Números de Oxidación

El Número de oxidación, también llamado estado de oxidación, el número total de electrones que un átomo gana o pierde para formar un enlace químico con otro átomo.

A cada átomo que participa en una reacción de oxidación-reducción se le asigna un número de oxidación que refleja su capacidad de adquirir, donar o compartir electrones. El ion hierro Fe3+, por ejemplo, tiene un número de oxidación de +3 porque puede adquirir tres electrones para formar un enlace químico, mientras que el ion oxígeno O2- tiene un número de oxidación de -2 porque puede donar dos electrones.

En una sustancia electrónicamente neutra, la suma de los números de oxidación es cero; por ejemplo, en hematites (Fe2O3) el número de oxidación de los dos átomos de hierro (+6 en total) equilibra el número de oxidación de los tres átomos de oxígeno (-6).

Algunos elementos asumen el mismo número de oxidación en diferentes compuestos; el flúor, por ejemplo, tiene el número de oxidación -1 en todos sus compuestos. Otros, especialmente los no metálicos y los elementos de transición, pueden asumir una variedad de números de oxidación; por ejemplo, el nitrógeno puede tener cualquier número de oxidación entre -3 (como en el amoníaco, NH3) y +5 (como en el ácido nítrico, HNO3).numeros de oxidacion

En la nomenclatura de la química inorgánica, el número de oxidación de un elemento que puede existir en más de un estado de oxidación se indica con un número romano entre paréntesis después del nombre del elemento, por ejemplo, cloruro de hierro (II) (FeCl2) y cloruro de hierro (III) (FeCl3).

Los números de oxidación son utilizados por los químicos para mantener un seguimiento de los electrones dentro de un compuesto. Podemos utilizar directrices para asignar números de oxidación a los átomos de un compuesto.

Los cambios en el estado de oxidación durante una reacción nos dicen que hay una transferencia de electrones. Las reacciones que implican la transferencia de electrones se denominan reacciones redox, e incluyen una reducción (una ganancia de electrones) y una oxidación (una pérdida de electrones). La sustancia que se reduce se llama agente oxidante, y la sustancia que se oxida se llama agente reductor.

La diferencia entre el estado de oxidación y el número de oxidación

El estado de oxidación y el número de oxidación son cantidades que comúnmente equivalen al mismo valor para los átomos de una molécula y a menudo se utilizan indistintamente. La mayoría de las veces, no importa si se utiliza el término estado de oxidación o número de oxidación.

Hay una ligera diferencia entre los dos términos.

El estado de oxidación se refiere al grado de oxidación de un átomo en una molécula. En otras palabras, el estado de oxidación es la carga de un átomo si todos los enlaces que formó fueran enlaces iónicos.

Cada átomo de la molécula tendrá un estado de oxidación distinto para esa molécula donde la suma de todos los estados de oxidación será igual a la carga eléctrica total de la molécula o ión. A cada átomo se le asigna un valor de estado de oxidación basado en reglas predeterminadas basadas en la electronegatividad y en grupos de tablas periódicas.

Si una molécula tiene una carga neutra, la suma de todos los estados de oxidación de sus átomos debe ser igual a cero. Por ejemplo, en la molécula FeCl3, cada átomo de cloro tiene un estado de oxidación de -1, mientras que el átomo de hierro tiene un estado de oxidación de +3. Los tres átomos de cloro cancelan el átomo de hierro, dejando una carga neta de 0.

Los números de oxidación se utilizan en la química de coordinación compleja. Se refieren a la carga que tendría el átomo central si todos los ligandos y pares de electrones compartidos con el átomo fueran removidos.

Directrices para determinar el número de oxidaciónnumeros de oxidacion

Los números de oxidación se escriben generalmente con el signo (++plus o –menos) primero, luego la magnitud, que es lo opuesto de las cargas en los iones. Los químicos utilizan las siguientes pautas para determinar los números de oxidación:

  1. Los átomos en su estado elemental tienen un número de oxidación de 000.
  2. Los átomos en iones monatómicos (es decir, un solo átomo) tienen un número de oxidación igual a su carga.
  3. En los compuestos, al flúor se le asigna un número de oxidación de -1; al oxígeno se le asigna generalmente un número de oxidación de -2 (excepto en los compuestos de peróxido donde es de -1, y en los compuestos binarios con flúor donde es positivo); y al hidrógeno se le asigna generalmente un número de oxidación de +1+1plus, 1, excepto cuando existe como ión hidruro, H-, en cuyo caso gana la regla 222.
  4. En los compuestos, a todos los demás átomos se les asigna un número de oxidación de manera que la suma de los números de oxidación de todos los átomos de la especie equivale a la carga de la especie.

Números de oxidación y reacciones redox

Las reacciones químicas que implican la transferencia de electrones se denominan oxidación-reducción o reacciones redox. Los cambios en el estado de oxidación son una señal de que se está produciendo una transferencia de electrones. Todas las reacciones redox implican tanto una reducción como una oxidación.

Muchos tipos de reacción como la combustión, el reemplazo único y algunas reacciones de síntesis y descomposición entran en la categoría de reacciones redox. Los números de oxidación y las reacciones redox son conceptos importantes también en las clases de química más avanzadas, como la bioquímica, la electroquímica, la química orgánica y la química inorgánica, por nombrar algunos.

Referencias

 

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