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酸化状態の概念(酸化数)

1938
  • Wendell Mitchell Latimer
Chemist balancing redox equations in a laboratory, showcasing oxidation state in inorganic chemistry.

(画像はイメージです)

酸化状態、または酸化数とは、原子が他の原子とのすべての結合が100%イオン結合である場合に持つであろう仮想的な電荷です。これは、 電子移動 酸化還元反応において、酸化数の増加は酸化を意味し、減少は還元を意味する。この形式を用いることで、複雑な化学反応の解析が簡略化される。

酸化状態は形式的なツールであり、特に電子が完全に移動するのではなく共有される共有結合化合物においては、原子の実際の電荷を表すものではありません。酸化状態を割り当てるには一連の規則が用いられます。例えば、元素状態の原子の酸化状態は0です。単原子イオンの場合、酸化状態はイオンの電荷に等しくなります。化合物では、フッ素は常に-1、酸素は通常-2です(過酸化物を除く)。中性化合物の酸化状態の合計はゼロですが、多原子イオンの場合はイオンの電荷に等しくなります。

過マンガン酸カリウム、[latex]KMnO_4[/latex] を考えます。K は +1、O は -2 であることがわかっています。化合物が中性であるためには、酸化状態の合計がゼロでなければなりません。Mn の酸化状態を x とします。すると、[latex](+1) + x + 4(-2) = 0[/latex] となります。これを解くと、[latex]x = +7[/latex] となります。したがって、過マンガン酸塩中のマンガンの酸化状態は +7 です。このイオンが [latex]Mn^{2+}[/latex] に変換される反応に関与する場合、マンガンの酸化状態は +7 から +2 に減少し、還元されたことを示します。この記録方法は、どの物質が酸化され、どの物質が還元されたかを特定し、これらの反応を記述する複雑な方程式のバランスをとるために不可欠です。

UNESCO Nomenclature: 2203
無機化学

タイプ

抽象システム

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 価数の概念
  • ルイス構造式と電子点図
  • ライナス・ポーリングによる電気陰性度の概念

アプリケーション

  • 酸化還元反応式のバランスをとる
  • 無機化合物の命名法(例:酸化鉄(III))
  • 反応生成物の予測
  • 電気化学分析

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連事項:酸化状態、酸化数、電子数、形式電荷、酸化還元バランス、無機命名法、共有結合、イオン結合。

歴史的背景

酸化状態の概念(酸化数)

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1932
1936-01-01
1938
1940
1950
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1932
1933
1937
1940
1947
1950
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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