Jakie stopnie utlenienia ma tlen?
Tlen cząsteczkowy w stanie wolnym
W cząsteczce tlenu O2 występują dwa atomy tlenu, z których każdy ma sześć elektronów walencyjnych. Każdemu z tych atomów brakuje dwóch elektronów do osiągnięcia stabilnej konfiguracji elektronowej, czyli oktetu. W cząsteczce występują dwa wiązania kowalencyjne niespolaryzowane, w których elektrony są uwspólnione, przynależą w takim samym stopniu do obu atomów tlenu.
To wszystko prowadzi nas do informacji, iż stopień utlenienia w cząsteczce O2 jest równy 0.
Tlen w związkach chemicznych
Elektroujemność tlenu jest wysoka, prawie najwyższa ze wszystkich pierwiastków układu okresowego – wynosi 3,5. Dzięki tej właściwości, tlen, tworząc wiązania kowalencyjne spolaryzowane, przyciąga elektrony w swoją stronę. Ustalając stopnie utlenienia pierwiastków, hipotetycznie przyjmujemy, że wszystkie tworzone między nimi wiązania są jonowe. Powiemy zatem, że tlen przejmuje elektrony od atomów, z którymi tworzy wiązania. Dlatego wartość jego stopnia utlenienia jest ujemna. Najczęściej wynosi -II, gdyż tlenowi brakuje dwóch elektronów do osiągnięcia oktetu elektronowego.
Wyjątki w stopniach utlenienia tlenu
Tlen w nadtlenkach, ponadtlenkach i ozonkach nie występuje na -II stopniu utlenienia, ale nadal przyjmuje ujemne wartości stopnia utlenienia. Jest to związane z nietypową budową tych cząsteczek i występowaniem wiązań tlen-tlen o różnej rzędowości.
Stopnie utlenienia tlenu wynoszą:
- w nadtlenkach -I, np. H2O2,
- w ponadtlenkach -1/2, np. KO2,
- w ozonkach -1/3, np. KO3.
Trzeba zwrócić uwagę, że są to tylko wartości umowne, gdyż w rzeczywistości nie istnieje ani jon -1/2, ani -1/3. Jest to zatem duże uproszczenie bez zagłębiania się, co właściwie dzieje się z wiązaniami w tych cząsteczkach.
Kolejną wyjątkową grupą są związki tlenu z fluorem. Fluor ma wyższą elektroujemność (4,0) niż tlen (3,5), dlatego stopień utlenienia tlenu w tych związkach jest dodatni.
We fluorkach tlenu tlen przyjmuje stopień utlenienia:
- +II w OF2,
- +I w O2F2.
