Hoe 'kiezen' elementen, bij bijvoorbeeld het vormen van een oxide, hun oxidatiegetal? Is dit door de verhoudingen van de atomen die in de buurt zijn?

Dit is een verhaaltje in schuifjes. Het oxidatiegetal is een grootheid die weergeeft hoeveel elektronen een atoom opneemt of afgeeft in een verbinding met andere atomen. Hierbij is een maat voor de “richting” (opnemen of afgeven) het verschil in elektronegativiteit tussen de atomen die betrokken zijn in de verbinding. Is het een verbinding waarin dat atoom alleen maar voorkomt met zusteratomen van hetzelfde type dan is het oxidatiegetal 0. Is het atoom meer elektronegatief dan de atomen waarmee een verbinding aangegaan wordt dan is het oxidatiegetal negatief, is het atoom minder elektronegatief dan zal het oxidatiegetal positief zijn. De drijvende kracht om hetzij elektronen op te nemen of af te geven is natuurlijk dat het atoom in kwestie in een energetisch gunstigere toestand komt. Immers, als algemene regel geldt dat de natuur naar de energetisch stabielste toestand streeft. Het meest klassiek voorbeeld is hier het bereiken van een octet structuur. Natrium heeft in zijn verbindingen een oxidatiegetal van +I omdat door één elektron af te geven het atoom een octetstructuur bereikt. Op dezelfde wijze kan men afleiden dat Chloor  een oxidatiegetal zal hebben van –I omdat door één elektron op te nemen dit atoom een octetstructuur bereikt. Deze uitleg kan uitgebreid worden tot  het “begrijpen” van de absolute waarde van het oxidatiegetal als zijnde bepaald door het aantal elektronen die moeten afgegeven worden of opgenomen worden om een onderliggende volledig gevulde schil te bereiken. Immers dit geeft aanleiding tot een energetisch gunstige toestand voor een atoom, bv. Zink kan door twee elektronen te verliezen in zijn s-schil een volledig  gevulde d-schil bereiken. Ook het bereiken van een half gevulde d-schil levert in principe een energetisch gunstigere situatie op voor een atoom. Hiermee kan je “verklaren” waarom Mangaan het  oxidatie getal van +II heeft of Ijzer + III; met +7 anderzijds is mangaan al zijn elektronen kwijt in de d-schil en heeft dan een volledig onderliggende  gevulde schil.  Als je op basis van dergelijke overwegingen naar oxidatiegetallen kijkt kan je in heel wat gevallen (zeg maar 80% van de gevallen) de waarde van het oxidatiegetal “begrijpen“. Opletten wel, “begrijpen” is een begrip dat wel een beetje relatief is in deze context, maar goed verder geen zorgen over maken. Een aantal andere waarden van oxidatiegetallen zijn met hoger vermelde regeltjes niet zo direct te begrijpen, bv waarom Koper ook het oxidatiegetal +II heeft. Dan moet men wat dieper graven in de theorie.  Alleszins moet dit dan gerelateerd zijn met het bereiken van een energetisch gunstige toestand (vergeleken met dat atoom met oxidatiegetal 0), dat staat als een paal boven water. Het enige is dan dat voor die gevallen de uitleg niet zo eenvoudig is als daarboven aangegeven. Ik hoop dat dit je iets verder helpt.

Vriendelijke groeten,