Lernzettel: Nombres d’oxydation

📋 Plan du Cours

1. Définition et méthode des nombres d’oxydation
2. Nombres d’oxydation des corps purs
3. Somme et ions monoatomiques
4. Oxygène et hydrogène dans les composés
5. Métaux et halogènes
6. Applications aux composés complexes

📖 1. Définition et méthode des nombres d’oxydation

🔑 Notions clés & Définitions

• Nombre d’oxydation : D’un atome dans une substance est la charge qu’il porterait si toutes les liaisons entre atomes différents étaient ioniques.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Pour déterminer les nombres d’oxydation par la méthode générale, il faut écrire la structure de Lewis puis attribuer les électrons de chaque liaison covalente polarisée à l’atome le plus électronégatif.

Compléments

• Les nombres d’oxydation sont généralement notés en chiffres romains afin de rappeler qu’ils correspondent à une situation extrême fictive.

• Dans NaOH, l’oxygène a un nombre d’oxydation de −II et l’hydrogène un nombre d’oxydation de +I après attribution fictive des électrons de liaison.

💡 Astuce mémo

Électronégativité → transfert fictif → charge

📖 2. Nombres d’oxydation des corps purs

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Dans tout corps pur simple, le nombre d’oxydation de l’atome est égal à zéro.

Compléments

• Dans un gaz rare comme l’hélium, l’absence de liaison chimique ne produit aucune charge excédentaire et le nombre d’oxydation vaut zéro.

• Dans les molécules simples N₂, O₂ ou S₈, les électrons des liaisons entre atomes identiques sont partagés équitablement et le nombre d’oxydation de chaque atome vaut zéro.

💡 Astuce mémo

Corps simple = zéro

📖 3. Somme et ions monoatomiques

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🧮 Formule — Pour une espèce polyatomique, la somme des nombres d’oxydation de tous les atomes est égale à la charge globale de l’espèce.

📌 Pour un ion monoatomique, le nombre d’oxydation est égal à la valeur de sa charge, comme +I pour Na⁺, +II pour Fe²⁺, +III pour Al³⁺ et −I pour Cl⁻.

Compléments

• Dans H₂O, la somme des nombres d’oxydation vaut 2(+I) + (−II) = 0.

💡 Astuce mémo

Somme = charge globale

📖 4. Oxygène et hydrogène dans les composés

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Dans un composé, l’oxygène possède généralement un nombre d’oxydation de −II.

📌 Dans un peroxyde comme H₂O₂, chaque atome d’oxygène possède un nombre d’oxydation de −I.

📌 Dans un composé, l’hydrogène possède généralement un nombre d’oxydation de +I.

Compléments

• Dans H₂O, l’oxygène est entouré fictivement de huit électrons au lieu de six et possède donc −II, tandis que chaque hydrogène possède +I.

💡 Astuce mémo

O −II, H +I, sauf exceptions

📖 5. Métaux et halogènes

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Dans leurs composés, les métaux des familles Ia, IIa et IIIa possèdent respectivement des nombres d’oxydation de +I, +II et +III.

📌 Les halogènes de la famille VIIa possèdent généralement un nombre d’oxydation de −I, sauf lorsque le chlore, le brome ou l’iode est lié à un atome plus électronégatif comme l’oxygène.

⚡ Dans HCl, le chlore possède −I, tandis que dans HClO, où il est lié à l’oxygène, il possède +I.

Compléments

• Dans HClO, la somme des nombres d’oxydation est (+I) pour H, (+I) pour Cl et (−II) pour O, soit zéro.

💡 Astuce mémo

Familles Ia-IIa-IIIa : +I, +II, +III

📖 6. Applications aux composés complexes

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Pour calculer un nombre d’oxydation inconnu dans un composé complexe, il faut appliquer les règles connues puis utiliser l’égalité entre la somme des nombres d’oxydation et la charge globale.

• Dans MgSO₄, le magnésium vaut +II et chacun des quatre oxygènes vaut −II, ce qui donne au soufre un nombre d’oxydation de +VI.

• Dans HPO₄²⁻, l’hydrogène vaut +I et les quatre oxygènes valent −II ; la charge globale −II impose au phosphore un nombre d’oxydation de +V.

💡 Astuce mémo

Inconnue + somme des NO = charge

📊 Tableaux de synthèse

Valeurs usuelles et exceptions

Élément ou famille	Valeur usuelle	Exception mentionnée
Corps pur simple	0	Aucune
Oxygène	−II	−I dans les peroxydes
Hydrogène	+I	−I dans les hydrures métalliques
Halogènes	−I	+I pour Cl, Br ou I liés à un élément plus électronégatif

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Le nombre d’oxydation est une charge fictive et ne décrit pas directement la réalité électronique de la molécule.
2. Une molécule composée de plusieurs atomes n’est pas forcément un composé si elle ne contient qu’un seul type d’atome.
3. La somme vaut zéro seulement pour une espèce électriquement neutre.
4. L’oxygène vaut −I dans les peroxydes, et non −II.
5. Les valeurs +I, +II et +III correspondent ici aux familles métalliques indiquées, pas à tous les éléments du tableau périodique.
6. La charge globale à utiliser est celle de l’espèce entière, et non celle d’un atome particulier.
7. Les électrons d’une liaison covalente parfaite entre atomes de même électronégativité sont partagés équitablement.