• Atomların yükseltgenme basamaklarıyla elektron dizilimleri arasında nasıl bir ilişki vardır?

Yükseltgenme basamağı, bir atomun moleküldeki veya iyonik bileşikteki değerliğidir (pozitif veya negatif yük).

Elektron dizilimlerindeki son enerji düzeyindeki elektronlar atomların bağ yapma şekillerini, elektronlarını nasıl kullanacaklarını ve yükseltgenme basamaklarının ne olacağını belirler.

Örneğin

8O: 1s2 2s2 2p4   ⇅    ⇅ ↑ ↑

Oksijen sahip olduğu ikinci enerji düzeyini kararlı hale getirmek için 2 elektrona ihtiyaç duyar. Elektronegatiflik farkına göre -2 veya +2 yükseltgenme basamaklarına sahip olur. Elektronları ortak kullanma durumlarında -1 yükseltgenme basamağına sahip olması da olasıdır.

Na2O bileşiğinde,

    • Na, +1 iyon yüküne sahiptir, çünkü 1 elektron vererek kararlı hale gelir.
    • 2 tane Na1+ iyonu ile elektron alışverişi ile iyonik bağ oluşturan O, -2 iyon yüküne sahip olur.

H2O bileşiğinde,

H ve O atomları elektronları ortak kullanır, kovalent bağ yapar. ‘O’ atomu daha elektronegatif olduğunda -2 (oksit) yükseltgenme basamağına sahip olur.

                

H2O2 bileşiğinde, her bir ‘O’ atomu -1 (peroksit) yükseltgenme basamağına sahiptir.

OF2 bileşiğinde, ‘O’ atomunun elektronegatifliği F atomununkinden düşük olduğundan +2 (oksijen) yükseltgenme basamağına sahip olur.

  • İyon yükü ile yükseltgenme basamağı arasındaki fark nedir?

İyon yükü sadece elektron alan ya da veren taneciğin kazandığı negatif veya pozitif değerliktir. Yükseltgenme basamağı, elektron paylaşımında elektronegatiflik farkı nedeniyle kazanılan kısmi negatif veya pozitif değerliktir.

  • İyon yükü yerine yükseltgenme basamağı kullanılabilir mi?

Yükseltgenme basamağı kavramı iyon yükü yerine kullanılabilir ama iyon yükü sadece iyonların değerliğini belirtmek için kullanılır.

Elementlerin bileşiklerinde aldıkları yükseltgenme basamakları sembollerinin sağ üst köşelerinde verilmiştir.

Elementlerin Yükseltgenme Basamaklarının Hesaplanması

Bileşiklerde ve bazı yaygın kök iyonlarda bulunan elementlerin yükseltgenme basamağının hesaplanması ile ilgili kurallar aşağıda belirtilmiştir.

  • Serbest hâldeki atom ve moleküllerin yükseltgenme basamakları sıfırdır. (Cu0, O20, P40, vb.)
  • Bileşiklerdeki atomların yükseltgenme basamakları toplamı sıfırdır.
  • Bir atomlu iyonlarda iyonun yükü, atomun yükseltgenme basamağına eşittir. (Na+, Al3+, F¯)
  • Kök iyonlardaki atomların yükseltgenme basamakları toplamı kökün yüküne eşittir.
  • Hidrojen metal bileşiklerinde -1, ametal bileşiklerinde +1 yükseltgenme basamağına sahiptir.
  • Oksijen oksitlerinde -2, peroksitlerde -1, süper oksitlerde -1/2 ve florla yaptığı OF2 bileşiğinde +2 yükseltgenme basamağına sahiptir.
  • Alkali metaller bileşiklerinde sadece +1 yükseltgenme basamağına sahiptir.
  • Toprak alkali metaller bileşiklerinde sadece +2 yükseltgenme basamağına sahiptir.
  • Halojenler kararlı bileşiklerinde -1 yükseltgenme basamağına sahiptir. (Flor sadece -1, diğer halojenler -1 ile +7 aralığında yükseltgenme basamağına sahiptir.
  • Bileşiklerinde gümüş (Ag) +1, çinko (Zn) +2, nikel (Ni) +2, alüminyum (Al) +3 yükseltgenme basamağına sahiptir.

Aşağıda verilen bileşik ve köklerdeki koyu ile yazılmış atomların yükseltgenme basamağını hesaplayınız.

  1. H2SO4
  2. K2Cr2O7
  3. Mg(NO3)2
  4. NaMnO4
  5. CO32-
  6. NH4
  7. Fe2O3
  8. CaCO3
  9. ClO3–
  10. PO43-

1. H2SO4

H: +1, O: -2 olduğuna göre,

2(+1) + x + 4(-2) = 0 ⇒ x = +6

2. K2Cr2O7

K: +1, O: -2 olduğuna göre,

2(+1) + 2x + 7(-2) = 0 ⇒ x = +6

3. Mg(NO3)2

Mg: +2, O: -2 olduğuna göre,

(+2) + 2(x + 3(-2)) = 0 ⇒ x = +5

4. NaMnO4

Na: +1, O: -2 olduğuna göre,

(+1) + x + 4(-2) = 0 ⇒ x = +7

5. CO32-

O: -2 olduğuna göre,

x + 3(-2) = -2 ⇒ x = +4

6. NH4+

H: +1 olduğuna göre,

x + 4(+1) = +1 ⇒ x = -3

7. Fe2O3

O: -2 olduğuna göre,

2x + 3(-2) = 0 ⇒ x = +3

8. CaCO3

Ca: +2, O: -2 olduğuna göre,

(+2) + x + 3(-2) = 0 ⇒ x = +4

9. ClO3–

O: -2 olduğuna göre,

x + 3(-2) = -1 ⇒ x = +5

10. PO43-

O: -2 olduğuna göre,

x + 4(-2) = -3 ⇒ x = +5