Número de oxidación: definición, reglas y ejemplos

¿Qué es un número de oxidación?

Es importante saber si un átomo pierde o gana electrones cuando se combina con otros átomos para formar compuestos. ¿Cómo hacemos un seguimiento de los electrones perdidos o ganados por un átomo? Hacemos esto mirando el número de oxidación de un átomo .

Un número de oxidación es un número que se asigna a un átomo en una sustancia. El número de oxidación puede ser positivo , negativo o cero e indica si se pierden o se ganan electrones. En otras palabras, el número de oxidación es un número que nos ayuda a realizar un seguimiento de los electrones en un átomo.

Aquí, el número de oxidación del calcio es +2 y el número de oxidación del oxígeno es -2.

Si el número de oxidación es positivo , esto significa que el átomo pierde electrones, y si es negativo , significa que el átomo gana electrones. Si es cero , entonces el átomo no gana ni pierde electrones.

El calcio tiene una carga de +2, lo que significa que perdió dos electrones. El oxígeno tiene una carga -2, lo que significa que ganó dos electrones.

Si un átomo pierde electrones, su número de oxidación es positivo, por lo que podemos decir que este átomo sufre oxidación . Si un átomo gana electrones, su número de oxidación es negativo, por lo que podemos decir que el átomo sufre una reducción .

Puede recordar esto por el pensamiento de la frase PLATAFORMA PETROLERA : O xidation I s L oss (de electrones); R educción I s G ain (de electrones).

Reglas para asignar números de oxidación

En química, es importante seguir un conjunto de reglas para asignar números de oxidación. Estas son las reglas y excepciones más importantes que debe recordar al asignar números de oxidación:

Regla 1: En su forma elemental pura, un átomo tiene un número de oxidación cero.

¿Qué es exactamente un elemento puro? Un elemento puro es un átomo que no se combina con ningún otro elemento. Esta tabla muestra ejemplos de átomos en su forma elemental pura:

Tenga en cuenta que aunque el elemento tiene subíndices como el 2 en O 2 y el 8 en S 8 , estos todavía se consideran elementos puros porque no se combinan con ningún otro elemento.

Regla 2: el número de oxidación de un ion es el mismo que su carga

Un ion es un átomo con carga debido a la ganancia o pérdida de electrones. La carga se indica como superíndice después del átomo. Si un átomo tiene esto, significa que es un ion. Por ejemplo, el ion potasio tiene una carga +1, por lo que el número de oxidación es +1. Para el ion bromo, la carga es -1, por lo que el número de oxidación es -1. Es importante tener en cuenta que si solo se muestra un positivo (+) o negativo (-), se supone que la carga es +1 o -1.

He aquí otro ejemplo. El ion bario tiene una carga de +2, por lo que el número de oxidación es +2. Para el ion azufre, la carga es -2 y el número de oxidación es -2.

Regla 3: El número de oxidación de los metales es +1 en el Grupo 1 y +2 en el Grupo 2

A menos que esté en forma elemental pura, el número de oxidación de un metal es +1 en el Grupo 1 y +2 en el Grupo 2. Es importante señalar que aunque el hidrógeno está en el Grupo 1, el hidrógeno no es un metal, por lo que el hidrógeno no lo es. incluido en esta regla. En la siguiente ilustración, se indican los metales para los Grupos 1 y 2.

Entonces, el número de oxidación del litio es +1 porque es un metal que pertenece al Grupo 1, y el número de oxidación del magnesio es +2 porque es un metal que pertenece al Grupo 2.

Regla 4: el hidrógeno tiene dos posibles números de oxidación: +1 y -1

El hidrógeno tiene un número de oxidación de +1 cuando está unido a no metales, que se destacan en el lado derecho de la siguiente tabla periódica.

Para el ácido clorhídrico compuesto, el hidrógeno está unido al cloro, un no metal, por lo que el número de oxidación del hidrógeno es +1.

El hidrógeno tiene un número de oxidación de -1 cuando está unido a un metal.

Para el compuesto hidruro de sodio, el hidrógeno está unido al sodio, que es un metal, por lo que el número de oxidación del hidrógeno es -1.

Regla 5: el oxígeno tiene tres posibles números de oxidación: +2, -2 y -1

En general, el oxígeno tiene un número de oxidación de -2. Las únicas excepciones son los peróxidos, donde el oxígeno tiene un número de oxidación de -1, y en el compuesto de difluoruro de oxígeno, donde tiene un número de oxidación de +2.

Regla 6: El número de oxidación del flúor en cualquier compuesto es -1.

Algunos ejemplos de compuestos que contienen flúor son fluoruro de hidrógeno o ácido fluorhídrico, hexafluoruro de azufre y fluoruro de sodio. El número de oxidación del flúor en cada uno de estos compuestos es -1.

Regla 7: Para los demás halógenos (Cl, Br, I), el número de oxidación habitual es -1, excepto cuando se combinan con oxígeno o flúor.

En el compuesto de cloruro de sodio, el número de oxidación del cloro es -1. En el compuesto ácido hipocloroso, el número de oxidación del cloro es +1; y en el compuesto ácido perclórico, el índice de oxidación del cloro es +7.

Regla 8: La suma de los números de oxidación en un compuesto neutro es igual a cero.

A continuación se muestran algunos ejemplos de compuestos neutros:

Echemos un vistazo a dos ejemplos para ver cómo calcular los números de oxidación de los elementos en un compuesto neutro usando las reglas que hemos aprendido hasta ahora.

Ejemplo 1:

Aquí tenemos la molécula de fluoruro de hidrógeno, que es un compuesto neutro, por lo que su número de oxidación es 0. Para determinar los números de oxidación de los elementos hidrógeno y flúor en este compuesto, multiplicamos el número de átomos de hidrógeno por el número de oxidación del hidrógeno. Luego, multiplique el número de átomos de flúor por el número de oxidación del flúor.

El hidrógeno tiene un número de oxidación de +1 y tenemos 1 átomo de hidrógeno:

1 * (1) = 1

El flúor tiene un número de oxidación de -1 y tenemos 1 átomo de flúor:

1 * (-1) = -1

(-1) + 1 = 0

Ejemplo 2:

Aquí tenemos la molécula de cloruro de magnesio como compuesto neutro. Usando el mismo proceso que en el Ejemplo 1:

El magnesio tiene un número de oxidación +2 porque es un metal del Grupo 2 y tenemos 1 átomo de magnesio:

1 * 2 = 2

Tenemos 2 átomos de cloro y sabemos que tenemos una molécula neutra. Dado que el átomo de magnesio tiene un número de oxidación +2, esto significa que cada átomo de cloro debe tener un número de oxidación -1. 2 átomos de cloro nos dan un total de -2.

(-2) + 2 = 0

Regla 9: La suma de los números de oxidación en un ion poliatómico es igual a la carga del ion.

Un ion poliatómico es una sustancia compuesta por más de un átomo. Los siguientes son ejemplos de iones poliatómicos:

Veamos un par de ejemplos para comprender el número de oxidación de los iones poliatómicos:

Ejemplo 1:

El ion poliatómico sulfato tiene 1 átomo de azufre y 4 átomos de oxígeno, con una carga total de -2. Según la Regla 5, el oxígeno tiene un número de oxidación de -2 en este compuesto. Tenemos 4 átomos de oxígeno, cada uno con un número de oxidación de -2, por lo que la carga total del oxígeno es -8.

Sabemos que la carga total de la molécula de sulfato es -2; esto significa que el átomo de azufre debe tener un número de oxidación de +6.

6 + (-8) = -2

Ejemplo 2:

El ion amonio tiene 1 átomo de nitrógeno y 4 átomos de hidrógeno, con una carga total de +1. Según la Regla 4, cuando el hidrógeno se une a un no metal, tiene un número de oxidación de +1. Tenemos 4 átomos de hidrógeno, cada uno con un número de oxidación de +1, por lo que la carga total del hidrógeno es +4.

Sabemos que la carga total de la molécula de amonio es +1; esto significa que el átomo de nitrógeno debe tener un número de oxidación de -3.

4 + (-3) = 1

Resumen de la lección

Los números de oxidación pueden ser positivos, negativos o cero y se asignan a los átomos. El número de oxidación indica si un átomo sufre oxidación (positiva) o reducción (negativa). Las reglas y excepciones que determinan el número de oxidación correcto de un átomo son:

1. En su forma elemental pura, un átomo tiene un número de oxidación de cero.
2. El número de oxidación de un ion es el mismo que su carga.
3. El número de oxidación de los metales es +1 en el Grupo 1 y +2 en el Grupo 2.
4. El hidrógeno tiene dos posibles números de oxidación: +1 y -1.
5. El oxígeno tiene tres posibles números de oxidación: +2, -2 y -1.
6. El número de oxidación del flúor en cualquier compuesto es -1.
7. Para los demás halógenos (Cl, Br, I), el índice de oxidación habitual es -1, excepto cuando se combinan con oxígeno o flúor.
8. La suma de los números de oxidación en un compuesto neutro es igual a cero.
9. La suma de los números de oxidación en un ion poliatómico es igual a la carga del ion.

Términos clave

Número de oxidación : un número que se asigna a un átomo en una sustancia para ayudar a realizar un seguimiento de los electrones en un átomo.

Número de oxidación positivo : indica que el átomo perderá electrones.

Número de oxidación negativo : indica que el átomo ganará electrones.

Número de oxidación cero : indica que el átomo no ganará ni perderá electrones.

Oxidación : pérdida de electrones

Reducción – ganancia de electrones

OIL RIG – un mnemónico para recordar la oxidación y la reducción; O xidation I s L oss (de electrones); R educción I s G ain (de electrones)

Elemento puro : un átomo que no se combina con ningún otro elemento.

Ion : un átomo con carga debido a la ganancia o pérdida de electrones.

Ión poliatómico : una sustancia compuesta por más de un átomo.

Los resultados del aprendizaje

Después de ver esta lección, compruebe si puede:

• Indique el significado de los números de oxidación positivos, negativos y cero.
• Diferenciar entre los procesos de oxidación y reducción
• Utilice las 9 reglas para asignar números de oxidación para aplicar adecuadamente un número de oxidación a una variedad de elementos, tanto puros como compuestos.
• Definir elementos puros, iones e iones poliatómicos.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador