Het oxidatiegetal is de hypothetische lading van een atoom in een verbinding, berekend onder de aanname dat alle bindingen tussen atomen ionair zijn. Het geeft aan hoeveel elektronen een atoom heeft afgestaan of aangetrokken. Op deze pagina vind je een duidelijke definitie, alle regels voor het bepalen van het oxidatiegetal, een tabel met constante waarden, een stapsgewijs algoritme en een interactieve trainer om het onderwerp direct te oefenen.
Wat is een oxidatiegetal
Het oxidatiegetal (OG) is de hypothetische lading van een atoom in een molecuul die het zou hebben als alle elektronen van de gedeelde paren volledig zouden zijn overgegaan naar het meest elektronegatieve atoom. Simpel gezegd is het een 'elektronenteller': een atoom dat elektronen afstaat, krijgt een positief oxidatiegetal, en een atoom dat ze aantrekt, krijgt een negatief oxidatiegetal.
Het oxidatiegetal wordt altijd geschreven met het teken vóór het getal en wordt boven het symbool van het element geplaatst: bijvoorbeeld in water H₂O is waterstof +1 en zuurstof −2. Dit onderscheidt het van de ionlading (S²⁻, Fe³⁺), waarbij het teken na het getal wordt geschreven.
Het oxidatiegetal kan positief, negatief of nul zijn, en bij veel elementen is het variabel — het verandert per verbinding. Daarom is het belangrijk om te weten hoe je het bepaalt, in plaats van het alleen uit je hoofd te leren.
Regels voor oxidatiegetallen: tabel met constante waarden
Om het oxidatiegetal te bepalen, moet je een aantal vaste regels kennen. Sommige elementen hebben een constant oxidatiegetal in alle verbindingen — hun waarden staan in de onderstaande tabel. Hiermee begin je altijd met het toewijzen.
Naast de constante waarden gelden er drie hoofdregels:
- in een enkelvoudige stof is het oxidatiegetal van elk atoom gelijk aan 0 (Fe, O₂, H₂, S₈);
- de som van de oxidatiegetallen van alle atomen in een molecuul is 0 — een molecuul is elektrisch neutraal;
- in een ion is de som van de oxidatiegetallen gelijk aan de lading van het ion (bijvoorbeeld in SO₄²⁻ is de som −2).
| Element | Oxidatiegetal | Uitzonderingen |
|---|---|---|
| Enkelvoudige stof O₂, H₂, Fe, Cu, S | 0 | geen uitzonderingen |
| Fluor F | −1 | altijd −1, geen andere waarden |
| Metalen groep I Na, K, Li, Ag | +1 | constant |
| Metalen groep II Ca, Mg, Zn, Ba | +2 | constant |
| Aluminium Al | +3 | constant |
| Waterstof H | +1 | −1 in metaalhydriden: NaH, CaH₂ |
| Zuurstof O | −2 | −1 in peroxiden (H₂O₂); +2 in OF₂ |
Hoe bepaal je het oxidatiegetal in een verbinding
Wanneer een formule een element bevat met een variabel oxidatiegetal (zwavel, stikstof, chloor, mangaan, fosfor), vind je dit via een vergelijking. Het algoritme is universeel: eerst vullen we alles in wat we zeker weten, dan benoemen we het onbekende als x en lossen we de somvergelijking op. Hieronder staan de vijf stappen.
0, verder rekenen is niet nodig+1, zuurstof −2, fluor −1 — volgens de tabel hierboven0 voor een molecuul of = lading voor een ion+ of − nietHoogste en laagste oxidatiegetal
Een element heeft een hoogste en laagste oxidatiegetal — de uiterste waarden waartussen alle andere liggen.
- Het hoogste oxidatiegetal is meestal gelijk aan het groepsnummer in het Periodiek Systeem (voor elementen in de hoofdgroepen). Bijvoorbeeld, zwavel in groep VI → hoogste OG +6 (H₂SO₄), stikstof in groep V → +5 (HNO₃), chloor in groep VII → +7 (HClO₄). Dit komt voor in verbindingen met meer elektronegatieve elementen — meestal met zuurstof.
- Het laagste oxidatiegetal voor niet-metalen is gelijk aan het groepsnummer minus 8. Voor zwavel is dit 6 − 8 = −2 (H₂S), voor stikstof 5 − 8 = −3 (NH₃). Dit komt voor in verbindingen met waterstof en metalen.
Er zijn uitzonderingen: bijvoorbeeld, fluor heeft geen hoogste positieve OG — het is het meest elektronegatief en altijd −1; bij zuurstof komt het hoogste OG +2 alleen voor in OF₂.
Voorbeelden van het bepalen van het oxidatiegetal
Voorbeeld 1. Zwavel in H₂SO₄
Opgave: bepaal het oxidatiegetal van zwavel in zwavelzuur H₂SO₄.
Stap 1. Dit is geen enkelvoudige stof — de formule bevat drie elementen.
Stap 2. We vullen de constante OG's in: waterstof +1 (2 atomen), zuurstof −2 (4 atomen).
Stap 3. Het oxidatiegetal van zwavel is onbekend — we benoemen dit als x.
Stap 4. We stellen de vergelijking op (som van alle OG's in het molecuul = 0):
Stap 5. Oplossen: \(2 + x - 8 = 0 \Rightarrow x = +6\).
Antwoord: het oxidatiegetal van zwavel in H₂SO₄ is +6.
Voorbeeld 2. Mangaan in KMnO₄
Opgave: bepaal het oxidatiegetal van mangaan in kaliumpermanganaat KMnO₄.
Stap 1–2. Constante OG's: kalium (metaal uit groep I) +1, zuurstof −2 (4 atomen).
Stap 3. Mangaan is een element met een variabel OG, we benoemen dit als x.
Stap 4. Somvergelijking:
Stap 5. Oplossen: \(1 + x - 8 = 0 \Rightarrow x = +7\).
Antwoord: het oxidatiegetal van mangaan is +7 — dit is het hoogste oxidatiegetal (Mn in groep VII).
Voorbeeld 3. Bepaling via de formule van oxide Fe₂O₃
Opgave: bepaal het oxidatiegetal van ijzer in oxide Fe₂O₃.
Stap 1–2. Zuurstof is altijd −2, er zijn 3 zuurstofatomen, dus de totale bijdrage van zuurstof is: \(3 \cdot (-2) = -6\).
Stap 3. Het oxidatiegetal van ijzer benoemen we als x, er zijn 2 ijzeratomen.
Stap 4. Vergelijking: \(2x + 3 \cdot (-2) = 0\).
Stap 5. Oplossen: \(2x - 6 = 0 \Rightarrow 2x = 6 \Rightarrow x = +3\).
Antwoord: het oxidatiegetal van ijzer is +3. Controle: twee atomen van +3 geven +6, drie zuurstofatomen geven −6, som is 0 — correct.
Veelgemaakte fouten bij het bepalen van het oxidatiegetal
-
Het oxidatiegetal verwarren met valentie.
Valentie is het aantal chemische bindingen van een atoom, het heeft geen teken (altijd een positief getal: I, II, III). Het oxidatiegetal is een hypothetische lading met een teken (+ of −) en kan nul zijn. Bijvoorbeeld, in N₂ is de valentie van stikstof III, maar het oxidatiegetal is 0.
-
Het teken verkeerd plaatsen: het getal schrijven en dan pas de plus of min (2+ in plaats van +2).
Bij het oxidatiegetal wordt het teken VÓÓR het getal en boven het symbool van het element geplaatst: +2, −3, +6. De notatie met het teken na het getal (S²⁻) verwijst naar de ionlading, niet naar het oxidatiegetal.
-
Denken dat zuurstof altijd −2 is en waterstof altijd +1.
Dit werkt bijna altijd, maar er zijn uitzonderingen. Zuurstof in peroxiden (H₂O₂) heeft een OG van −1, en in OF₂ zelfs +2. Waterstof in metaalhydriden (NaH, CaH₂) heeft een OG van −1, omdat het metaal nog elektropositiever is.
-
Vergeten dat de som van de oxidatiegetallen in een molecuul nul is.
Een molecuul is elektrisch neutraal, dus de som (OG × aantal atomen) voor alle elementen is altijd = 0. Voor een ion is deze som gelijk aan de ionlading. Dit is de belangrijkste vergelijking om het onbekende oxidatiegetal te vinden.
-
Het oxidatiegetal niet vermenigvuldigen met het aantal atomen van het element.
In de somvergelijking moet elk OG vermenigvuldigd worden met de index (aantal atomen). In H₂SO₄ geeft waterstof niet +1, maar 2·(+1) = +2, zuurstof niet −2, maar 4·(−2) = −8. Het overslaan van de index is de meest voorkomende rekenfout.
Vragen en antwoorden
Wat is het verschil tussen oxidatiegetal en valentie?
Valentie geeft het aantal chemische bindingen van een atoom aan en heeft geen teken (het wordt aangeduid met Romeinse cijfers: I, II, III). Het oxidatiegetal is een hypothetische lading van een atoom, het heeft een teken (+ of −) en kan nul of een breuk zijn. Bij veel elementen komen deze waarden qua grootte overeen, maar niet altijd: in het molecuul N₂ is de valentie van stikstof III, maar het oxidatiegetal 0.
Hoe bepaal je het hoogste oxidatiegetal van een element?
Het hoogste (maximale positieve) oxidatiegetal van een element in een hoofdgroep is gelijk aan het groepsnummer in het Periodiek Systeem. Bijvoorbeeld, zwavel in groep VI heeft een hoogste OG van +6, stikstof in groep V — +5, chloor in groep VII — +7. Dit komt voor in verbindingen met zuurstof. Uitzonderingen: zuurstof en fluor hebben geen hoogste positieve OG gelijk aan het groepsnummer.
Hoe bepaal je het laagste oxidatiegetal?
Voor niet-metalen is het laagste (minimale) oxidatiegetal gelijk aan het groepsnummer minus 8. Voor zwavel is dit 6 − 8 = −2 (in H₂S), voor stikstof 5 − 8 = −3 (in NH₃), voor chloor 7 − 8 = −1 (in HCl). Het laagste OG komt voor in verbindingen met waterstof en metalen. Bij metalen is het laagste oxidatiegetal 0 (in een enkelvoudige stof).
Wat is het oxidatiegetal van een enkelvoudige stof?
Bij elk atoom in een enkelvoudige stof is het oxidatiegetal gelijk aan 0. Dit geldt voor zowel metalen (Fe, Cu, Na) als niet-metalen (O₂, H₂, S₈, Cl₂, P₄). De reden is simpel: atomen van hetzelfde element trekken de gedeelde elektronen even sterk aan, dus de hypothetische lading is nul.
Is het oxidatiegetal van zuurstof altijd −2?
Bijna altijd, maar er zijn twee uitzonderingen. In peroxiden (H₂O₂, Na₂O₂) is het oxidatiegetal van zuurstof −1, omdat de zuurstofatomen met elkaar verbonden zijn. In de verbinding met fluor OF₂ heeft zuurstof een positief OG van +2, omdat fluor nog elektronegatiever is.
Kan een oxidatiegetal een breuk zijn?
Ja, maar dit is een gemiddelde (formele) waarde. Bijvoorbeeld, in Fe₃O₄ is het gemiddelde oxidatiegetal van ijzer +8/3, omdat in de formule atomen met een OG van +2 en +3 gemengd zijn. In het schoolcurriculum komen dergelijke gevallen zelden voor — meestal is het oxidatiegetal een geheel getal.
