Nombre d'oxydations

[Pakaa]

Bonjour,

On m'indique que le nombre d'oxydations se calcule par
Le nombre d'électrons de valence - le nombre d'électrons des doublets libres - le nombre d'électrons des doublets liants (en attribuant l'ensemble de la paire à l'atome le plus électronégatif).
Mais si un atome, a un électron célibataire, il ne faut donc pas en prendre compte ? (cette question est aussi valable par conséquent, pour la charge formelle)

Cela semble incohérent avec une autre donnée de mon cours : ''Les atomes isolés ou neutres ont un nombre d'oxydation nul''. Or le chlore par exemple isolé (relié à aucun atome ?), aura 7-6=1 ? Si l'on ne prend pas en compte cet électron célibataire?

Merci d'avance pour votre aide,
Cordialement
Pakaa
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[petitmousse49]

Bonjour
Parler du nombre d'oxydation d'un élément chimique est totalement faux pour la bonne raison qu'un élément donné, comme tu l'as fait remarquer, peut en général avoir plusieurs nombres d'oxydations stables, les métaux de transition en particulier.
Tu peux jeter un coup d'oeil au site suivant. On y trouve les différents nombres d'oxydation stables pour chaque élément.
https://www.periodni.com/fr/cu.html

[moco]

Bonjour,

Hélas petitmousse n'a pas compris la demande de Pakaa. On peut fort bien parler du nombre d'oxydation d'un élément chimique dans une combinaison donnée, même si certains éléments peuvent avoir plusieurs nombres d'oxydation stables. Par exemple l'atome de manganèse Mn est au nombre d'oxydation +4 dans la substance MnO2, même si cet atome peut fort bien avoir un autre degré d'oxydation dans une autre substance. Attention. Plus loin je parlerai indifféremment de nombre ou de degré d'oxydation, et je l'abrège d.o.

Ceci dit, pour calculer le degré d'oxydation (ou nombre d'oxydation), il ne faut pas se préoccuper des électrons célibataires. La méthode préconisée par Pakaa me paraît bien compliquée, car elle demande de faire deux soustractions. Moi je préfère la définition simple selon laquelle le d.o. est la somme des charges partielles ou totales portées par un atome dans une combinaison ou un ion complexe.
Les atomes non liés et non chargés ont toujours le d.o. zéro, qu'ils aient des électrons célibataires ou non. H, O, Fe, Mg, Cl sont au d.o. zéro.
Les molécules formées d'atomes identiques ont des atomes qui sont au d.o. zéro, Ex.: O, Cl et S dans O₂, Cl₂, S₈.
Les atomes chargés isolés sont des ions dont le d.o. est égal à la charge. Na⁺ est au d.o. +1. Al³⁺ est au d.o. +3. S^2- est au d-o. -2.
Pour les molécules et ions plus compliqués, cela devient parfois difficile de faire le décompte de toutes les liaisons, de toutes les charges partielles et totales, surtout quand on a de la peine à voir combien il y a d'électrons de valence, comme c'est le cas avec les atomes de transition. On a intérêt à appliquer un certain nombre de règles, dont l'application est immédiate. Les voici :

1) La somme des d.o. de tous les atomes est égal à zéro pour une molécule et est égal à la charge pour un ion
2) Dans une molécule ou un ion,
- les atomes alcalins sont toujours au d.o. +1, et les alcalino-terreux à +2.
- les atomes H sont toujours à +1, sauf quand ils sont liés à un alcalin ou alcalino-terreux, comme NaH ou CaH₂, auquel cas ils sont à -1
- les atomes O sont toujours à -2, sauf dans la molécule H₂O₂, où ils sont à -1.
- les autres atomes ont un d.o. se trouvent en appliquant les règles précédentes.

Ex.: Dans l'acide sulfurique H₂SO₄, H est à +1, O à -2, et S est inconnu, donc x. Régle 1 : 2·1 + x + 4·(-2) = 0. On en tire x = 6
Ex.: Dans l'ion perchlorate ClO₄^-, le Chlore Cl est à x, et O à -2. Donc, par la règle 1 : x + 4·(-2) = -1. On en tire : x = +7
Ex.: Dans l'ion dichromate Cr₂O₇^2-, le Chrome Cr est à x. Régle 1 : 2x + 7(-2) = -2. On en tire x = +6

[Pakaa]

Bonjour moco,
Merci beaucoup pour votre réponse.

Si on prend l'exemple de l'ion perchlorate, on a, avec ma règle :
d.o = nbr électrons de valence - nbr électrons doublets libres - nbr d'électrons paires liants (en prenant en compte l'électronégativité)
d.o = 7 - 0 (le chlore n'a qu'un électron célibataire, pas de doublets libre) - 0 (électronégativité de l'oxygène > chlore)
d.o = 7

En plus de tes explications, j'en conclus donc que dans ma règle, il ne faut en effet pas tenir compte des électrons célibataires (ne formant pas de doublets libres).

Bonne journée à vous,
Cordialement
Pakaa

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite86813235]

Bonjour moco,
Merci beaucoup pour votre réponse.

Si on prend l'exemple de l'ion perchlorate, on a, avec ma règle :
d.o = nbr électrons de valence - nbr électrons doublets libres - nbr d'électrons paires liants (en prenant en compte l'électronégativité)

Elle sort d'où cette règle en fait ? Car si le chlore du perchlorate à un d.o. de +7 c'est bien à cause du nbr d'électrons paires liants avec l'oxygène

[Pakaa]

Bonjour taudier,

De mon cours de PACES.
Par exemple pour la charge formelle on a aussi :
CF = nbr electrons de valence - nbr électrons doublets non liants - 1/2 du nombre d'électron des doublets liants

Bonne journée.

[invite86813235]

Par exemple NaOCl, l'eau de javel, le Cl est + ici, alors que dans NaCl le Cl est -, comment ton équation fait la différence ?

[Pakaa]

Je pense que c'est avec la règle de l'électronégativité :

Avec NaOCl, on a : d.o(Cl) = 7-6-0 = 1 (car O plus électronégatif que le chlore)
Avec NaCl, on a : d.o(Cl) = 7-6-2 = -1 (car Cl est plus électronégatif que le sodium, donc on compte les 2 électrons de la paire liante chez lui)

Cordialement

[invite86813235]

pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué

[Strade]

Bah, l'important c'est que ça fonctionne !

[invite86813235]

En fait cette formule épouvantable me rappelle maintenant celle qu'on apprennait en cours et je crois que son intérêt est de faire apprendre les configurations électronique des élements, mais sinon comme moco a dit "Moi je préfère la définition simple selon laquelle le d.o. est la somme des charges partielles ou totales portées par un atome dans une combinaison ou un ion complexe." (parfois on remplace partielles par fictives). Le d.o. se calcule en un clin d'oeil, juste en regardant la molécule et avec un peu de pratique/experience. En épreuve chrono il est peut être bon de retenir cette méthode aussi.