Số oxi hoá

Số oxi hoá của một nguyên tố trong phân tử hay ion là điện tích (theo quy ước) của nguyên tử nguyên tố đó, khi coi mọi liên kết là liên kết ion, tức là cặp electron dùng chung thuộc hẳn về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

• Hợp chất ion: số oxi hoá chính là điện tích thật của ion. Trong $\mathrm{NaCl}$: Na là $+1$, Cl là $-1$.
• Hợp chất cộng hoá trị: cặp electron lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Trong $\mathrm{HCl}$ cặp electron coi như thuộc về Cl nên Cl là $-1$, H là $+1$.

1. Trong đơn chất, số oxi hoá của nguyên tử bằng $0$ ($\mathrm{Na}$, $\mathrm{Fe}$, $\mathrm{Cl_2}$, $\mathrm{O_2}$, $\mathrm{O_3}$, $\mathrm{S_8}$).
2. Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hoá bằng điện tích ion ($\mathrm{Na^+}$: $+1$; $\mathrm{Fe^{3+}}$: $+3$; $\mathrm{S^{2-}}$: $-2$).
3. Trong phân tử, tổng số oxi hoá của các nguyên tử bằng $0$. Trong ion đa nguyên tử, tổng bằng điện tích của ion.
4. Một số nguyên tố gần như cố định: $\mathrm{F}$ luôn $-1$; kim loại nhóm IA luôn $+1$; nhóm IIA luôn $+2$; $\mathrm{Al}$ luôn $+3$.
5. $\mathrm{H}$ thường là $+1$; ngoại lệ là hydride của kim loại ($\mathrm{NaH}$, $\mathrm{CaH_2}$) thì $\mathrm{H}$ là $-1$.
6. $\mathrm{O}$ thường là $-2$; ngoại lệ là peroxide ($\mathrm{H_2O_2}$, $\mathrm{Na_2O_2}$) thì $\mathrm{O}$ là $-1$, và $\mathrm{OF_2}$ thì $\mathrm{O}$ là $+2$.

Số oxi hoá của nguyên tố nhóm A liên quan đến số electron lớp ngoài cùng, tức là số thứ tự nhóm:

• Cao nhất: bằng $+$số thứ tự nhóm, khi nguyên tử nhường hết electron hoá trị (trừ F, O).
• Thấp nhất của phi kim: $-(8 - \text{số thứ tự nhóm})$, khi nhận đủ electron để có $8$ electron ở lớp ngoài.

Nguyên tố ở số oxi hoá trung gian ($\mathrm{S}$ trong $\mathrm{SO_2}$ là $+4$, $\mathrm{S}$ đơn chất là $0$) vừa có thể tăng, vừa có thể giảm: nền tảng cho bài sau.

Từ điều kiện tổng, số oxi hoá tìm được là số oxi hoá trung bình của nguyên tố trong hợp chất, và có thể không nguyên. Trong thực tế, hợp chất có thể chứa các nguyên tử cùng nguyên tố ở hai mức khác nhau:

• $\mathrm{Fe_3O_4}$ có số oxi hoá trung bình của Fe là $+\dfrac{8}{3}$; cấu tạo gồm $1$ ion $\mathrm{Fe^{2+}}$ và $2$ ion $\mathrm{Fe^{3+}}$.
• $\mathrm{NH_4NO_3}$ có hai nguyên tử N khác nhau: $-3$ trong $\mathrm{NH_4^+}$ và $+5$ trong $\mathrm{NO_3^-}$.

Khi cần xét quá trình electron, ta dùng mức thực của từng nguyên tử nếu biết cấu tạo; còn số trung bình dùng khi chỉ cần tổng electron.