主要区别 – 氧化与还原

氧化和还原是氧化还原反应的两个半反应。氧化还原反应是通过原子之间的电子交换发生的化学反应。氧化和还原的主要区别在于 氧化是原子氧化态的增加，而还原是原子氧化态的降低。

涵盖的关键领域

1.什么是氧化 – 定义、机制、示例 2.什么是还原 – 定义、机制、示例 三、氧化和还原有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：氧化，氧化态，氧化剂，氧化还原反应，还原剂，还原

什么是氧化

氧化可以定义为原子、分子或离子失去电子。这种电子损失导致化学物质的氧化态增加。由于氧化反应会释放电子，因此应该存在接受电子的物种。因此，氧化反应是主要反应的半反应。化学物质的氧化是作为其氧化态的变化给出的。 氧化态 是一个带有正 (+) 或负 (-) 符号的数字，表示特定原子、分子或离子失去或获得电子。

过去，氧化一词的定义是“向化合物中加入氧”。这是因为氧气是当时唯一已知的氧化剂。然而，这个定义不再准确，因为在没有氧气的情况下会发生更多的氧化反应。例如，镁 (Mg) 和盐酸 (HCl) 之间的反应不涉及氧气，但它是一种氧化还原反应，包括将 Mg 氧化成 Mg²⁺.以下示例显示了氧化还原反应中的氧化和还原反应。

图 01：通过向 Mg 中添加氧来氧化 Mg。 Mg释放两个电子，一个氧原子得到两个电子。

有 另一个历史定义 用于涉及氢的氧化。那是， 氧化是失去H的过程⁺ 离子.这也是不准确的，因为有许多反应在没有释放 H 的情况下发生⁺ 离子。

图02：醇基氧化成羧酸基

由于电子的损失，氧化总是增加化学物质的氧化态。电子的这种损失导致原子或分子的电荷发生变化。

氧化机理

根据氧化态的变化，氧化可以以四种不同的方式发生。

1.从零到正氧化状态

没有电荷（中性）的分子或原子可以被氧化。氧化总是增加氧化态。因此，原子的新氧化态将为正值。

图 03：Fe (0) 氧化为 Fe (+3)

2. 从负氧化态到正氧化态

处于负氧化态的原子可以被氧化成正氧化态。

图04：S(-2)氧化成S(+6)氧化态

3. 从负氧化态到零氧化态

图 05：O (-2) 氧化为 O2 (0)

4. 正氧化状态增加

这种类型的氧化反应主要包括过渡金属元素，因为这些金属元素可以保持多种氧化态，并且由于 d 轨道的存在，它们显示出高达 +7 的氧化态。

图 06：Fe (+2) 氧化为 Fe (+3)

中性原子由原子核中的质子（带正电）和原子核周围的电子（带负电）组成。原子核的正电荷由电子的负电荷平衡。但是当一个电子从这个系统中移除时，就没有负电荷来中和相应的正电荷。然后原子得到一个正电荷。因此，氧化总是增加原子的正特性。

什么是还原

还原可以定义为从原子、分子或离子中获得电子。这种电子的获得导致化学物质的氧化态降低，因为还原会在原子中产生额外的负电荷。为了从外部获得电子，应该有一种给电子物种。因此，还原是在氧化还原反应过程中发生的化学反应。还原反应是半反应。

还原机制

还可以通过以下四种方式进行还原。

1.从零到负氧化状态

例如，在氧化物的形成过程中，O 的氧化态₂ 为零，并且由于添加了新电子而减少到 -2。

图 07：减少氧气

2. 从正氧化态到负氧化态

可以保持正氧化态和负氧化态的元素可以进行这种类型的还原反应。

图 08：将 N (+3) 减少到 N (-3)

3. 从正氧化态到零氧化态

图 09：Ag+ 的减少

4. 负氧化状态的减少

图 10：将 O (-2) 还原为 O (-1)

通常，化合物中的氧原子具有-2氧化态。但在过氧化物中，有两个氧原子相互键合。两个原子具有相同的电负性。因此，两个原子的氧化态都是-2。然后一个氧原子具有-1氧化态。

氧化与还原的区别

定义

氧化： 氧化可以定义为原子、分子或离子失去电子。

减少： 还原可以定义为从原子、分子或离子中获得电子。

氧化状态的变化

氧化： 氧化态在氧化中增加。

减少： 氧化态在还原中降低。

电子交换

氧化： 氧化反应向周围释放电子。

减少： 还原反应从周围获得电子。

电荷的变化

氧化： 氧化导致化学物质的正电荷增加。

减少： 还原导致化学物质的负电荷增加。

涉及的化学物种

氧化： 氧化发生在还原剂中。

减少： 还原发生在氧化剂中。

结论

氧化和还原是氧化还原反应的两个半反应。氧化和还原之间的主要区别在于，氧化是原子氧化态的增加，而还原是原子氧化态的降低。

参考：

1.赫尔曼斯廷，安妮玛丽。 “什么是化学还原？”思想公司N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 6 日。2.“什么是氧化。” Study.com。 Study.com，未注明日期网。在这里可用。 2017 年 7 月 6 日。