Quy tắc chung xác định trạng thái oxy hóa mà không dùng cấu trúc Lewis Trạng_thái_oxy_hóa

Năm 1990, IUPAC chọn dùng các quy tắc sau nhằm xác định trạng thái oxy hóa của nguyên tử của nguyên tố trong các hợp chất hóa học đơn giản mà không sử dụng công thức cấu tạo Lewis:[2]

  • Bất kỳ đơn chất nào – dù có cấu tạo gồm hai nguyên tử, ví dụ khí clo Cl2 – đều có trạng thái oxy hóa bằng 0.
  • Trong các ion đơn nguyên tử, trạng thái oxy hóa bằng bới điện tích của ion. Ví dụ, anion sunfua S2− có trạng thái oxy hóa bằng -2; cation liti Li+ có trạng thái oxy hóa bằng +1.
  • Tổng trạng thái oxy hóa của tất cả các nguyên tử trong phân tử hoặc ion đa nguyên tử thì bằng với điện tích của phân tử (bằng 0) hay ion đa nguyên tử đó. Do đó, có thể tính ra trạng thái oxy hóa của một nguyên tố dựa vào trạng thái oxy hóa của các nguyên tố khác.
  1. Tổng trạng thái oxy hóa của tất cả các nguyên tử trong một phân tử thì bằng 0. Ví dụ, xét phân tử hợp chất cacbon đioxit CO
    2. Trong phân tử này, oxy có trạng thái oxy hóa bằng -2. Từ đó có thể tính ra trạng thái oxy hóa của cacbon bằng +4 từ phương trình trạng thái oxy hóa (C) + 2(-2) = 0.
  2. Tổng trạng thái oxy hóa của các nguyên tử của các nguyên tố trong một ion đa nguyên tử bằng tổng điện tích của ion đó. Ví dụ, xét anion S2− (trong công thức SO32−). Theo quy tắc thì tổng trạng thái oxy hóa ở đây phải bằng -2, từ đó suy ra trạng thái oxy hóa của lưu huỳnh ở đây là +4 thông qua phương trình trạng thái oxy hóa (S) + 3(-2) = -2.

Một số nguyên tố hầu như luôn luôn chỉ có một trạng thái oxy hóa nhất định (do có khả năng mất electron hoặc khả năng hút electron rất cao). Do vậy, khi kết hợp điều này với các quy tắc trên thì có thể xác định được trạng thái oxy hóa của nguyên tử của nguyên tố còn lại (ví dụ xác định trạng thái oxy hóa của kim loại chuyển tiếp) trong hợp chất hóa học đơn giản.

Dưới đây là một số quy tắc khác có thể dùng lúc ban đầu nhằm xác định trạng thái oxy hóa của nguyên tử của một số nguyên tố trong hợp chất đơn giản:

  • Flo có trạng thái oxy hóa bằng -1 do nó có khả năng hút electron cao nhất.
  • Các nguyên tố nhóm halogen (trừ flo) có trạng thái oxy hóa bằng -1 trừ các trường hợp khi liên kết với oxy, với nitơ hoặc với các halogen khác có khả năng hút electron mạnh hơn. Ví dụ, trong hợp chất brom clorua (BrCl) thì trạng thái oxy hóa của clo là -1, nhưng trạng thái oxy hóa của clo trong hợp chất clo florua (ClF) lại là +1 (do khả năng hút electron của flo mạnh hơn clo).
  • Hydro có trạng thái oxy hóa là +1 trừ trường hợp khi liên kết với các nguyên tử của nguyên tố có khả năng mất electron mạnh hơn như natri, nhômbo, ví dụ NaH, NaBH4LiAlH4 (hydro có trạng thái oxy hóa bằng -1).
  • Oxy trong hợp chất nhìn chung có trạng thái oxy hóa bằng -2 mặc dù cũng có các ngoại lệ như OF2 và peoxit như H2O2.
  • Kim loại kiềm có trạng thái oxy hóa bằng +1 trong hầu như tất cả các hợp chất có mặt chúng, trừ trường hợp hợp chất alkalide (hợp chất mà trong đó kim loại kiềm đóng vai trò là anion).
  • Kim loại kiềm thổ có trạng thái oxy hóa bằng +2 trong hầu như tất cả các hợp chất có mặt chúng.