Réaction d'oxydoréduction ; nombre ou étage d'oxydation

I. Définition :

Le nombre d'oxydation est une charge fictive attribuée à un élément.
L'étage d'oxydation positif ou négatif correspond au nombre d'électrons perdus ou captés ou partiellement perdus ou captés par un élément par-rapport à son état fondamental (tel qu'il se trouve dans le tableau périodique).

II. Détermination de l'étage d'oxydation :

1. d'un élément :

ex. : O, H, Br, Cl, Na, ...
Le nombre d'oxydation d'un élément est toujours nul

2. d'un élément dans une molécule constituée d'atomes identiques

ex. : O2, H2, Br2, O3, P4, S8, ...
Chaque atome de ces molécules a un nombre d'oxydation nul. 

3. d'un élément dans une molécule quelconque

ex. :   NaClH2O
Na : +1 | Cl : -1H : +1 | O = -2
         Mg3N2Dans une molécule, la somme des nombres d'oxydation de tous les éléments est nulle.
Mg : +2 | N : -3
remarques :
  • L'étage d'oxydation (E.O.) de l'hydrogène (H) est en général égal à +1.  Sauf dans H (=0) ; H2(=0); et dans les hydrures (formule MH ; métal + hydrogène)
exemple d'hydrure :
  • E.O. de l'oxygène (O) = -2. Sauf dans O (=0) ; O2 (=0) ; O3 (=0); F2O et les peroxydes ( formule : R-OO-R ; où R= H ou une chaîne carbonée).

4. d'un éléments dans un ion :

Dans un ion, la somme des étages d'oxydation de tous les éléments est égale à la charge de l'ion.
ex: Cu2+ ; E.O. = +2 | Cl- ; E.O. = -1 | SO32- ; E.O = x +3. (-2) = -2 ; x = + 4

 III. Nombres d'oxydation possibles de quelques éléments :

(extrait du cours de P. Herbrant | http://www.chez.com/courschimie)
Les nombres d'oxydation positifs
+1+2+3+4+5+6+7
Sodium
Potassium
Argent
Mercure
Cuivre
Hydrogène
Chlore
Iode
Baryum
Zinc
Calcium
Magnésium
Manganèse
Cuivre
Fer
Plomb
Mercure
Cobalt
Nickel
Fer
Aluminium
Chrome
Azote
Phosphore
Chlore
Manganèse
Soufre
Carbone
Silicium
Azote
Phosphore
Chlore
Iode
SoufreChlore
Iode
Les éléments en bleu présentent plusieurs nombres d'oxydation.
Les nombres d'oxydation négatifs
-1-2-3-4
Fluor
Chlore
Brome
Iode
Soufre
Oxygène
Azote
Phosphore
Carbone

IV. Exercices :

Afin de déterminer l'étage d'oxydation d'un élément dans une molécule, nous devons résoudre une équation à une inconnue.
K2 Cr2 O7   | Déterminer l' E.O. de Cr
2 . ( +1) + 2 x + 7 .( -2) = 0 | x = +6 ; L'E.O. de Cr = +6 dans cette molécule

 Cr2 O3   | Déterminer l' E.O. de Cr
 2 x + 3 .( -2) = 0 | x = +3 ; L'E.O. de Cr = +3 dans cette molécule