Avaa päävalikko

Muutokset

562 merkkiä lisätty ,  12 vuotta sitten
myös arabialaiset käytössä, lähde ja linkkejä
'''Hapetusluku''' eli '''hapetusaste''' on luku, joka kuvaa jossakin määrin [[atomi]]n luovuttamaa tai vastaanottamaa [[elektroni]]jakaumaa. Hapetusluku on kuvitteellinen [[Sähkövaraus|varaus]], jonka atomi saa, jos kunkin [[kemiallinen sidos|sidoksen]] elektronit annetaan sille atomille, joka vetää niitä enemmän puoleensa. Jos sidoksen atomit ovat samaa [[alkuaine]]tta, elektronit jaetaan tasan.
 
Hapetusluku on [[kemia]]lliseen kirjanpitoon käytettävä käsite, eikä sitä voida mitata suoraan samalla tavalla kuin esimerkiksi [[massa]]a tai [[lämpökapasiteetti]]a. Hapetuslukujen avulla voidaan tarkastella elektronien siirtymistä [[kemiallinen reaktio|kemiallisissa reaktiossa]]. Hapetuslukua käytetään myös [[yhdiste]]iden nimeämiseen ja [[kemiallinen kaava|kemiallisten kaavojen]] kirjoittamiseen. Hapetusluku ilmoitetaan [[arabialaiset numerot|arabialaisin]] tai [[roomalaiset numerot|roomalaisin numeroin]].
 
Hapetusluku voi vaikuttaa huomattavasti alkuaineen ominaisuuksiin. Esimerkiksi [[kromi]] on hapetusluvulla +III3 ihmiselle välttämätön [[hivenaine]], mutta hapetusluvulla +VI6 se on [[myrkkymyrkyllisyys|myrkyllinen]].
 
==Hapetusluvun laskeminen==
[[Vesi]]molekyylissä (H<sub>2</sub>O) yhteiset sidoselektronit ovat lähempänä happiatomia, koska se on vetyä [[elektronegatiivisuus|elektronegatiivisempi]]. Hapetuslukuja laskettaessa hapella on siis kahdeksan ulkoelektronia. Hapen kuvitteellinen varaus eli hapetusluku on siten &minus;II2, sillä neutraalilla hapella on kuusi ulkoelektronia. Molempien ilman elektroneita jäävien vetyatomien hapetusluku on sama kuin [[protoni]]n varaus eli +I1.
 
Hapetuslukuja ei tarvitse aina laskea suoraan määritelmän pohjalta, vaan voidaan käyttää seuraavia sääntöjä:
#[[Alkuaine]]essa atomin hapetusluku on 0.
#Yksiatomisen [[ioni]]n hapetusluku on yhtä suuri kuin ionin varaus. Siten [[alkalimetalli]]en hapetusluku yhdisteissä on lähes aina +I1 ja [[maa-alkalimetalli]]en +II2.
#Neutraalissa molekyylissä kaikkien atomien hapetuslukujen summa on nolla. Ionirakenteisessa molekyylissä atomien hapetuslukujen summa on yhtä suuri kuin ionin varaus.
#[[Fluori]]n hapetusluku on yhdisteissä aina &minus;I1 (koska fluori on elektronegatiivisin alkuaine).
#[[Happi|Hapen]] hapetusluku on yhdisteissä yleensä &minus;II2. [[peroksidi|Peroksideissa]], joissa on yksinkertainen happi-happisidos (esim. H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>), hapetusluku on &minus;I1. [[oksidi|Superoksideissa]], joissa on O<sub>2</sub><sup>&minus;</sup>-ioni (esim. KO<sub>2</sub>), hapetusluku on &minus;1/2. Otsonideissa (esim. NaO<sub>3</sub>) hapen hapetusluku on &minus;1/3. Kohdan 4 perusteella hapen hapetusluku esimerkiksi yhdisteessä OF<sub>2</sub> on +II2. Kohdan 1 perusteella hapetusluku molekyyleissä O<sub>2</sub> ja O<sub>3</sub> on 0.
#[[Vety|Vedyn]] hapetusluku on yhdisteissä yleensä +I1, [[hydridi|metallihydrideissä]] kuitenkin &minus;I1.
 
==Esimerkkejä==
[[Kaliumkarbonaatti|Kaliumkarbonaatissa]] (K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>) on kaksi K<sup>+</sup>-ionia ja yksi CO<sub>3</sub><sup>2&minus;</sup>-ioni. [[Kalium]]in hapetusluku karbonaatissa on siten +I1. Hapen hapetusluku on &minus;2. Jotta karbonaatti-ionin varaukseksi saadaan &minus;2, [[hiili|hiilen]] hapetusluvun on oltava +IV4, sillä &minus;2&nbsp;&middot;&nbsp;3&nbsp;+&nbsp;4&nbsp;=&nbsp;&minus;2.
 
[[Magnetiitti|Magnetiitissa]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) [[rauta|raudan]] keskimääräinen hapetusluku on +8/3, sillä 8/3&nbsp;&middot;&nbsp;3&nbsp;&minus;&nbsp;2&nbsp;&middot;&nbsp;4&nbsp;=&nbsp;0. Tämä hapetusluku ei ole [[kokonaisluku]], sillä magnetiitissa on kaavayksikköä kohden yksi Fe<sup>2+</sup>-ioni ja kaksi Fe<sup>3+</sup>-ionia.
 
Koska [[sinkki|sinkin]] hapetusluku on aina +II2, voidaan päätellä, että sinkkikloridin kaava on ZnCl<sub>2</sub>. Jos alkuaineella voi olla useita hapetuslukuja, hapetusluku merkitään yhdisteen nimessä [[Roomalaiset numerot|roomalaisin numeroin]], esimerkiksi rauta(II)kloridi (FeCl<sub>2</sub>) ja rauta(III)kloridi (FeCl<sub>3</sub>).
 
Hapetuslukujen avulla voidaan tarkastella [[hapetus-pelkistysreaktio]]ita. Esimerkiksi [[metaani]] palaa seuraavasti: CH<sub>4</sub>&nbsp;+&nbsp;2O<sub>2</sub> &rarr; CO<sub>2</sub>&nbsp;+&nbsp;2H<sub>2</sub>O. Reaktiossa vedyn hapetusluku ei muutu. Neljä happiatomia saavat muodollisesti yhteensä 8 elektronia, sillä alussa niiden hapetusluku on nolla ja lopussa &minus;II2. Reaktio on elektronien suhteen tasapainossa, koska hiili menettää 8 elektronia (hapetusluku alussa &minus;IV4 ja lopussa +IV4). Reaktiossa hiilen hapetusluku suurenee eli hiili [[hapetus|hapettuu]]. Hapen hapetusluku pienenee eli happi [[pelkistys|pelkistyy]].
 
==Katso myös==
*[[valenssi (kemia)|valenssi]]
 
==Lähteet==
[[Luokka:Kemialliset ominaisuudet]]
*{{Kirjaviite | Tekijä=Steven S. Zumdahl | Nimike=Chemistry | Sivu=165&ndash;169 | Selite = 4. painos | Julkaisija=Houghton Mifflin | Vuosi=1997 | Tunniste=ISBN 0-669-41794-7}}
 
==Aiheesta muualla==
<!-- Kielilinkit -->
*[http://goldbook.iupac.org/O04365.html IUPAC:n sivu] {{en}}
*[http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/palvelut/kysykemiasta/arkisto/hapetusluvut.htm Helsingin yliopiston kemian opetuksen keskuksen sivu]
*[http://www.oph.fi/etalukio/opiskelumodulit/kemia/kemia3/hluku.html Etälukion sivu]
 
[[Luokka:Kemialliset ominaisuudet]]
 
[[id:Bilangan oksidasi]]
6 793

muokkausta