1. 산화 수 (Oxidation Number) / 산화 상태 (Oxidation State)
ㅇ 만일, 화합물 내 전자들을, 원자들이 공유하지 않고,
- 굳이, 각 원자별로 할당한다면,
- 이때, 각 원소 원자가 갖게되는 전자(전하) 수를, 수치화시킨 개념
ㅇ 특히, 산화환원 반응이 일어날 때, 전자가 이동하는 방식을 보여줄 수 있으므로,
- 분자 내 원자의 산화 상태를 파악하는데 유용함
. (산화환원 : 한 화학종에서 다른 화학종으로 전자가 이전하는 현상)
2. 산화수(산화 상태)의 특징(의미)
ㅇ 화합물 내 특정 원소가 산화 상태 값이 클수록, 안정함
- 왜냐하면, 전자를 떼어내는데 필요한 이온화 에너지가 점점 커지므로.
3. 산화수(산화 상태)의 규칙
※ 전자를 잃으면 양의 값(+), 전자를 얻으면 음의 값(-)
ㅇ 홑 원소 원자 : 산화수 = 0
- 例) H2,P4,O2,C,N2,Cu 등의 각 원자는 산화수 0
ㅇ 단 원자 이온 : 산화수 = 이온 전하
- 例) K+은 산화수 +1, S2-은 산화수 -2
ㅇ 비금속 : 일반적으로, 음의 산화수를 갖음
- 산소(0)의 산화수는, -2
. 단, O22-를 포함하는 과산화물에서의 산소의 산화수는, -1
- 플루오린(F)의 산화수는, -1
* 대다수의 공유결합 화합물은, 비금속 중 (O,F)의 산화수를 먼저 구한 후에, 그로부터 결정됨
. 例) SF6 : 1x(+6) + 6x(-1) = 0 (F : -1 => S : +6)
. 例) CO2 : 1x(+4) + 2x(-2) = 0 (O : -2 => C : +4)
. 例) MnO2 : 1x(+4) + 2x(-2) = 0 (O : -2 => Mn : +4)
ㅇ 금속
- 수소(H)의 산화수는, +1
- 알칼리 금속 이온(1A족 : Li,Na,K,Cs,Fr)의 산화수는, +1
. 例) NaMnO4 : 1x(+1) + 1x(+7) + 4x(-2) = 0 (O : -2, Na : +1 => Mn : +7)
- 알칼리 토금속(2A족 : Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra)의 산화수는, +2
- 알루미늄(3A족 : Al)의 산화수는, +3
ㅇ 중성 분자 또는 이온화합물 : 모든 원자의 산화수 합이 0
- 例) H2SO4 : 2x(+1) + 1x(+6) + 4x(-2) = 0
- 例) HClO3 (염소산) : 1x(+1) + 1x(+5) + 3x(-2) = 0
- 例) Na2O : 2x(+1) + 1x(-1) = 0 (Na : +1 => O : -1)
- 例) Fe3O4 : 3x[2x(+3,Fe3+) + 1x(+2,Fe2+)]/3 + 4x(-2,O2-) = 0
. 각 철 원자가, 2개의 Fe3+ 이온과, 1개의 Fe2+ 이온으로 구성된다고 간주하여,
. 이때의 철 원자 산화수는, +8/3 임
ㅇ 다원자 이온 : 산화수의 합 = 이온 전하의 합
- 例) Cr2O72- : (+6)x2 + (-2)x7 = (-2)
- 例) NO3- : 1x(+5) + 3x(-2) = (-1)