Visas ķimikālijas sastāv no molekulāmir mazākās daļiņas. Tie ir elektriski neitrāli un sastāv no atomiem, kurus savieno kovalentās saites. Ķīmisko elementu atomu spēju veidot molekulās noteiktu skaitu obligāciju sauc par valenci. Saistībā ar ķīmisko obligāciju teorijas rašanos un attīstību šī koncepcija ir būtiski mainījusies un pašlaik tai nav skaidras zinātniskas interpretācijas, to galvenokārt izmanto metodoloģiskiem mērķiem un bieži identificē ar oksidācijas pakāpi. Ja molekula ir mazākā vielas daļiņa, tad atoms ir mazākā nedalāmā ķīmiskās elementa daļiņa. Atoms ir arī elektriski neitrāla daļiņa, tās centrā ir kodols, kas sastāv no pozitīvi uzlādētiem protoniem, un ap to ir elektronu mākonis (negatīvi uzlādēts). Tāpēc kodola pozitīvo lādiņu līdzsvaro elektronu negatīvais lādiņš. Lai saprastu, kā noteikt oksidācijas pakāpi un kāda tā ir, jums ir jāapsver konkrētu vielu molekulu struktūra.
Starp ūdeņraža hlorīda (HCl) molekuluūdeņradis un hlors, ir viens kopīgs elektronu pāris. Ūdeņraža atoms satur 1 protonu un 1 elektronu. Hlora atomam ir 17 protoni un 17 elektroni, viens no 7 elektroniem, kas atrodas elektronu blīvuma ārējā apvalkā, apvienojumā ar ūdeņraža atoma elektronu, tādējādi veidojot elektronu pāri: H: Cl. H2S molekulā sēra atoms veidoja 2 kopīgus elektronu pārus ar abiem ūdeņraža atomiem. Valence sniedz priekšstatu par molekulās veidoto obligāciju vai elektronu pāru skaitu, bet nenorāda to pārvietošanos.
Tiek pieņemts, ka molekulas atomu elektroniapvienoti elektronu pāros, kas tiek novirzīti uz visvairāk elektronegatīvo atomu. Ūdeņradis un hlora hlorīds spēj iekļūt vienā saitē, kas tiek novirzīta uz hlora atomu, jo tā ir visvairāk elektronegatīva. Tādējādi ūdeņraža oksidācijas stāvoklis ir vienāds ar plus 1 un hlorā - mīnus 1. Katrs ūdeņraža atoms H2S molekulā nonāk vienā saitē ar sēra atomu, kam savukārt ir divas saites. Šādā gadījumā abi elektronu pāri tiek novirzīti uz sēra atomu. Tāpēc ūdeņraža oksidācijas stāvoklis ir plus 1 un sēra atoms - mīnus 2. Kā noteikt vielas oksidācijas stāvokli, piemēram, HCl, H2S, O2, N2, Na, Ag, Si? Vienkāršas vai sarežģītas vielas oksidēšanās pakāpe vienmēr ir 0, jo viela sastāv no molekulām vai atomiem, un tās ir elektriski neitrālas. Pamatojoties uz to, atrodiet molekulā esošā elementa oksidēšanās pakāpi.
Piemēram, ar hipohlorīda skābi varapsvērt, kā noteikt Cl atoma oksidācijas pakāpi. HClO molekulā, tāpat kā jebkuras citas vielas molekulā, ūdeņradis vienmēr ir (izņemot hidrīdus), kam raksturīgs oksidācijas stāvoklis plus 1, un skābekli vienmēr raksturo mīnus 2 oksidācijas stāvoklis (izņemot bārija peroksīdu un skābekļa fluorīdu). Tā kā pašai molekulai nav maksas, mēs varam uzrakstīt vienādojumu: (+1) + x + (- 2) = 0. Šis vienādojums ir jāatrisina: x = 0 - (+1) - (-2) = (+1) Tādējādi izrādās, ka Cl oksidācijas pakāpe hipohlora skābes molekulā ir plus 1. Dotais piemērs parāda, kā noteikt kāda elementa oksidācijas pakāpi jebkurā molekulā. Pirmkārt, sakārtojiet to elementu zināmās vērtības, kuru valence vai oksidācijas stāvoklis nemainās.
Tādējādi tiek saukta oksidācijas pakāpenosacītā vērtība (atoma formāla uzlāde molekulā), ko izmanto, lai rakstītu reakciju vienādojumus, kas saistīti ar dažādu vielu oksidēšanos vai reducēšanu. Šī vērtība ir vienāda ar elektronu pāru skaitu, kas ir pilnībā pārvietoti pret molekulas elektronegatīvajiem ķīmiskajiem elementiem. Oksidācijas stāvoklis ir rakstīts virs atomu simbola. Šāds ieraksts norāda, kā noteikt konkrēta elementa oksidācijas pakāpi jebkuras vielas molekulā. Piemēram, ieraksts (Na + 1Cl-1) jāsaprot, ka nātrija hlorīda molekulā nātrija oksidācijas pakāpe ir plus 1 un hlora mīnus 1, tādējādi: (+1) + (-1) = 0. Kālija permanganāta molekulā (K + 1Mn + 7O-24) kālijam plus 1, mangānam plus 7, skābeklim mīnus 2, tas ir: (+1) + (+7) + 2 • (-2) = 0. Slāpekļskābes molekulā (H + 1N + 5O-23) ūdeņradim plus 1, slāpeklim plus 5, skābeklim mīnus 2, un molekula kopumā ir elektriski neitrāla: (+1) + (+5) + 3 • (-2) = 0. Slāpekļa molekulā skābes (H + 1N + 3O-22), ūdeņradim plus 1, slāpeklim plus 3, skābei mīnus 2, jo molekulas lādiņš ir nulle, tad: (+1) + (+3) + 2 • (-2) = 0. Slāpekļa paraugā var redzēt, ka šis atoms var atšķirties no dažādām vielām oksidācijas stāvoklī no plus 5 līdz mīnus 3 (ar vienas vienības intervālu).
