recherche Aller au contenuDébut page
ContactContact ImprimerImprimer liens d'évitement et raccourcis clavierAccessibilité
Aller au menu