เลขออกซิเดชัน (Oxidation number)

หมายถึงจำนวนประจุไฟฟ้าหรือประจุไฟฟ้าสมมติของไอออนหรืออะตอมของธาตุ

ในกรณีที่เป็นสารประกอบไอออนิก เลขออกซิเดชันเป็นค่าแสดงประจุไฟฟ้าของไอออน โดยอะตอมที่ให้อิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเป็นบวก อะตอมที่รับอิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ เช่น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ประกอบด้วยโซเดียมไอออน (Na⁺) และคลอไรด์ไอออน (Cl^- ) ซึ่งเกิดจากการที่อะตอมของโซเดียมมีการเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งอิเล็กตรอน โซเดียมจึงมีประจุเท่ากับ +1 และคลอรีนได้รับอิเล็กตรอน 1 อิเล็กตรอน คลอรีนจึงมีประจุเป็น -1 ดังนั้นเลขออกซิเดชันของโซเดียมและคลอรีนในสารประกอบโซเดียมคลอไรด์จึงมีค่าเท่ากับ +1 และ -1 ตามลำดับ

ในกรณีสารประกอบโคเวเลนต์ซึ่งไม่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนกันระหว่างอะตอม แต่มีการใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบ เลขออกซิเดชันจึงเป็นค่าแสดงประจุไฟฟ้าสมมติของอะตอมของธาตุ ซึ่งสามารถกำหนดเลขออกซิเดชันได้โดยพิจารณาจากค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอมที่ใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน ธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าจะดึงดูดอิเล็กตรอนเข้าใกล้นิวเคลียสได้มากกว่า จะแสดงอำนาจขั้วไฟฟ้าเป็นลบ (d^-) อะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่ำกว่าจะแสดงอำนาจขั้วไฟฟ้าเป็นบวก (d⁺) เช่น แก๊สแอมโมเนีย (NH₃) 1 โมเลกุลเกิดจากการสร้างพันธะระหว่าง N 1 อะตอม และ H 1 อะตอม โดยใช้อิเล็กตรอนร่วมกันดังนี้

เกณฑ์การกำหนดค่าเลขออกซิเดชัน มีเกณฑ์ดังนี้

1. ธาตุอิสระทุกชนิดทั้งที่อยู่ในรูปอะตอมหรือโมเลกุล มีเลขออกซิเดชันเท่ากับศูนย์ เช่น Fe , Zn , H₂ , N₂ , O₂ , P₄ , S₈ ต่างมีเลขออกซิเดชันเท่ากับศูนย์

2. ออกซิเจนในสารประกอบทั่วไปมีเลขออกซิเดชัน -2 ยกเว้นในสารประกอบเปอร์ออกไซด์ เช่น Na₂O₂ , H₂O₂ , BaO₂ ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชัน -1 ในสารประกอบซูเปอร์ออกไซด์ เช่น KO₂ ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชัน -1/2 ในสารประกอบ OF₂ ออกซิเจนมีเลขออกซิเดชัน +2

3. ไฮโดรเจนในสารประกอบทั่วไปมีเลขออกซิเดชัน +1 ยกเว้นในสารประกอบโลหะไฮไดรด์ เช่น NaH ไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชัน -1

4. ไอออนของธาตุมีเลขออกซิเดชันเท่ากับประจุของไอออนนั้น เช่น H⁺ เลขออกซิเดชันเท่ากับ +1 , Ca²⁺ เลขออกซิเดชันเท่ากับ +2 , Cl^- เลขออกซิเดชันเท่ากับ -1 เป็นต้น

5. ไอออนที่ประกอบด้วยอะตอมมากกว่า 1 ชนิด ผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมเท่ากับประจุของไอออนนั้น เช่น Cr₂O₇^2- มีประจุ -2 ผลรวมของเลขออกซิเดชันของ Cr₂O₇^2- จึงเท่ากับ -2

6. ในสารประกอบใด  ผลรวมของเลขออกซิเดชันของทุกอะตอมเท่ากับศูนย์ เช่น CaO เลขออกซิเดชันของแคลเซียมเท่ากับ +2 ของออกซิเจนเท่ากับ -2 ซึ่งรวมกันจะเท่ากับศูนย์

ตัวอย่างที่ 1 จงหาเลขออกซิเดชันของ Mn ในสารประกอบ KMnO₄

ผลรวมเลขออกซิเดชันของ KMnO4	=	0
K + Mn + 4(O)	=	0
(+1) + Mn + 4(-2)	=	0
Mn	=	(+8) - 1
	=	+7

ตัวอย่างที่ 2 จงหาเลขออกซิเดชันของ Cr ในสารประกอบ K₂Cr₂O₇

ผลรวมเลขออกซิเดชันของ K2Cr2O7	=	0
2K + 2Cr + 7(O)	=	0
2(+1) + 2Cr + 7(-2)	=	0
2Cr	=	(+14) - 2
Cr	=	+6