受験に化学を必要とする人へ

酸化還元反応の単元で勉強する「酸化数」、
化学式中の各原子の酸化数を表示することで、
どの物質が反応の前後で酸化または還元されたのかを
読み取るのに便利です。

しかし判断のスピードを速めるための「酸化数」が
酸化還元の理解をつなげるのに、
じゃまになってしまっている人もいます。

酸化数のルールでは、
①単体中の原子はゼロとする。
②化合物中ではＨが＋１、Ｏが－２とし、
　化合物全体の酸化数の和をゼロとする。
③イオンだと、構成原子の酸化数の総和がイオンの価数になる。
といったルールをもとに各原子の酸化数を決定します。

そこで、例外として教わることになる過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）は
「Ｈが＋１、Ｏは例外で－１です。」としているだけで、
なぜ？ということを省略している場合が多いのです。

これでは少し深い問題に対応できません。
例えば水素化ナトリウム（ＮaＨ）はどうでしょう？

この場合Ｎａの酸化数が＋１、Ｈは－１です。
なぜだかわかりますか？

理由は、酸化還元本来の意味にあります。

電子を放出するとその物質は酸化されたといい、
電子を受け取るとその物質は還元されたといいます。
酸化還元とは電子のやりとりです。

では結合している粒子間の電子はどうなっているのでしょう。

ここで電気陰性度が関わってきます。
電気陰性度は希ガスを除き、
一般に周期表上で同一周期なら右へ行くほど、
同一族なら上に行くほど大きく、
（周期表の右上ほど大きいってイメージでＯＫですね。）
それが大きいということは結合間の電子を
より強く引き付ける原子だということを示す数値です。

つまりＮａＨでは電気陰性度が大きいＨの方が電子を引き付けています。
ではいくつ引き付けるのでしょう？

ここで今度は電子殻の話。
Ｈの最外殻はＫ殻なので２個の電子で安定化します。
よってＮａＨのＨはもともと自身で持っていた電子１個に加え、
Ｎａ側から１個電子を引き寄せることで安定化出来るのです。
負の電荷を持つ電子１個を引き付けたので
Ｈの酸化数（電子のやり取りの数）は－１となり、
結果、電子を１個持って行かれたＮａは＋１となります。
この数値がそれぞれの原子の酸化数となっています。

同様に考えると、
教科書で例外とされている過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）では
電気陰性度の大きいＯ原子に電子は引き付けられます。
２つあるＯ原子は価電子が６個なので
最外殻のＬ殻を安定化するには
それぞれあと２個の電子を引き付けたいところですが、
相手にするＨが２個しかなく、電子はそれぞれ１個しか
持っていないのでＯ原子1個あたり１個の電子しか
受け取れないのです。
なのでこの場合はＨが＋１、Ｏは－１となります。

・・・電子のやりとりを考えずに「酸化数」の表示のみを
追いかけて問題を解くスピードを求めるのも、もちろん大切です。
でも理論化学の基礎をしっかりつなげると、
酸化数の例外が理解でき、初めて目にする物質の化学式と出会っても
考える足掛かりがしっかりとすると思いませんか。