Il concetto di numero di ossidazione si basa sulla differenza tra il numero di elettroni di valenza di un atomo e il numero rimanente dopo aver assegnato tutti gli elettroni di legame all’atomo più elettronegativo in una coppia. Le proprietà chimiche degli elementi mostrano una periodicità che costituisce la base fondamentale per l’analisi dettagliata delle proprietà degli elementi individuali.
Gli elementi successivi ai gas nobili tendono a perdere facilmente gli elettroni esterni per formare composti ionici, come nel caso dei metalli alcalini, dei metalli alcalino-terrosi e dei metalli terrosi che tendono a formare ioni positivi. Questa elevata tendenza a formare ioni deriva dalla particolare stabilità della configurazione elettronica s²p⁶ dei gas nobili, che viene raggiunta perdendo uno, due o tre elettroni. Gli elementi del blocco p mostrano un comportamento più complesso con diversi stati di ossidazione e formazione sia di composti ionici che covalenti.
Nei primi gruppi del blocco p, il numero di ossidazione più elevato è quello più stabile nei casi degli elementi più leggeri, mentre gli elementi più pesanti hanno il numero di ossidazione più basso. Nei gruppi più vicini ai gas nobili, gli elementi tendono a formare composti ionici con elementi poco elettronegativi e composti covalenti con elementi più elettronegativi. Gli elementi del blocco d presentano una chimica ancora più complessa, con molti e differenti stati di ossidazione.
Il massimo numero di ossidazione degli elementi della prima transizione che fanno parte del quarto periodo varia a seconda della configurazione elettronica esterna. Ad esempio, il potassio ha un numero di ossidazione +1 mentre lo scandio ha un numero di ossidazione +3. Questi numeri possono cambiare a seconda degli elementi e delle loro configurazioni elettroniche esterne.Stati di ossidazione degli elementi del blocco d
Gli elementi del blocco d della tavola periodica mostrano una varietà di stati di ossidazione. Ad esempio, il manganese ha gli stati di ossidazione più comuni +7, +6, +5, +4, +3, +2, mentre il bromo ha gli stati più comuni +5, +3, +1 e -1.
La differenza tra gli elementi del blocco d e quelli del blocco p sta nel fatto che nel blocco d gli stati di ossidazione più elevati sono più stabili nelle serie di transizioni più pesanti, mentre nel blocco p avviene il contrario. Ad esempio, nel caso del manganese, lo stato di ossidazione più comune è +2, mentre per il renio, elemento dello stesso gruppo, sono comuni gli stati +4 e +7.
Gli stati di ossidazione variano di una unità per gli elementi del blocco d, mentre per quelli del blocco p variano di due unità.
Inoltre, come si può osservare dalla tabella, gli elementi del blocco s (potassio e calcio) hanno un solo numero di ossidazione oltre allo zero dell’elemento puro, mentre i metalli di transizione (dalla scandio allo zinco) hanno più numeri di ossidazione, in particolare quelli della prima parte della transizione.
La variazione degli stati di ossidazione è anche influenzata dall’energia relativa degli orbitali 3d, 4s e 4p degli elementi del quarto periodo.
In sintesi, gli elementi del blocco d e p mostrano un comportamento complesso ma relativamente uniforme tra gli elementi di transizione dello stesso periodo, in base alle energie orbitali e alle caratteristiche dei metalli di transizione.