Oksidasyon durumları

Bazen oksidasyon sayısı olarak adlandırılan oksidasyon durumu, bir kimyasal bileşikteki bir atomun oksidasyon derecesini (elektron kaybı) tanımlar. Kavramsal olarak, pozitif, negatif veya sıfır olabilen oksidasyon durumu, bir atomun, farklı elementlerin atomlarına tüm bağların %100 iyonik olması ve kovalent bileşen içermemesi durumunda sahip olacağı varsayımsal yüktür. Bu gerçek bağlar için asla tam olarak doğru değildir.

Oksidasyon terimi ilk olarak Antoine Lavoisier tarafından bir maddenin oksijen ile reaksiyonunu belirtmek için kullanıldı. Daha sonra, maddenin oksitlendikten sonra elektronları kaybettiği ve anlamın, oksijenin dahil olup olmadığına bakılmaksızın, elektronların kaybolduğu diğer reaksiyonları içerecek şekilde genişletildiği anlaşıldı.

Oksidasyon durumları tipik olarak pozitif, sıfır veya negatif olabilecek tamsayılarla temsil edilir. Bazı durumlarda, bir elementin ortalama oksidasyon durumu, manyetit (Fe
3O
4) içindeki demir için 8/3 gibi bir kesirdir. Bilinen en yüksek oksidasyon durumunun, tetroksoiridiyum (IX) katyonunda (IrO+
4) +9 olduğu bildirilmektedir. Tetroksoplatin (X) katyonunda (PtO2+
4) platin ile +10 oksidasyon durumuna bile ulaşılabileceği tahmin edilmektedir. Al₃BC'de borda olduğu gibi en düşük oksidasyon durumu −5'tir.

Bir kimyasalın kimyasal reaksiyon yoluyla oksidasyon durumundaki artış, oksidasyon olarak bilinir; oksidasyon durumunda bir azalma olarak bilinir. Bu tür reaksiyonlar elektronların resmi transferini içerir: elektronlardaki net kazanç bir azalma ve net elektron kaybı oksidasyondur. Saf elementler için oksidasyon durumu sıfırdır.

Bir atomun oksidasyon durumu, o atomdaki "gerçek" yükü veya başka herhangi bir gerçek atomik özelliği temsil etmez. Bu özellikle, çok pozitif bir iyon üretmek için gereken iyonizasyon enerjisinin kimyasal reaksiyonlarda bulunan enerjilerden çok daha yüksek olduğu yüksek oksidasyon durumları için geçerlidir. Ek olarak, belirli bir bileşikteki atomların oksidasyon durumları, hesaplamalarında kullanılan elektronegatiflik ölçeğinin seçimine bağlı olarak değişebilir. Dolayısıyla, bir bileşikteki bir atomun oksidasyon durumu tamamen bir formalizmdir. Yine de inorganik bileşiklerin isimlendirme kurallarının anlaşılmasında önemlidir. Ayrıca, kimyasal reaksiyonlarla ilgili bir dizi gözlem, oksidasyon durumları açısından temel düzeyde açıklanabilir.

İnorganik terminolojide, oksidasyon durumu, bir parantez içindeki eleman adından sonra veya eleman sembolünden sonra üst simge olarak yerleştirilen bir Roma rakamıyla temsil edilir.

IUPAC tanımı

IUPAC "Oksidasyon durumu teriminin kapsamlı bir tanımı (IUPAC Önerileri 2016)" yayımlamıştır. 2014'ten itibaren bir IUPAC teknik raporunun "Oksidasyon durumunun kapsamlı bir tanımına doğru" damıtıldı. Mevcut IUPAC Gold Book oksidasyon durumu tanımı:

Bir atomun oksidasyon durumu, bu atomun heteronükleer bağlarının iyonik yaklaşımından sonraki yüküdür ...

ve oksidasyon sayısı terimi neredeyse eşanlamlıdır.

Temel prensip, bağlanan iki atom için iyonik işaretlerin bir LCAO-MO modelinde elektron dağılımından çıkarılmasıdır. İki farklı element arasındaki bir bağda, bağın elektronları ana atom katkısına atanır; aynı elementin iki atomu arasındaki bağda, elektronlar eşit olarak bölünür. Pratik kullanımda, iyonik yaklaşımın işareti Allen elektronegatifliklerini takip eder:

v t e Allen skalası kullanılarak elektronegatiflik
Grub →	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
↓ Periyot
1	H 2.300																	He 4.160
2	Li 0.912	Be 1.576											B 2.051	C 2.544	N 3.066	O 3.610	F 4.193	Ne 4.787
3	Na 0.869	Mg 1.293											Al 1.613	Si 1.916	P 2.253	S 2.589	Cl 2.869	Ar 3.242
4	K 0.734	Ca 1.034	Sc 1.19	Ti 1.38	V 1.53	Cr 1.65	Mn 1.75	Fe 1.80	Co 1.84	Ni 1.88	Cu 1.85	Zn 1.59	Ga 1.756	Ge 1.994	As 2.211	Se 2.424	Br 2.685	Kr 2.966
5	Rb 0.706	Sr 0.963	Y 1.12	Zr 1.32	Nb 1.41	Mo 1.47	Tc 1.51	Ru 1.54	Rh 1.56	Pd 1.58	Ag 1.87	Cd 1.52	In 1.656	Sn 1.824	Sb 1.984	Te 2.158	I 2.359	Xe 2.582
6	Cs 0.659	Ba 0.881	Lu 1.09	Hf 1.16	Ta 1.34	W 1.47	Re 1.60	Os 1.65	Ir 1.68	Pt 1.72	Au 1.92	Hg 1.76	Tl 1.789	Pb 1.854	Bi 2.01	Po 2.19	At 2.39	Rn 2.60
7	Fr 0.67	Ra 0.89
Ayrıca bakınız: Elementlerin elektronegatiflikleri (veri sayfası)

Belirleme

Kimya öğretiminin giriş seviyeleri varsayılmış oksidasyon durumları kullanırken IUPAC tavsiyesi ve Altın Kitap girişi, kimyasal bileşiklerdeki elementlerin oksidasyon durumlarının hesaplanması için tamamen iki genel algoritma listeler.

Bağlama düşüncesi olmadan basit yaklaşım

Tanıtıcı kimya postülatlar kullanır: kimyasal formülde bir element için oksidasyon durumu, tüm diğer atomlar için toplam yükten ve varsayılan oksidasyon durumlarından hesaplanır.

Basit bir örnek iki önermeye dayanır,

OS = hidrojen için +1
OS = oksijen için −2

burada OS oksidasyon durumunu temsil eder. Bu yaklaşım, herhangi bir elementin oksitlerinde ve hidroksitlerinde ve H₂SO₄ veya H₂Cr₂O₇ gibi asitlerde doğru oksidasyon durumları verir. Kapsamı, bir istisnalar listesiyle veya postülalara öncelik atanarak genişletilebilir. İkincisi H₂O₂ için çalışır, burada kural 1'in önceliği her iki oksijeni oksidasyon durumu −1 bırakır.

Ek postülalar ve bunların sıralaması, bileşiklerin aralığını bir ders kitabının kapsamına uyacak şekilde genişletebilir. Örnek olarak, pek çok olası bir postulatory algoritması; azalan önceliğe göre:

Serbest formdaki bir öğenin OS = 0 değeri vardır.
Bir bileşik veya iyonda, oksidasyon durumlarının toplamı, bileşik veya iyonun toplam yüküne eşittir.
Bileşiklerdeki florin OS = −1; bu sadece daha hafif bir halojen, oksijen veya nitrojene bağlı olmadığında klor ve bromine uzanır.
Bileşikler içindeki grup 1 ve grup 2 metalleri sırasıyla OS = +1 ve +2'ye sahiptir.
Hidrojen OS = +1 değerine sahiptir, ancak metallere veya metaloidlere hidrit olarak bağlandığında −1'i benimser.
Bileşiklerdeki oksijenin OS = −2 değeri vardır.

Bu postülat seti, herhangi bir tek elementin florürlerin, klorürlerin, bromürlerin, oksitlerin, hidroksitlerin ve hidritlerin oksidasyon durumlarını kapsar. Herhangi bir merkezi atomun tüm oksoasitlerini (ve bunların tüm floro-, kloro- ve bromo-akrabalarını) ve ayrıca bu tür asitlerin grup 1 ve 2 metallerle tuzlarını kapsar. Ayrıca bu metallerin iyodürleri, sülfürleri ve benzer basit tuzlarını da kapsar.

Belirleme algoritması

Bu algoritma bir Lewis yapısı (tüm değerlik elektronlarını gösteren bir diyagram) üzerinde gerçekleştirilir. Oksidasyon durumu, heteronükleer bağlarının her biri bağın daha elektronegatif ortağına (bu ortağın tersine çevrilebilir bir Lewis-asit ligandı olduğu durumlar hariç) atandıktan ve homonükleer bağlar eşit olarak bölündükten sonra bir atomun yüküne eşittir:

burada her "-" bir elektron çiftini temsil eder (ya iki atom arasında ya da sadece bir atomda paylaşılır) ve "OS" sayısal bir değişken olarak oksidasyon durumudur.

Elektronlar, formül üzerindeki dikey kırmızı çizgilere göre atandıktan sonra, şimdi her bir atoma "ait" olan toplam değerlik elektronlarının sayısı, nötr atomun değerlik elektronlarının N sayısından çıkarılır (örneğin azot için grup 15) atomun oksidasyon halini verir.

Bu örnek, bağın tanımlanmasının önemini göstermektedir. Özet formülü HNO₃, iki yapısal izomere karşılık gelir; yukarıdaki şekilde peroksinitöz asit ve daha kararlı nitrik asit verilmiştir. HNO₃ formülü ile bağlanma hususları olmaksızın basit yaklaşım, üç oksijenin tümü için −2 ve nitrik asit için doğru olan azot için +5 verir. Bununla birlikte, peroksinitöz asit için, O–O bağındaki iki oksijenin her birinin OS = −1 değeri vardır ve azotun anlamak için bir yapı gerektiren OS = +3 değeri vardır.

Organik bileşikler benzer şekilde muamele edilir; burada CH₄ ve CO₂ arasında meydana gelen fonksiyonel gruplar üzerinde örneklenmiştir:

Benzer şekilde geçiş metali bileşikleri için; Soldaki CrO(O₂)₂'nin toplam 36 değerlik elektronu (dağıtılacak 18 çift) ve sağdaki Cr(CO)₆'nın 66 değerlik elektronu (33 çift) vardır:

Önemli bir adım, molekülün Lewis yapısını (nötr, katyonik, anyonik) çizmektir: atom sembolleri, molekül çiftindeki gibi bir çift iki elektron bağıyla birleştirilebilecek şekilde düzenlenir (bir çeşit "iskelet" yapısı) ve kalan değerlik elektronları, sp atomlarının, elektronegatiflikle artan önceliğe sahip bir oktet (hidrojen için düet) elde edeceği şekilde dağıtılır. Bazı durumlarda, bu, bağ derecesi (tam sete rezonans formülleri denir) farklı alternatif formüllere yol açar. Sülfat anyonunu düşünün (32 değerlik elektronlu SO2−
4; oksijenden 24, kükürtten 6, zımni katyondan elde edilen anyon yükünün 2'sidir). Terminal oksijene bağlanma emrinin oksijenin oktetleri olduğu sürece oksidasyon durumu üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Zaten iskelet yapısı, sol üst, sağ üst Lewis yapısı (rezonans formüllerinden biri) gibi doğru oksidasyon durumlarını verir:

Alttaki bağ-zinciri formülü, her biri toplam 2 bağ dizisine sahip olan dört eşdeğer oksijenin gerçekliğine en yakındır. Bu toplam, zımni katyona 1/2 arasındaki bağı içerir ve ana grup atomunun bağ sırasının, elektronegatiflikle artan önceliğe sahip, nötr atomun 8 eksi N valans elektronuna eşit olmasını gerektiren 8 − N kuralını takip eder.

Bu algoritma, birkaç atomdan oluşan moleküler katyonlar için eşit olarak çalışır. Bir örnek, 8 değerlik elektronunun amonyum katyonudur (azottan 5, hidrojenden 4, katyonun pozitif yükü için eksi 1 elektron):

Elektron çiftli Lewis yapılarının çizgi olarak çizilmesi, elektronları sayarken ve bağları atomlara taşırken bağ çiftlerinin ve yalnız çiftlerin temel eşdeğerliğini vurgular. Elektron nokta çiftleriyle çizilen yapılar elbette her şekilde aynıdır:

Algoritmanın uyarısı

Algoritma, bir Lewis asidi olarak (geçiş metalinden elektron çiftinin bir alıcısı olarak) geri dönüşümlü olarak bağlanmış bir tür ligand ile nadir geçiş metali kompleksleri ile ilgili bir uyarı içerir; Green'in kovalent bağ sınıflandırma yönteminde "Z-tipi" ligand olarak adlandırılır. Uyarı, iyonik işarete karar vermek için MO bazlı elektron bağlılığı yerine elektronegatifliğin basitleştirilmesinden kaynaklanmaktadır. İlk örneklerden biri, geri dönüşümlü olarak bağlanmış alıcı ligandı (ısıtma üzerine salınan) olarak SO₂ içeren O₂S−RhCl(CO) (PPh₃)₂ kompleksidir. Rh−S bağı, rodyum ve kükürtün Allen elektronegatifliklerine karşı ekstrapole edilmiş iyoniktir ve rodyum için +1 oksidasyon durumu verir:

Bağ derecesi toplama algoritması

Bu algoritma Lewis yapıları ve genişletilmiş (moleküler olmayan) katıların bağ grafikleri üzerinde çalışır:

Oksidasyon durumu, atomun belirli bir bağdaki elektropozitif ortak olması durumunda atomdaki heteronükleer bağ emirlerinin pozitif ve eğer değilse negatif olarak toplanması ve atomun resmi yükünün (varsa) bu meblağa eklenmesi ile elde edilir.

Lewis yapısına uygulanır

Resmi bir yükü olmayan bir Lewis yapısı örneği,

bu algoritmada homonükleer bağların basitçe göz ardı edildiğini (bağ derecesinin mavi olduğunu) gösterir.

Karbon monoksit bir Lewis yapısını resmi yüklerle örneklendirir:

Oksidasyon durumlarını elde etmek için, resmi yükler, karbonda pozitif ve oksijende negatif olarak alınan bağ emri değeri ile toplanır.

Moleküler iyonlara uygulanan bu algoritma, Lewis yapısında çizildiği gibi, resmi (iyonik) yükün gerçek konumunu dikkate alır. Örnek olarak, amonyum katyonundaki bağ derecesini toplanması resmi yük +1 azotunda −4 verir, iki sayı −3'ün oksidasyon durumuna eklenir:

İyondaki oksidasyon durumlarının toplamı yüküne eşittir (nötr bir molekül için sıfıra eşit olduğu için).

Ayrıca anyonlarda, sıfır olduğunda formal (iyonik) yükler de dikkate alınmalıdır. Sülfat için bu, iskelet veya Lewis yapıları (üst) ile örneklendirilir, tüm oksijenin eşdeğer ve sekizli ve 8-N kurallarını (alt) karşılayan bağ derecesi formülü ile karşılaştırılır:

Bağı grafiğe uygulama

Katı hal kimyasında bir bağ grafiği, doğrudan bağlanma bağlanabilirliklerinin gösterildiği genişletilmiş bir yapının kimyasal formülüdür. Bir örnek, birim hücresi solda çizilen AuORb₃ perovskit ve sağda bağ grafiği (sayısal değerler eklenmiş):

Oksijen atomunun, her biri aurid anyonuna 4 bağı olan en yakın altı rubidyum katyonuna bağlandığını görüyoruz. Bağ grafiği bu bağlanabilirlikleri özetler. Bağ dereceleri (Bağ değerleri olarak da adlandırılır), bağın iyonik yaklaşımının ekli işaretine göre oksidasyon durumlarını toplar (bağ grafiklerinde resmi bir yük yoktur).

Bir bağ grafiğinden oksidasyon durumlarının belirlenmesi ilmenit, FeTiO₃ üzerinde gösterilebilir. Mineralin Fe²⁺ ve Ti⁴⁺ veya Fe³⁺ ve Ti³⁺ içerip içermediğini sorabiliriz. Kristal yapısı, her bir metal atomuna altı oksijene ve eşdeğer oksijenlerin her birine, aşağıdaki bağ grafiğinde olduğu gibi iki demire ve iki titanyuma sahiptir. Deneysel veriler, oktahedrondaki üç metal-oksijen bağının kısa ve üçünün uzun (metallerin merkez dışında) olduğunu göstermektedir. Bağ değerlik yöntemi ile bağ uzunluklarından elde edilen bağ dereceleri (değerlikler) Fe'de 2.01'e ve Ti'de 3.99'a kadar toplanır; sırasıyla oksidasyon durumları +2 ve +4'e yuvarlanabilir:

Redoks Dengeleme

Oksidasyon durumları, oksidasyon-indirgeme (veya redoks) reaksiyonları için kimyasal denklemleri dengelemek için yararlı olabilir, çünkü oksitlenmiş atomlardaki değişikliklerin, indirgenmiş atomlardaki değişikliklerle dengelenmesi gerekir. Örneğin, asetaldehitin asetik asit oluşturmak için Tollens reaktifi ile reaksiyonunda (aşağıda gösterilmiştir), karbonil karbon atomu oksidasyon durumunu +1'den +3'ye değiştirir (iki elektronu kaybeder). Bu oksidasyon, iki Ag⁺ katyonunun Ag⁰'a indirgenmesiyle dengelenir (toplamda iki elektron kazanılır).

İnorganik bir örnek, konsantre bir HC1 ekstraktında arsenit iyonlarının varlığını kanıtlamak için SnCl₂ kullanan Bettendorf reaksiyonudur. Arsenik (III) mevcut olduğunda, aşağıdaki basitleştirilmiş reaksiyona göre koyu bir arsenik çökeltisi oluşturan kahverengi bir renklenme görülür:

2 As³⁺ + 3 Sn²⁺ → 2 As⁰ + 3 Sn⁴⁺

Burada üç kalay atomu, oksidasyon durumu +2'den +4'e yükseltgenir ve iki arsenik atomunu +3'ten 0'a indirgeyen altı arjeni verir. Tek satırlık basit dengeleme şu şekildedir: iki redoks çifti reaksiyona girerken yazılır;

As³⁺ + Sn²⁺ ⇌ As⁰ + Sn⁴⁺.

Bir kalay, iki elektronlu bir adım olan oksidasyon durumu +2 ila +4'ten oksitlenir, böylece iki arsenik ortağının önüne 2 yazılır. Bir arsenik üç elektronlu bir adım olan +3'den 0'a düşürülür, böylece 3 iki kalay partnerinin önüne geçer. Alternatif bir üç hat prosedürü, her biri elektronlarla dengelenmiş olan oksidasyon ve indirgeme için yarı reaksiyonları ayrı ayrı yazmak ve daha sonra bunları elektronlar kesişecek şekilde toplamaktır. Genel olarak, bu redoks dengelerinin (tek hat dengesi veya her yarım reaksiyon) denklemin her iki tarafındaki iyonik ve elektron yükü toplamlarının gerçekten eşit olup olmadığı kontrol edilmelidir. Eşit değillerse, yükleri ve redoks olmayan element dengesini dengelemek için uygun iyonlar eklenir.

Elementlerin oksidasyon durumlarının listesi

Bu, integral olmayan değerler hariç kimyasal elementlerin bilinen oksidasyon durumlarının bir listesidir. En yaygın durumlar kalın harflerle gösterilir. Tablo, Greenwood ve Earnshaw'a dayanmaktadır ve ekler belirtilmiştir. Monatomik ya da çok atomlu allotrop olsun, herhangi bir fazdaki saf iyonize olmayan element olduğu zaman her element oksidasyon durumunda 0 bulunur. Oksidasyon durumu 0 için kolon, sadece bileşiklerde oksidasyon durumu 0'da olduğu bilinen elementleri gösterir.

soygazlar

+1 Kalın değerler ana oksidasyon halleridir

Daralt v t e Elementlerin yükseltgenme durumları
Element			Olumsuz durumlar						Pozitif durumlar									Grup	Notlar
Element			−5	−4	−3	−2	−1	0	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7	+8	+9	Grup	Notlar
Z
1	hydrogen	H					−1 !−1		1 !+1									1
2	helium	He																18
3	lithium	Li							1 !+1									1
4	beryllium	Be						0	+1	2 !+2								2
5	boron	B	−5				−1	0	+1	+2	3 !+3							13
6	carbon	C		−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4						14
7	nitrogen	N			−3 !−3	−2	−1		+1	+2	3 !+3	+4	5 !+5					15
8	oxygen	O				−2 !−2	−1	0	+1	+2								16
9	fluorine	F					−1 !−1											17
10	neon	Ne																18
11	sodium	Na					−1		1 !+1									1
12	magnesium	Mg							+1	2 !+2								2
13	aluminium	Al				−2	−1		+1	+2	3 !+3							13
14	silicon	Si		−4 !−4	−3	−2	−1	0	+1	+2	+3	4 !+4						14
16	sulfur	S				−2 !−2	−1	0	+1	2 !+2	+3	4 !+4	+5	6 !+6				16
17	chlorine	Cl					−1 !−1		1 !+1	+2	3 !+3	+4	5 !+5	+6	7 !+7			17
18	argon	Ar						0										18
19	potassium	K					−1		1 !+1									1
20	calcium	Ca							+1	2 !+2								2
21	scandium	Sc						0	+1	+2	3 !+3							3
22	titanium	Ti				−2	−1	0	+1	+2	+3	4 !+4						4
23	vanadium	V			−3		−1	0	+1	+2	+3	+4	5 !+5					5
24	chromium	Cr		−4		−2	−1	0	+1	+2	3 !+3	+4	+5	6 !+6				6
25	manganese	Mn			−3	−2	−1	0	+1	2 !+2	+3	4 !+4	+5	+6	7 !+7			7
26	iron	Fe		−4		−2	−1	0	+1	2 !+2	3 !+3	+4	+5	6 !+6	+7			8
27	cobalt	Co			−3		−1	0	+1	2 !+2	3 !+3	+4	+5					9
28	nickel	Ni				−2	−1	0	+1	2 !+2	+3	+4						10
29	copper	Cu				−2		0	+1	2 !+2	+3	+4						11
30	zinc	Zn				−2			+1	2 !+2								12
32	germanium	Ge		−4 !−4	−3	−2	−1	0	+1	2 !+2	+3	4 !+4						14
33	arsenic	As			−3 !−3	−2	−1	0	+1	+2	3 !+3	+4	5 !+5					15
35	bromine	Br					−1 !−1		1 !+1		3 !+3	+4	5 !+5		+7			17
36	krypton	Kr						0 !0	+1	+2								18
37	rubidium	Rb					−1		1 !+1									1
38	strontium	Sr							+1	2 !+2								2
40	zirconium	Zr				−2			+1	+2	+3	4 !+4						4
41	niobium	Nb			−3		−1		+1	+2	+3	+4	5 !+5					5
42	molybdenum	Mo		−4		−2	−1	0	+1	+2	+3	4 !+4	+5	6 !+6				6
43	technetium	Tc			−3		−1	0	+1	+2	+3	4 !+4	+5	+6	7 !+7			7
44	ruthenium	Ru		−4		−2		0	+1	+2	3 !+3	4 !+4	+5	+6	+7	+8		8
45	rhodium	Rh			−3		−1	0	+1	+2	3 !+3	+4	+5	+6				9
47	silver	Ag				−2	−1		1 !+1	+2	+3							11
48	cadmium	Cd				−2			+1	2 !+2								12
49	indium	In	−5			−2	−1		+1	+2	3 !+3							13
50	tin	Sn		−4 !−4	−3	−2	−1	0	+1	2 !+2	+3	4 !+4						14
51	antimony	Sb			−3 !−3	−2	−1	0	+1	+2	3 !+3	+4	5 !+5					15
52	tellurium	Te				−2 !−2	−1		+1	2 !+2	+3	4 !+4	+5	6 !+6				16
53	iodine	I					−1 !−1		1 !+1		3 !+3	+4	5 !+5	+6	7 !+7			17
54	xenon	Xe						0 !0	+1	+2		+4		+6		+8		18
55	caesium	Cs					−1		1 !+1									1
56	barium	Ba							+1	2 !+2								2
57	lanthanum	La						0	+1	+2	3 !+3							3
58	cerium	Ce								+2	3 !+3	4 !+4						n/a
59	praseodymium	Pr						0	+1	+2	3 !+3	+4	+5					n/a
60	neodymium	Nd						0		+2	3 !+3	+4						n/a
61	promethium	Pm								+2	3 !+3							n/a
62	samarium	Sm						0		+2	3 !+3			6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
63	Eu: Europium	Eu	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
64	Gd: Gadolinium	Gd	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
65	Tb: Terbium	Tb	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
66	Dy: Dysprosium	Dy	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
67	Ho: Holmium	Ho	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
68	Er: Erbium	Er	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
69	Tm: Thulium	Tm	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
70	Yb: Ytterbium	Yb	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
71	Lu: Lutetium	Lu	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
72	Hf: Hafnium	Hf	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	4
73	Ta: Tantalum	Ta	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	5
74	W: Tungsten	W	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	6
75	Re: Rhenium	Re	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	7
76	Os: Osmium	Os	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	8
77	Ir: İridium	Ir	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	9
78	Pt: Platinum	Pt	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	10
79	Au: Gold	Au	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	11
80	Hg: Mercury	Hg	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	12
81	Tl: Thallium	Tl	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	13
82	Pb: Lead	Pb	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	14
83	Bi: Bismuth	Bi	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	15
84	Po: Polonium	Po	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	16
85	At: Astatine	At	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	17
86	Rn: Radon	Rn	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	18
87	Fr: Francium	Fr	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	1
88	Ra: Radium	Ra	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	2
89	Ac: Actinium	Ac	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	3
90	Th: Thorium	Th	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
91	Pa: Protactinium	Pa	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
92	U: Uranium	U	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
93	Np: Neptunium	Np	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
94	Pu: Plutonium	Pu	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
95	Am: Americium	Am	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
96	Cm: Curium	Cm	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
97	Bk: Berkelium	Bk	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
98	Cf: Californium	Cf	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
99	Es: Einsteinium	Es	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
100	Fm: Fermium	Fm	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
101	Md: Mendelevium	Md	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
102	No: Nobelium	No	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
103	Lr: Lawrencium	Lr	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	n/a
104	Rf: Rutherfordium	Rf	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	4
105	Db: Dubnium	Db	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	5
107	Bh: Bohrium	Bh	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	7
108	Hs: Hassium	Hs	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	8
109	Mt: Meitnerium	Mt	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	9
110	Ds: Darmstadtium	Ds	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	10
111	Rg: Roentgenium	Rg	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	11
112	Cn: Copernicium	Cn	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	12
113	Nh: Nihonium	Nh	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	13
114	Fl: Flerovium	Fl	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	14
115	Mc: Moscovium	Mc	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	15
116	Lv: Livermorium	Lv	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	16
117	Ts: Tennessine	Ts	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	17
118	Og: Oganesson	Og	−5 !−5	−4 !−4	−3 !−3	−2 !−2	−1 !−1	0 !0	1 !+1	2 !+2	3 !+3	4 !+4	5 !+5	6 !+6	7 !+7	8 !+8	9 !+9	18

Erken formlar (sekizlik kuralı)

Benzer biçimdeki bir figür, 1919'da sekizli kural hakkındaki ilk yazılardan birinde Irving Langmuir tarafından kullanıldı. Oksidasyon durumlarının periyodikliği, Langmuir'in kuralı benimsemesine neden olan kanıtlardan biriydi.