Marco Teórico Concepto de número de oxidación




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fecha de publicación30.01.2016
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Marco Teórico

Concepto de número de oxidación

El concepto de número de oxidación, que se define como la carga asignada a cada átomo del elemento en cuestión en un compuesto, considerando que todas las uniones químicas en él son iónicas. Esto da lugar a la aparición de valores positivos o negativos para los números de oxidación. Asimismo, pueden aparecer diferentes números de oxidación para un mismo elemento en diferentes compuestos.

En algunos casos resulta sencillo adjudicar el número de oxidación a un elemento en un dado compuesto. En cambio hay una en algunas reacciones la situación es más compleja. Por razones prácticas se usa la definición operacional de número de oxidación, que surge de establecer un conjunto de reglas de asignación para aplicarlas de modo sistemático.

  1. A los elementos en su estado no combinado (sustancias simples) se les asigna número de oxidación cero (0). Ejemplos: metales Fe, Li, Na, Hg

no metales O2,F2,N2,He,P

  1. a) Para compuestos neutros, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos involucrados, multiplicados por sus respectivas atomicidades, debe ser igual a cero.

  1. Para iones, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos involucrados, multiplicados por sus respectivas atomicidades, debe ser igual a la carga neta del ion. (Recordemos que por atomicidad se entiende el número de átomos de a dado un elemento que forman parte de una molécula).

  1. El hidrógeno presenta habitualmente número de oxidación + 1.

Ejemplos: HF, HC1, H2SO4, H2O2

Excepción: cuando se combina con metales dando lugar a compuestos binarios, su número de oxidación es - 1. Ejemplos: LiH, CaH2, A1H3

  1. El oxígeno presenta habitualmente número de oxidación – 2. Ejemplos: CaO, Na2O, Na2SO4

Excepciones:

  1. cuando el oxígeno forma peróxidos o peroxiderivados, su número de oxidación es -1.

Ejemplos: Na2O2, CaO2, Na2S2O8

  1. cuando el oxígeno forma superóxidos, su número de oxidación es -1/2. Ejemplos: NaO2, CaO4

  2. cuando el oxígeno se combina con el flúor, su número de oxidación es +2. Ejemplo: OF2

  1. Los elementos del grupo IA de la tabla periódica presentan en todos sus
    compuestos el número de oxidación + 1. Ejemplos: NaF, Fr2SO4, K2O2 (peróxido).

  2. Los elementos del grupo IIA de la tabla periódica presentan en todos
    sus compuestos el número de oxidación + 2. Ejemplos: CaO, BaSO4, BaO2 (peróxido)

  3. a) El elemento más electronegativo, el Flúor, presenta en todos sus compuestos el número de oxidación - 1. Ejemplos: NaF, CaF2, BF3, NH4F, PF5

b) Los elementos Cl, Br y I presentan habitualmente número de oxidación - 1.

Ejemplos: NaCl, LiBr, KI, FeCl3
Excepciones:

i) Cuando forman compuestos ternarios con oxígeno y metal o hidrógeno pueden presentar número de oxidación + 1, +3, +5 y +7. Ejemplos: NaC103, Ba(Br03)2, HClO, KC1O4

ii) Cuando se unen entre sí formando los compuestos llamados interhalógenos, los números de oxidación pueden también tomar los valores +1, +3, +5 y + 7. Ejemplos: IF7, IC13, C1F3, IC1, BrF.
Jerarquía de números de oxidación

Las siguientes reglas jerárquicas, que, como su nombre lo indica deben ser aplicadas en orden prioritario desde i) hasta vi), permitirán dar una respuesta segura a la mayoría de los casos conflictivos que pueden presentarle en la química inorgánica, y son básicamente las mismas ya mencionadas solo que ahora estarán ordenadas por importancia de aplicación.


  1. La suma de los números de oxidación de todos los átomos de una molécula o ion debe igualar la carga neta total (cero para especies eléctricamente neutras).

  2. Los átomos de los metales de los grupos IA y IIA tienen número de oxidación + 1 y + 2 respectivamente.

  3. Los elementos hidrógeno y flúor tienen asignado número de oxidación +1 y – 1 respectivamente.

  4. El oxígeno tiene asignado número de oxidación -2.

  5. Los átomos de los elementos del grupo VIIA tienen asignado número de oxidación - 1.

  6. En compuestos binarios, los átomos de los grupos VIA y VA tienen asignado números de oxidación - 2 y - 3 respectivamente.

Si dos o más reglas de este listado entran en conflicto, la que se presenta primero tiene prioridad de ser aplicada.

Si se produce un conflicto dentro del mismo grupo de elementos el elemento más liviano es el que sigue la regla.

Si una molécula o ion contiene un elemento no incluido explícitamente en las reglas, su número de oxidación se encuentra por diferencia.

Compuestos binarios

En las formulas de los compuestos binarios el elemento menos electronegativo se escribe a la izquierda de la fórmula.

Los compuestos binarios se forman entre metales y no metales y, particularmente, los que resultan de la combinación de metales o no metales con hidrógeno u oxígeno.

a) Compuestos con hidrógeno

1) De metales

Se nombran hidruros del metal correspondiente. Ejemplos: CaH2, LiH, A1H3

Sus nombres son hidruro de calcio, hidruro de litio e hidruro de aluminio, respectivamente.

En el caso de un elemento que pueda presentar hidruros con dos números de oxidación diferentes como el hierro (+ 2 y + 3), se distinguen de la siguiente manera:

FeH2 hidruro de hierro (II)

FeH3 hidruro de hierro (III)

Con un numeral romano entre paréntesis se indica el número de oxidación del elemento (Numeral de Stock). Si el metal posee un solo número de oxidación no es necesario utilizar dicho numeral.

Para establecer la fórmula a partir del nombre, se colocan tantos átomos de hidrogeno como indique el número de oxidación del metal.

Ejemplos: fórmulas de hidruro de potasio KH

hidruro de titanio (III) TiH3

hidruro de cobre (II) CuH2

2) De no metales

Se nombran como no metal... uro de hidrógeno. Muchos de ellos también son denominados hidrácidos, por ser de naturaleza ácida. En general, la regla vale para los no metales del grupo VIA (excepto oxígeno) y VIIA.

Ejemplos: HCl cloruro de hidrógeno

H2S sulfuro de hidrógeno

H2Se seleniuro de hidrógeno

HI ioduro de hidrógeno

Excepciones:

En el grupo IIIA B2H6 diborano

En el grupo IVA SiH4 silano

En el grupo VA NH3 se conserva amoníaco

PH3 fosfano o fosfina

AsH3 arsano o arsina

En el grupo VIA H2O Agua

Para indicar la fórmula de un compuesto de este tipo, dado su nombre, se colocan tantos átomos de hidrógeno como indique el número de oxidación del no metal.

Ejemplo: bromuro de hidrógeno Número de oxidación del Br = - 1. Fórmula HBr

En la nomenclatura antigua se denominaba como ácido no metal... hídrico.
b) Compuestos con oxígeno

1) De metales

Se nombran como óxidos del metal correspondiente

CaO óxido de calcio

Na2O óxido de sodio

Cuando existe más de un número de oxidación posible del metal, se nombra.

Cr2O3 óxido de cromo (III)
CrO óxido de cromo (II)

Una alternativa en la nomenclatura moderna permite recurrir a la atomicidad:

Ejemplo: Cr2O3 trióxido de dicromo

MnO2 dióxido de manganeso

Para establecer la fórmula a partir del nombre, se debe conocer el número de oxidación del metal, y además recordar que el oxígeno actúa con el número de oxidación - 2.

2) De los no metales

Se nombran como óxidos del no metal correspondiente. Ejemplo: B2O3 óxido de bario.

Cuando hay más de un estado de oxidación se usan los numerales de Stock para indicar cuál corresponde. Ejemplo: P2O3 óxido de fósforo (III)

P2O5 óxido de fósforo (V)

En este caso también se puede nombrar los compuestos, usando atomicidad:

P2O3 trióxido de difósforo

P2O5 pentóxido de difósforo
c) Compuestos de no metal y metal

Se sustituye en este caso el hidrógeno por un metal. Se nombran como no metal... uro del metal.

Ejemplos: KC1 Cloruro de potasio

SnI4 Ioduro de estaño (IV)

PbBr2 Bromuro de plomo (II)

Para obtener la fórmula a partir del nombre se sigue el mismo criterio que en los casos anteriores.zA

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