Av Marie-Luise Blue
Uppdaterad 30 august 2022
Bildkredit:Leonid Eremeychuk/iStock/GettyImages
Laddningen av en övergångsmetalljon reflekterar de elektroner som den har avgett under en kemisk reaktion. Att bestämma den laddningen kräver kunskap om elementet, laddningarna av de omgivande atomerna och den övergripande molekylära laddningen. Alla oxidationstal är heltal, och summan av atomladdningarna är lika med artens nettoladdning.
När en atom förlorar elektroner hänvisar kemister till processen som oxidation. För övergångsmetaller kan oxidationstillståndet – och därmed jonladdningen – variera från +1 till +7. Dessa element har delvis fyllda d-orbitaler som gör elektronförlusten lättare än i huvudgruppselement. Vissa oxidationstillstånd är i sig mer stabila, så de uppträder oftare. Till exempel kan järn (Fe) anta +2, +3, +4, +5 eller +6 tillstånd, men +2 och +3 dominerar i naturliga och industriella sammanhang. I kemiska formler indikeras oxidationstillståndet med en romersk siffra inom parentes (t.ex. järn(II)oxid, FeO, där Fe har en +2-laddning).
I en neutral förening är den totala laddningen noll. Genom att känna till oxidationstillståndet för ligandatomerna kan du lösa metallens laddning. Till exempel, i MnCl₂ bär de två kloridjonerna vardera –1. Den kombinerade –2-laddningen tvingar mangan att vara +2 för att bibehålla neutralitet.
Övergångsmetalljoner bildar ofta komplexa joner som antingen är positivt eller negativt laddade. Ta permanganatjonen, MnO₄ ⁻:varje syrgas har ett oxidationstillstånd på –2, vilket ger totalt –8 från fyra syrgaser. Den totala laddningen –1 betyder att mangan måste vara +7.
De flesta neutrala, lösliga övergångsmetallsalter i vatten har oxidationstillstånd på +3 eller lägre. Högre oxidationstillstånd fälls vanligtvis ut eller hydrolyserar för att bilda syrehaltiga komplex. Till exempel hydrolyserar vanadin(V)-salter för att producera hexaaquavanadate(IV)-jonen, [V(OH)6]+, eller aquavanadate(V)-jonen, [VO₄]⁻, beroende på miljön.
© 2022 IUPAC. Alla rättigheter reserverade.
