เลข Oxidation คืออะไร มีหลักในการกำหนดค่าอย่างไรบ้าง

สำหรับเด็ก ๆ ที่เรียนสายวิทย์ หรือสนใจด้านวิทยาศาสตร์ คำว่า “เลขออกซิเดชัน” คงคุ้นหู เคยได้ยินกันอยู่พอสมควรเลยใช่มั้ยครับ ซึ่งถ้าลองเจาะลึกลงไปแล้วอยากรู้กันหรือไม่ว่าเลข Oxidation คืออะไร แล้วมีหลักในการกำหนดค่ายังไงบ้าง บทความนี้พี่ปีโป้จะอธิบายข้อมูลเบื้องต้นให้ทุกคนเข้าใจกันง่ายขั้นกว่าเดิม แล้วจะบอกว่าการเรียนเคมีไม่ใช่เรื่องยากอย่างที่หลายคนกังวลใจอีกด้วยนะ

เลข Oxidation คืออะไร

เลข Oxidation คือ ตัวเลขของค่าประจุไฟฟ้าในแต่ละอะตอมของธาตุ (โมเลกุล) ที่ถูกสมมุติขึ้นมาจากการคำนวณที่ให้ – รับ หรือใช้ร่วมกับอะตอมของธาตุภายใต้เกณฑ์ที่ได้กำหนดเอาไว้ ปกติแล้วเลขออกซิเดชันต้องเป็นจำนวนเต็มบวก เต็มลบ ไม่ก็ 0 เท่านั้น ด้วยสารประกอบ Ionic อะตอมมีทั้งให้ – รับอิเล็กตรอนจากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นไอออนบวกกับไอออนลบ ด้วยเหตุนี้เลขออกซิเดชันจึงมีค่าตรงกับประจุไฟฟ้าจริง และยังมีค่าเท่ากับประจุไฟฟ้าของไอออนตัวดังกล่าวในสารประกอบโคเวเลนต์ด้วย

ขณะที่อะตอมของธาตุที่ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันแต่ไม่มีการให้ – รับอิเล็กตรอน ตัวเลขที่เกิดขึ้นจะเป็นเพียงประจุสมมุติ ทั้งนี้อะตอมธาตุใดก็ตามค่าเลข Oxidation จะบวกหรือลบขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรเนกาติวิตี (Electronegativity : EN) หากอะตอมของธาตุมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าตัวเลขออกซิเดชันจะเป็นลบ แต่ถ้าอะตอมของธาตุมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่ำกว่าเลขออกซิเดชันจะเป็นบวก ซึ่งคำถามค่าบวกอยู่ที่เท่าไรสามารถประเมินจากจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่อะตอมของธาตุนำไปใช้ร่วมกับอะตอมของธาตุอื่นได้เลย

หลักเกณฑ์ในการกำหนดค่าเลข Oxidation

1. เลข Oxidation ของธาตุอิสระทุกชนิดไม่ว่าหนึ่งโมเลกุลจะมีกี่อะตอมก็ตาม ค่าได้ต้องเท่ากับศูนย์ เช่น Na, Zn, Cu, He, H 2, N 2, O 2, Cl 2, P 4, S 8 ฯลฯ มีเลขออกซิเดชัน คือ 0

2. เลข Oxidation ของไฮโดรเจนในสารประกอบ (H รวมตัวกับอโลหะ) เช่น HCl, H 2O, H 2SO 4 ฯลฯ จะมีค่าเท่ากับ + 1 เสมอ แต่ถ้าเป็นสารประกอบไฮไดรด์ของโลหะ (H รวมตัวกับโลหะ) เช่น NaH , CaH 2 ต้องมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ -1 เสมอ

3. เลขออกซิเดชันของออกซิเจนในสารประกอบจะเท่ากับ -2 สารประกอบเปอร์ออกไซด์ เช่น H 2O 2 และ BaO 2 เลขออกซิเดชันของออกซิเจนจะเท่ากับ -1 สารประกอบซุปเปอร์ออกไซด์ เลขออกซิเดชันของออกซิเจนเท่ากับ -1/2 และเฉพาะสารประกอบ OF 2 เลขออกซิเดชันของออกซิเจนจะเท่ากับ +2

4. เลขออกซิเดชันของไอออนหากประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกันจะมีค่าเท่ากับประจุแท้จริงของไอออนนั้น ๆ เช่น Mg 2+ ไอออน เลขออกซิเดชันเท่ากับ +2, F – ไอออน เลขออกซิเดชันเท่ากับ -1 เป็นต้น

5. หากไอออนมีอะตอมมากกว่าหนึ่งชนิด ผลรวมเลขออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดต้องเท่ากับประจุแท้จริงของไอออนนั้น เช่น SO 4 2- ไอออน เท่ากับ – 2 เลขออกซิเดชันของ NH 4 + ไอออนเท่ากับ + 1 เป็นต้น

6. สารประกอบทุกชนิดผลบวกเลขออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดจะเท่ากับ 0 เช่น H 2O H เลขออกซิเดชันเท่ากับ + 1 แต่เพราะมี H 2 อะตอม เลขออกซิเดชันทั้งหมดจึงเท่ากับ + 2 ส่วน O มีเลขออกซิเดชัน – 2 พอคำนวณรวมกันแล้วจึงมีค่า 0 

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเลข Oxidation

• ธาตุหมู่ IA , IIA , IIIA ในสารประกอบ เลข Oxidation จะเท่ากับ +1 , + 2 , + 3 เรียงตามลำดับ
• ธาตุอโลหะส่วนใหญ่ในสารประกอบสามารถมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า เช่น Cl ใน HCl, HClO,  HClO 2, HClO 3 และ HClO 4 มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ – 1, +1, +3, +5 และ +7 ตามลำดับ
• ธาตุแทรนซิชันสามารถมีเลขออกซิเดชันได้เกิน 1 ค่า เช่น Fe ใน FeO และ Fe 2O 3 มีเลข Oxidation เท่ากับ +2 และ +3 ตามลำดับ

หลังจากเด็ก ๆ ทำความเข้าใจเกี่ยวกับเลข Oxidation กันไปแล้วคงไม่ใช่เรื่องยากเกินไปใช่มั้ยครับ หรือถ้าต้องการเข้าเรียนคอร์สเพิ่มเติมในรายวิชาด้านวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะเคมี ก็สามารถเลือกคอร์สของพี่ปีโป้กันได้เลย