Principal diferença - número de oxidação vs valência

O número de oxidação e a valência estão relacionados aos elétrons de valência de um átomo. Elétrons de valência são os elétrons que ocupam as camadas mais externas ou orbitais de um átomo. Como esses elétrons são fracamente atraídos para o núcleo, eles podem ser facilmente perdidos ou compartilhados com outros átomos. Essa perda, ganho ou compartilhamento de elétrons faz com que um átomo em particular tenha um número de oxidação e valência. A principal diferença entre o número de oxidação e valência é que O número de oxidação é a carga do átomo central de um composto de coordenação se todas as ligações ao redor desse átomo forem iônicas, enquanto a valência é o número máximo de elétrons que um átomo pode perder, ganhar ou compartilhar para se tornar estável.

Principais áreas cobertas

1. O que é o número de oxidação - Definição, Cálculo, Representação, Exemplos 2. O que é Valência - Definição, Cálculo, Representação, Exemplos 3. Qual é a diferença entre o número de oxidação e a valência - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: princípio de Aufbau, composto de coordenação, ligações iônicas, regra do octeto, número de oxidação, elétrons de valência, valência

O que é o número de oxidação

O número de oxidação é a carga do átomo central de um composto de coordenação se todas as ligações ao redor desse átomo fossem ligações iônicas. Os complexos de coordenação quase sempre são compostos de átomos de metal de transição no centro do complexo. Este átomo de metal é cercado por grupos químicos chamados ligantes. Esses ligantes têm pares de elétrons isolados que podem ser compartilhados com átomos de metal para formar ligações de coordenação. Após a formação da ligação de coordenação, é semelhante a uma ligação covalente. Isso ocorre porque os dois átomos nas ligações de coordenação compartilham um par de elétrons, assim como uma ligação covalente. No entanto, o número de oxidação do átomo de metal central é calculado considerando as ligações de coordenação como ligações iônicas.

Para formar ligações de coordenação, o átomo de metal deve ter orbitais vazios. A maioria dos metais de transição é composta de orbitais d vazios. Portanto, eles podem atuar como o átomo de metal central dos complexos de coordenação. O número de oxidação do átomo central é representado por números romanos. O número romano fornece a carga do átomo central e está incluído entre colchetes. Por exemplo, se o número de oxidação de um átomo de metal hipotético “M” é 3, o número de oxidação é dado como M (III).

Vamos considerar um exemplo para encontrar o número de oxidação. A estrutura de um íon de coordenação é fornecida abaixo.

Figura 01: trans- [CoCl2 (NH3) 4] +

No íon de coordenação acima, a carga geral é +1; portanto, a soma das cargas dos ligantes e do átomo central deve ser igual a +1. Normalmente, os átomos de cloro têm carga -1 e NH₃ são neutros.

+1 = (carga do átomo de cobalto) + (carga de 2 átomos de Cl) + (carga de 4 NH₃)

+1 = (Carga do átomo de cobalto) + (-1 x 2) + (0 x 4)

Portanto,

Carga do átomo de cobalto = (+1) - {(-2) + (0)}

= (+3)

Daí o número de oxidação do Cobalto = Co (III)

O que é Valência

Valência é o número máximo de elétrons que um átomo pode perder, ganhar ou compartilhar para se estabilizar. Para metais e não metais, o regra do octeto descreve a forma mais estável de um átomo. Diz que, se o número da camada mais externa de um átomo estiver completamente preenchido com oito elétrons, essa configuração é estável. Em outras palavras, se os sub-orbitais s e p são completamente preenchidos com ns²np⁶, é estável. Naturalmente, os átomos de gases nobres têm essa configuração eletrônica. Portanto, outros elementos precisam perder, ganhar ou compartilhar elétrons para obedecer à regra do octeto. O número máximo de elétrons envolvidos neste processo de estabilização é chamado de valência desse átomo.

Por exemplo, se considerarmos o elemento Silício, a configuração eletrônica é 1s²2s²2p⁶3s²3p². A camada mais externa é n = 3. O número de elétrons nessa camada é 4. Portanto, ele deve obter mais 4 elétrons para completar o octeto. Geralmente, o silício pode compartilhar 4 elétrons com outros elementos para completar o octeto.

O diagrama orbital do Silício,

Um rearranjo dos elétrons ocorre antes do compartilhamento.

Então ocorre o compartilhamento de elétrons.

No diagrama orbital acima, as meias setas na cor vermelha representam os elétrons compartilhados por outros elementos. Como o átomo de silício deve compartilhar 4 elétrons para se estabilizar, a valência do silício é 4.

Mas para elementos de metal de transição, a valência é geralmente 2. Isso ocorre porque os elétrons são preenchidos para os orbitais de acordo com os níveis de energia desses orbitais. Por exemplo, de acordo com o Princípio Aufbau, a energia do orbital 4s é menor do que a do orbital 3d. Em seguida, os elétrons são preenchidos primeiro no orbital 4s e, em seguida, no orbital 3d. Como a valência é definida para os elétrons no orbital mais externo, os elétrons no orbital 4s são a valência desse átomo. Se considerarmos o Ferro (Fe), a configuração do elétron é [Ar] 3d⁶4s². Portanto, a valência do ferro é 2 (2 elétrons em 4s²) Mas às vezes, a valência do ferro torna-se 3. Isso ocorre porque o 3d⁵ configuração de elétrons é mais estável do que 3d⁶. Assim, remover mais um elétron junto com os elétrons 4s irá estabilizar mais o Ferro.

Diferença entre número de oxidação e valência

Definição

Número de oxidação: O número de oxidação é a carga do átomo central de um composto de coordenação se todas as ligações ao redor desse átomo fossem ligações iônicas.

Valência: Valência é o número máximo de elétrons que um átomo pode perder, ganhar ou compartilhar para se estabilizar.

Aplicativo

Número de oxidação: O número de oxidação é aplicado para complexos de coordenação.

Valência: Valência é usada para qualquer elemento.

Cálculo

Número de oxidação: O número de oxidação pode ser calculado considerando os ligantes e a carga geral do complexo de coordenação.

Valência: A valência pode ser determinada pela obtenção da configuração eletrônica.

Representação

Número de oxidação: O número de oxidação é dado em números romanos entre colchetes.

Valência: A valência é dada em números hindu-arábicos.

Conclusão

Embora a definição de valência diga que é o número máximo de elétrons usados ​​na ligação, os elementos de transição podem ter valências diferentes. Isso ocorre porque os metais de transição podem ser estabilizados removendo diferentes números de elétrons. Além disso, os átomos centrais em complexos de coordenação podem ter diferentes números de oxidação de acordo com os ligantes que estão ligados ao átomo.

Referências:

1. ”Números de oxidação.” Chemed. N.p., n.d. Rede. Disponivel aqui. 20 de julho de 2017. 2. Helmenstine, Anne Marie. “What Is Valence in Chemistry?” ThoughtCo. N.p., n.d. Rede. Disponivel aqui. 20 de julho de 2017.