Tüm maddeler elektriksel yapıya sahip taneciklerden oluşmuştur. Bu yapıdan dolayı elektrik enerjisi yardımıyla maddenin yapısında değişiklik yapılabildiği gibi, kimyasal değişimler sonucu açığa çıkan enerji de elektrik enerjisine dönüştürülebilir.
Kimyasal enerjinin elektrik enerjisine, elektrik enerjisinin de kimyasal enerjiye dönüşümünü inceleyen bilim dalına elektrokimya denir.
Elektrokimya günlük yaşantımızda akülerde, pillerde, kaplamacılıkta ve metallerin saflaştırılması gibi alanlarda kullanılır.
Metallerde elektrik iletkenliği elektronların hareketi ile sağlanır. Metallerin elektrik akımını iletmeleri sırasında metalin yapısında bir değişiklik olmaz.
Nötr bir atomda her zaman proton sayısı elektron sayısına eşittir.
Elektron sayısı proton sayısından farklı olan atom gruplarına iyon denir.
(-) yüklü iyonlara anyon, (+) yüklü iyonlara katyon adı verilir. Asitler, bazlar ve tuzlar gibi sudaki çözeltileri elektrik akımını ileten maddelere elektrolitik madde denir. Elektrolitik bir maddenin iletkenliği çözeltisindeki zıt yüklü iyonların hareketiyle gerçekleşir.
Elektriğin iletilmesi metallerde hareketli elektronlar tarafından, elektrolitik çözeltilerde serbest hareket edebilen iyonlar tarafından gerçekleştirilir.
Sofra tuzu suda çözününce,
Bir atomun bileşiklerinde sahip olduğu, pozitif ya da negatif yüke yükseltgenme basamağı (yükseltgenme sayısı) ya da değerliği denir.
İyonik bileşiklerde alınan ya da verilen elektron sayıları tarafından,
Kovalent bileşiklerde elementlerin elektronegatiflikleri tarafından belirlenir. Örneğin, bir iyonik bileşik olan NaCI, +1 yüklü sodyum iyonu (Na+ ) ile -1 yüklü klor iyonu (Cl - ) tarafından oluşturulduğu için bu bileşikteki yükseltgenme basamakları Na için +1 ve CI için -1 dir.
Diğer taraftan bir kovalent bileşik olan amonyağın (NH3) yapısındaki hidrojen atomu ametaller ile yaptığı bileşiklerde daima +1 yükseltgenme basamağına sahip olduğundan bileşiğin nötr olabilmesi için azotun (N) yükseltgenme basamağı -3 olacaktır.
Yükseltgenme basamaklarının bulunması için aşağıda belirtilen kuralların çok iyi bilinmesi gerekir.
1. Bir elementin doğadaki kararlı halinde değerliği (ister atomik, isterse molekül halinde olsun) sıfırdır. Örneğin, H2, O2, N2, F2, Cl2, Br2, l2, P4, S8, He, Ar, Na
2. Tek atomlu bir iyonun değerliği o iyonunun yüküne eşittir.
3. Bir bileşikte, atomların değerlikleri toplamı sıfırdır. Bu sayede bileşik içinde değerliği bilinmeyen elementin değerliği bulunabilir.
4. Çok atomlu (poliatomik) iyonlarda, atomların değerlikleri toplamı, iyonun yüküne eşittir. Örneğin; SO4 -2 iyonunda oksijenin değerliği (-2) dir. 4 tane oksijen atomundan -8 yük gelir. Toplam yük -2 olduğundan x + (-8) = -2 den S nin yükü +6 olur.
5.Periyodik cetvelin 1A grubunda yer alan alkali metaller bileşiklerinde +1, IIA grubunda yer alan toprak alkali metaller bileşiklerinde +2, IIIA grubunda yer alan alüminyum metali +3 değerlik alır.
6.Geçiş metallerinden olan Zn +2, Ag ise +1 değerlik alır. 7
.Elektronegatifliği en büyük olan F nin bileşiklerindeki değerliği her zaman (-1) dir.
8.Hidrojenin alkali ve toprak alkali metallerle yaptığı hidrür bileşiklerinde değerliği (-1) dir; bunun dışındaki bileşiklerinde değerliği +1 dir.
9.Oksijen birçok bileşiğinde (-2) değerliklidir, ancak F ile (+2) değerlik alır. OF2 à O (+2). Peroksitlerde (O2 -2 her bir oksijen atomunun değerliği (-1) dir.
Bu yöntem aşağıdaki basamaklar sırasıyla izlenerek uygulanabilir.
1.Her atomun yükseltgenme sayısı, denklemde altına yazarak belirtilir.
2.Yükseltgenme sayısı değişen atomlar bulunur ve atom başına alınan ve verilen elektron sayısı belirlenir.
3.Bileşikte element atomu sayısı birden fazlaysa, bileşik formülü başına alınan ve verilen elektron sayısı bulunur.
4.Alınan ve verilen elektron sayısı, yükseltgen ve indirgen atom ve/veya bileşiklere uygun katsayılar yazarak eşitlenir.
5.Kütlenin korunumu ilkesine göre diğer katsayılar koyulur.
