Nox dans les structures complexes et Nox moyen. Calcul du Nox moyen

Nox (nombre d'oxydation) est la charge qu'un élément acquiert lors de la création d'une liaison ionique, ou le caractère partiel qu'il acquiert lors de la création d'une liaison covalente.

Les textes "Concept d'indice d'oxydation (NOx)» et « Détermination de l'indice d'oxydation (Nox) » montrent comment calculer le Nox de substances plus simples. Cependant, il existe des cas de structures plus complexes, telles que des composés organiques, qui ont plusieurs atomes d'un même élément liés de différentes manières entre eux ou avec d'autres éléments chimiques.

Les composés organiques sont généralement constitués de carbone et d'hydrogène, mais l'oxygène et l'azote sont également très courants. Ainsi, comme ils ont plusieurs atomes de carbone dans leurs structures, chacun d'eux a un Nox différent, selon les éléments avec lesquels ils sont liés.

Par exemple, voyons comment déterminer le Nox pour chacun des carbones présents dans la structure du glucose ci-dessous :

OH OH OH H OH O 
│ │ │ │ │ ║
H─C─C─C─C─C─C
│ │ │ │ │ │
H H H H H H

Numérotons d'abord les carbones pour les différencier, en partant du carbone à l'extrémité qui fait une double liaison avec l'oxygène, c'est-à-dire le carbone dans le groupe carbonyle :

OH OH OH H OH O 
│ │ │ │ │ ║
H─C⁶ C⁵ C⁴ C³ C² C¹
│ │ │ │ │ │
H H H H H H

Notez que le carbone 1 est lié à un hydrogène, un oxygène et un autre carbone, comme indiqué ci-dessous. Cependant, sa liaison avec l'autre carbone n'interfère pas avec son Nox, car les deux ont la même électronégativité.

O → Nox = -2
║
Dz C¹→ Nox = x
│
H → Nox = +1

De garde Ç et H, le carbone est plus électronégatif que H, en recevant un électron. Dans le cas de la connexion Ç et O, l'oxygène est le plus électronégatif, enlevant deux électrons du carbone. Ainsi, le Nox de ce carbone sera donné en considérant les pertes et gains totaux d'électrons, c'est-à-dire que s'il a gagné un électron et en a perdu deux, alors son Nox est égal à +1.

Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)

Regardons maintenant le carbone numéro 2 :

Oh → Nox = -1
│
dz C² C¹
│
H → Nox = +1

Ce carbone a reçu un électron du H et a perdu un électron au profit de l'hydroxyle (OH); avec cela, votre Nox résultant est égal à zéro.

Notez que les carbones 3, 4 et 5 font exactement les mêmes liaisons que le carbone 2; donc leurs Nox sont également égaux à zéro. Reste à découvrir le Nox du carbone 6 :

Oh → Nox = -1
│
Ç⁵ C⁶ H→ Nox = +1
│
H → Nox = +1

Puisqu'il reçoit un électron de chaque H, il s'agit donc de deux électrons reçus; et il perd un électron au OH, son Nox est égal à -1.

Si nous voulons calculer le nox moyen de carbone dans le glucose, il suffit d'ajouter tous les Nox et de diviser par la quantité de carbone, comme indiqué ci-dessous :

Six oxydes de carbone → C⁶ C⁵ C⁴ C³ C² C¹
-1 0 0 0 0 +1 

Nox moyen→ (-1) + (0) + (+1) = zéro
6

Mais que se passe-t-il si nous ne connaissons pas la structure du composé, comment allons-nous déterminer le Nox ?

Dans ce cas, il n'est pas possible de déterminer le Nox pour chacun des éléments, mais il est possible de déterminer le Nox moyen à partir de la formule moléculaire. Voyez comment cela se fait avec la formule moléculaire du glucose lui-même (C₆H₁₂O₆):

Ç₆ H₁₂ O₆
6x + 12. (+1)+ 6. (-2) = 0
6x + 12 -12 = 0
6x = 12 - 12
x = 0

Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie

Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. « Nox dans les structures complexes et les Nox moyens »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nox-estruturas-complexas-nox-medio.htm. Consulté le 28 juin 2021.