Le nombre d'oxydation

Le nombre d'oxydation d'un atome est la charge fictive qu'il porterait si chaque doublet de liaison était attribué entièrement à l'atome le plus électronégatif. On le note en chiffres romains ($+\mathrm{I}$, $-\mathrm{II}$, $+\mathrm{VI}$…). C'est un nombre formel : il ne coïncide avec la charge réelle que pour un ion monoatomique.

1. Corps simple ($\ce{O2}$, $\ce{H2}$, $\ce{Fe}$, $\ce{Cl2}$, $\ce{S}$…) : $\mathrm{n.o.}=0$.
2. Ion monoatomique : $\mathrm{n.o.}=$ sa charge ($\ce{Ca^{2+}}\!\to +\mathrm{II}$, $\ce{Cl^-}\!\to -\mathrm{I}$).
3. Hydrogène $=+\mathrm{I}$, sauf dans les hydrures métalliques ($\ce{NaH}$, $\ce{CaH2}$) où il vaut $-\mathrm{I}$.
4. Oxygène $=-\mathrm{II}$, sauf dans les peroxydes ($\ce{H2O2}$, $\ce{Na2O2}$) où il vaut $-\mathrm{I}$.
5. Halogènes (groupe 17) $=-\mathrm{I}$ (sauf combinés à O ou entre eux) ; alcalins (gr. 1) $=+\mathrm{I}$ ; alcalino-terreux (gr. 2) $=+\mathrm{II}$.

La somme des nombres d'oxydation de tous les atomes d'une espèce est égale à sa charge globale :

1. Noter la charge globale de l'espèce ($0$ si neutre).
2. Placer les n.o. « évidents » (O $=-\mathrm{II}$, H $=+\mathrm{I}$, halogène $=-\mathrm{I}$…).
3. Poser $x=\mathrm{n.o.}(X)$ et écrire : $\sum \mathrm{n.o.}=\text{charge globale}$.
4. Résoudre l'équation en $x$.

Molécule neutre. On a $\mathrm{n.o.}(\ce{K})=+\mathrm{I}$, $\mathrm{n.o.}(\ce{O})=-\mathrm{II}$. Soit $x=\mathrm{n.o.}(\ce{Cr})$, avec 2 K, 2 Cr, 7 O :

Donc $\mathrm{n.o.}(\ce{Cr})=+\mathrm{VI}$.

Au cours d'une réaction, pour un atome donné :

• son n.o. augmente $\Rightarrow$ il est oxydé : il perd des électrons. L'espèce qui le contient est le réducteur.
• son n.o. diminue $\Rightarrow$ il est réduit : il capte des électrons. L'espèce qui le contient est l'oxydant.

Les deux phénomènes sont toujours simultanés.

• H n'est pas toujours $+\mathrm{I}$ ($-\mathrm{I}$ dans les hydrures, $0$ dans $\ce{H2}$) ; O n'est pas toujours $-\mathrm{II}$ ($-\mathrm{I}$ dans les peroxydes).
• L'oxydant est l'espèce qui est réduite ; le réducteur est celui qui est oxydé. (Retenir : « on réduit un oxydant, on oxyde un réducteur ».)
• Un élément qui s'oxyde perd des électrons (n.o. $\nearrow$) ; ne pas confondre avec « capter ».