Définition
Le degré d'oxydation est une sorte de « score comptable » qui permet de suivre les électrons d'un atome dans une molécule. On imagine que l'atome possède une charge électrique fictive pour savoir s'il a plutôt tendance à perdre ou à gagner des électrons par rapport à son état naturel. C'est un peu comme une jauge qui indique l'état d'appauvrissement ou de richesse en électrons d'un élément.
L'essentiel
- C'est une charge fictive attribuée aux atomes pour suivre les électrons.
- Un élément pur (O2, Fe, Cu) a toujours un degré d'oxydation de 0.
- Il augmente lors d'une oxydation et diminue lors d'une réduction.
Formule et propriétés
Le mot vient du latin gradus (pas, marche) pour « degré », et de « oxydation », terme forgé à partir du grec oxus (acide) en référence à l'oxygène. Historiquement, on pensait que seule la fixation d'oxygène modifiait cet état, avant de comprendre que cela concernait tous les échanges d'électrons.
Comment l'utiliser
- Dans l'eau (H2O), l'oxygène a un degré d'oxydation de -II car il attire fortement les électrons.
- Pour le fer pur (un clou en fer), le degré d'oxydation est de 0 car l'atome est neutre et non lié à un autre élément.
- Dans l'ion chlorure (Cl-), le degré est de -I, ce qui correspond exactement à sa charge réelle.
Utilisations
Ce concept est indispensable pour équilibrer les équations de réactions d'oxydoréduction (comme dans les piles ou la rouille). Il sert aussi à nommer précisément certains composés chimiques, comme le chlorure de fer(II) ou le chlorure de fer(III).
Dangers et précautions
Par convention, on écrit souvent le degré d'oxydation en chiffres romains (ex: +III) pour ne pas le confondre avec la charge électrique réelle d'un ion (ex: 3+). N'oubliez pas que la somme des degrés d'oxydation de tous les atomes d'une molécule doit être égale à la charge totale de cette molécule.
Substances liées
Stockage et élimination
Pour bien débuter, retenez deux règles d'or : l'oxygène vaut presque toujours -II et l'hydrogène vaut presque toujours +I. Cela vous permettra de calculer facilement le degré des autres atomes dans la plupart des molécules courantes.
Questions fréquentes
Le degré d'oxydation est-il toujours un nombre entier ?
Généralement oui, mais dans certains cas complexes comme les oxydes de fer mixtes, on peut obtenir des valeurs fractionnaires en faisant la moyenne sur plusieurs atomes.
Quelle est la différence avec la valence ?
La valence indique le nombre de liaisons qu'un atome peut former, tandis que le degré d'oxydation précise la répartition des électrons dans ces liaisons.