Ci sono una serie di tavole periodiche là fuori, e io ti ho già aggiunto al palo con una tavola periodica di dati in precedenza. Il post di oggi è un’altra variazione sul tema: una tavola periodica che mostra i possibili e comuni stati di ossidazione di ogni elemento. Stavo cercando uno di questi la scorsa settimana, per interesse, e non sono riuscito a trovarne uno che presentasse le informazioni in modo facile da comprendere. Per cercare di risolverlo, ho creato il tavolo che puoi vedere nella parte superiore del post qui.
Per i non chimici, probabilmente vale la pena chiarire esattamente cosa intendiamo per “stato di ossidazione”. Questo è in realtà un concetto abbastanza facile da usare per i chimici, ma difficile da definire. È essenzialmente un numero assegnato a un elemento in un composto e (a livello base) indica il numero di elettroni che sono stati rimossi o aggiunti a quell’elemento. Un elemento che non è combinato con altri elementi diversi ha uno stato di ossidazione di 0, perché non ha avuto elettroni aggiunti o rimossi.
Un atomo di un elemento in un composto avrà uno stato di ossidazione positivo se ha avuto elettroni rimossi. Questo potrebbe inizialmente sembrare contro-intuitivo, ma ricorda che gli elettroni sono caricati negativamente. La rimozione di cariche negative da un atomo risulta, quindi, in uno stato di ossidazione positivo. Allo stesso modo, l’aggiunta di elettroni provoca uno stato di ossidazione negativo. La somma di tutti gli stati di ossidazione dei vari elementi in un composto dovrebbe essere zero.
Se la tua unica esperienza di chimica è di ritorno a scuola, potresti ricordare il concetto di ioni – atomi che hanno guadagnato o perso elettroni per formare ioni caricati positivamente o negativamente. Ad esempio, il sodio (Na) può perdere un elettrone per formare ioni sodio (Na+). Questi hanno uno stato di ossidazione di + 1, lo stesso della carica sullo ion. Allo stesso modo, il ferro (Fe) può perdere due elettroni per formare lo Fe Fe2+, o perdere tre elettroni per formare lo ion Fe3+. Questi hanno numeri di ossidazione di +2 & + 3 rispettivamente. Con uno chlorine cloro (un atomo di cloro che ha guadagnato un elettrone, Cl–), il numero di ossidazione sarebbe -1.
Lo stato di ossidazione 0 si verifica per tutti gli elementi – è semplicemente l’elemento nella sua forma elementare. Come mostra la tabella, la presenza degli altri stati di ossidazione varia, ma segue alcuni schemi. Gli stati di ossidazione comuni di tutti i metalli nella tavola periodica sono tutti positivi. Tutti i non metalli nella tabella, d’altra parte, hanno almeno uno stato di ossidazione negativo comune. I metalli del blocco d, mostrati sulla tabella in giallo, hanno la più ampia gamma di stati di ossidazione.
Gli atomi dello stesso elemento con diversi stati di ossidazione possono avere proprietà diverse. Il più evidente di questi da una prospettiva esterna è il colore, abilmente illustrato dagli elementi del blocco D. La maggior parte di questi hanno una manciata di stati di ossidazione comuni, e questo si distinguono per i loro diversi colori. L’origine di questi diversi colori è spiegata in un precedente post sul sito qui.
Questa è stata la più breve delle introduzioni allo stato di ossidazione, ma si spera che sia sufficiente almeno parzialmente demistificare il grafico sopra per i non chimici. C’è certamente spazio per un post futuro che spiega gli stati di ossidazione e come risolverli, in modo più dettagliato! Nel frattempo, puoi scaricare un PDF di questo grafico qui sotto, o acquistarlo come poster qui.
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