主差氧化数(main difference oxidation number) vs. 氧化态(oxidation state)

氧化次数和氧化状态通常被认为是相同的。这是因为氧化状态可以等于特定原子的氧化数，根据它所处的化合物类型。但是，氧化次数与氧化状态之间存在着细微的差异。氧化数与氧化态的主要区别是，如果周围的键都是离子键，氧化数是配位配合物中心原子的电荷，而氧化态则是特定原子可能丢失、增益或与另一个原子共享的电子数。

覆盖的关键领域

1.什么是氧化数-定义，规则，示例2.什么是氧化状态-定义，规则，示例3.氧化数和氧化状态之间的区别-主要区别的比较

Key Terms: Arabic Numbers, Bidentate, Coordination Bonds, Coordination Complex, Coordination Number, Ionic Bonds, Ligands, Monodentate, Oxidation Number, Oxidation State, Roman Numbers

什么是氧化数(oxidation number)？

如果配位络合物周围的所有键都是离子键，则氧化数可以定义为配位络合物中心原子的电荷。配位络合物是由一个中心金属原子与几个配体结合而成的化学结构。由于中心金属原子的存在，这些化合物也被称为金属络合物。这个中心金属原子叫做配位中心。配体是通过配位键（配位共价键）与金属原子相连的化学基团。一种配位化合物含有几种配位络合物。

大多数情况下，中心金属原子是过渡金属（d-块元素）。当富电子物种将其电子对（一对或两对）贡献给中心原子时，形成配位键。这些供体被称为配体。配体可以是中性分子，也可以是带负电荷的离子。这种配位键是共价键，因为它是由于两个原子之间的电子共享而形成的。与中心原子结合的施主原子数称为配位数。

可以有单齿或双齿配体。单齿配体通过一个配位键与中心原子结合，而双齿配体通过两个配位键与中心原子结合。配位数决定了配位复合体的几何形状。然而，配位数不是中心原子的氧化数。但有时，配位数可能等于氧化数。

Figure 01: A coordination complex of cobalt

上图显示了[Co（NH3）6]Cl3络合物。钴的配位数是6，因为有6个氨配体与钴原子结合。但是钴的氧化数是3，因为如果除去配位络合物周围的所有配体，氧化数就是配位络合物中心原子的电荷。由于三个氯原子产生-3电荷，而氨分子是带中性电荷的，所以钴原子应该带+3电荷，以便中和来自氯原子的电荷。因此，钴的氧化数写为Co（III）。

什么是氧化态(oxidation state)？

氧化态可以定义为一个特定原子可以失去、获得或与另一个原子共享的电子数。这个术语不仅限于配位络合物。氧化态实际上给出了化合物中原子的氧化程度。氧化态总是以整数形式给出，用印度教阿拉伯数字表示，包括原子的电荷。

确定氧化状态的规则

原子的氧化态是根据七条规则给出的。

规则1

单个元素和由单个元素组成的化合物每个原子的氧化态为零。

例如，化合物N2中氮（N）的氧化状态为零。

规则2

化合物的总电荷是每个元素电荷的总和。

例如，在中性物质如NaCl中，总电荷为零。因此，每种元素的氧化状态应分别表示为Na（+1）和Cl（-1）。

在离子物种中，如NH4+，N和H原子的氧化态之和应等于总电荷。

（N+4H）=（-3）+（1 x 4）=+1

规则3

第1组金属（1A）的氧化状态始终为+1，第2组金属（2A）的氧化状态始终为+2。

例如，锂（Li）的氧化状态总是+1，镁（Mg）的氧化状态总是+2。

规则4

氟（F）的氧化态总是-1。

记住，根据第一条规则，氟在F2中的氧化状态为零。

规则5

与其他原子相比，电负性最强的原子被赋予负电荷。

例如，氟的电负性比氢强。因此，在HF中，氢的氧化态是-1，但通常氢的氧化态是+1。

规则6

氢的氧态（H）通常为+1。

氢原子很容易失去一个电子，形成它的阳离子。但当氢与1A族或2A族金属结合时，氢的氧化态为-1，例如NaH。

规则7

氧的氧化状态通常为-2。

氧的电负性更强，能吸引电子。因此，很容易形成-2氧化态。但是在过氧化物中，氧化数是-1，因为两个氧原子在那里以单键结合。

氧化态对氧化还原反应产物的测定非常有用。氧化还原反应是包括原子间电子交换的化学反应。在氧化还原反应中，两个半反应平行发生。一个是氧化反应，另一个是还原反应。氧化反应涉及原子氧化态的增加，而还原反应涉及原子氧化态的减少。

Figure 02: Redox Reaction between Mg and H2

在上述反应中，Mg是具有零（0）氧化状态的单一元素。但与H2反应后生成MgCl2，Mg的氧化态为+2，此时Mg的氧化态增加。因此，这是氧化还原反应中的氧化半反应。H在HCl中的氧化态为+1，而产物H2处于零（0）氧化态。氧化态降低。因此，它是这个氧化还原反应中的还原半反应。

氧化数(oxidation number)和氧化态(oxidation state)的区别

定义

氧化数：如果配位络合物周围的所有键都是离子键，则氧化数可以定义为配位络合物中心原子的电荷。

氧化态：氧化态可以定义为一个特定原子可以失去、获得或与另一个原子共享的电子数。

应用

氧化数：配合物采用氧化数。

氧化态：氧化态可用于任何元素或化合物。

数的表示

氧化数：用罗马数字表示氧化数。

氧化状态：印度教阿拉伯数字用来表示氧化状态。

指控的陈述

氧化数：氧化数没有给出中心原子电荷的细节。

氧化状态：氧化状态用带负（-）或正（+）符号的电荷表示。

结论

对于正常元素或化合物（而不是配合物），氧化状态和氧化数是相同的。但考虑到所有化合物，包括配位化合物，则略有不同。氧化数和氧化态之间的主要区别在于，如果配位络合物周围的所有键都是离子键，则氧化数是配位络合物中心原子的电荷，而氧化态是特定原子可以失去、获得或与另一个原子共享的电子数。

引用

1.“氧化状态（氧化数）”。氧化状态（氧化数）N.p.，N.d.网络。这里有。2017年7月5日。  2.“元素氧化数分配规则。”假人。N.p.，N.d.网站。这里有。2017年7月5日。3.“配合物。”配合物帮助页。N.p.，N.d.网站。这里有。 2017年7月5日。 2.“元素氧化数分配规则。”假人。N.p.，N.d.网站。 3.“配合物。”配合物帮助页。N.p.，N.d.网站。