Stopień utlenienia (liczba utlenienia) – formalna wartość ładunku atomu w związku chemicznym przy założeniu, że wszystkie wiązania chemiczne w danej cząsteczce mają charakter wiązań jonowych. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w cząsteczce obojętnej oraz dla wolnych pierwiastków wynosi 0, a w jonach ma wartość ładunku jonu[1][2].
Podczas utleniania atomy oddają elektrony, a ich stopień utlenienia staje się bardziej dodatni, natomiast podczas redukcji atomy przyjmują elektrony, a ich stopień utlenienia staje się bardziej ujemny[3].
Spis treści |
Stopień utlenienia podaje się za pomocą liczb rzymskich (dawniej były to liczby arabskie) oraz 0. Dla ujemnych stopni utlenienia przed liczbą stawia się znak "minus", dla stopni dodatnich nie stawia się żadnego znaku. niecałkowite stopnie utlenienia podaje się stosując ułamki liczb arabskich. W nazwach związków stopień utlenienia podaje się w nawiasie bezpośrednio (bez spacji) po nazwie atomu lub jonu, którego dotyczy. We wzorach chemicznych podaje się go w indeksie górnym bezpośrednio za symbolem pierwiastka (dawniej liczbą arabską nad symbolem pierwiastka), np.[4][5]:
Stopień utlenienia oblicza się jako bilans wszystkich elektronów przekazanych i przyjętych przez wybrany atom w ramach danej cząsteczki. W praktyce oblicza się formalny ładunek na atomie przy założeniu, że każde wiązanie jest jonowe, czyli że dla każdej pary związanych atomów, elektrony tworzące wiązanie należą w całości do atomu bardziej elektroujemnego.
Stopień utlenienia nie jest jednoznaczny z wartościowością. Np. w H2[PtCl6] wartościowość atomu platyny wynosi 6 (bo łączy się z sześcioma atomami chloru poprzez wiązania pojedyncze), zaś jego stopień utlenienia wynosi tylko IV, gdyż w anionie PtCl2−6 platyna oddaje formalnie sześć elektronów atomom chloru, więc uwzględniając sumaryczny ładunek 2− otrzymuje się stopień utlenienia IV.
Stopień utlenienia można także wyznaczać dla grup atomów, przy czym reguły postępowania są takie same, ale nie rozpatruje się wiązań występujących wewnątrz danego ugrupowania, lecz tylko między nim a resztą cząsteczki.
Powyższe reguły pozwalają na ustalenie formalnego stopnia utlenienia, natomiast ustalenie jego rzeczywistej wartości nie zawsze jest sprawą prostą. W praktyce, aby być pewnym stopnia utlenienia określonego atomu w konkretnym związku chemicznym trzeba dokładnie poznać jego strukturę elektronową, np. za pomocą rentgenografii strukturalnej.
