Asignación de números de oxidación a elementos en una fórmula química

Publicado el 7 septiembre, 2020 por Rodrigo Ricardo

Números de oxidación

¿Alguna vez has tomado una clase de cerámica o te has preguntado cómo un alfarero consigue esmaltes tan bonitos en su arte? Los alfareros aplican un esmalte que contiene muchos elementos, a menudo metales de transición, a sus piezas de trabajo sin terminar. Este esmalte se vuelve opaco y suele ser de un color pastel, pero el producto terminado sale del horno (u horno) con colores brillantes y brillantes. Esto se debe a que los metales en el esmalte se oxidan y esta reacción química hace que el metal cambie de color. El mismo glaseado horneado a diferentes temperaturas puede incluso tener diferentes colores. Un esmalte que contiene hierro puede formar óxido de hierro (III), que es rojo, cuando se hornea a una temperatura alta, o puede formar óxido de hierro (II), que es negro, cuando se hornea a una temperatura más baja.

Esta lección cubrirá el estado de oxidación. Anteriormente aprendió sobre las reacciones de reducción-oxidación, conocidas como reacciones redox, en las que un reactivo pierde electrones, se oxida y el otro reactivo gana electrones y se reduce. También ha aprendido qué es un ion y cómo tiene una carga iónica que muestra la distribución de electrones en un compuesto iónico. Un número de oxidación es un número asignado a los átomos en las moléculas para mostrar la distribución general de los electrones. Los números de oxidación asignan la propiedad de los electrones a un átomo u otro en un compuesto. Sin embargo, estos números en realidad no tienen un significado físico. Aunque asignamos un electrón como perteneciente a un átomo, en realidad no pertenece allí en la vida real.

Los científicos usan estos números para ayudar a nombrar compuestos, escribir fórmulas y equilibrar ecuaciones químicas. También son útiles al estudiar reacciones y pueden ayudarlo a identificar cuándo algo se oxida o se reduce. Si el número de oxidación disminuye, el átomo se redujo. Si aumenta el número de oxidación, el átomo se oxidó. Los números de oxidación también pueden ayudar a identificar diferencias en un elemento, que pueden comportarse de manera diferente en diferentes compuestos.


Los números de oxidación ayudan a definir si un átomo se redujo u oxidó.
Números reducidos oxidados

Reglas del número de oxidación

Existe un conjunto de reglas que se pueden seguir para los átomos a fin de asignar números de oxidación.

  1. En general, si los electrones se comparten, pertenecen al átomo más electronegativo de cada enlace.
  2. Los átomos de elementos puros tienen un número de oxidación de cero. Entonces, el sodio puro (Na), el oxígeno (O2) o el azufre (S8) tienen números de oxidación cero.
  3. Si tiene un compuesto binario, el elemento más electronegativo recibe un número de oxidación que es igual a la carga negativa que tendría si fuera un anión. El elemento menos electronegativo recibe un número de oxidación que igualaría su carga como catión.
  4. El flúor siempre tiene un número de oxidación de -1.
  5. El oxígeno casi siempre tiene un número de oxidación de -2, excepto en H2O2 (cuando es -1) y en OF2 (cuando es +2).
  6. El hidrógeno siempre tiene un número de oxidación de +1 en compuestos que contienen elementos que son más electronegativos de lo que es. El hidrógeno tiene un número de oxidación de -1 cuando se combina con metales.
  7. La suma de los números de oxidación de todos los átomos en un compuesto neutro es cero.
  8. La suma de los números de oxidación de todos los átomos en un ion poliatómico es igual a la carga del ion.
  9. El número de oxidación de un ion monoatómico es igual a la carga del ion.

Ejemplos

Asignemos un número de oxidación al compuesto UF6. Mira las reglas. De la regla número cuatro, sabes que el flúor (F) tiene un número de oxidación de -1. Ese número va por encima de la F. Entonces, se ve así:


En este compuesto, el flúor tiene un número de oxidación de -1.
número de oxidación de flúor

Sabes que en este compuesto hay seis átomos de flúor, así que multiplica -1 por 6 por -6. Este número va por debajo de F. De la regla número siete, sabes que la suma de los números de oxidación de todos los átomos en un compuesto neutro es cero. Ha descubierto que el número de oxidación en F6 es -6, por lo que para obtener cero, U debe tener una carga de +6. +6 + (-6) = 0. Todo se ve así:


Este es un compuesto neutro, por lo que la suma de los números de oxidación es cero.
número de oxidación uf6

Asignemos números de oxidación al H2SO4. Tanto el oxígeno como el azufre son más electronegativos que el hidrógeno. Entonces, de acuerdo con la regla seis, el número de oxidación del hidrógeno es +1. Según la regla número cinco, el número de oxidación del oxígeno es -2. Ponga el número de oxidación encima del símbolo correspondiente. La ecuación ahora se ve así:


En H2SO4, el oxígeno tiene un número de oxidación de -2.
número de oxidación h2so4

Multiplique el número de oxidación por el número total de ese tipo de átomo y coloque ese número debajo del símbolo de ese átomo. De la regla número siete, sabes que los números de oxidación deben sumar cero. Sabes que el hidrógeno tiene +2, el oxígeno tiene -8. Para llegar a cero, el azufre debe tener un número de oxidación +6. +2 + 6 + (-8) = 0.


Los números de oxidación calculados para H2SO4
Números de oxidación sulfuro de hidrógeno

Intentemos asignar números de oxidación a un ion:


Los números de oxidación de este ion deben ser iguales a -1.
número de oxidación de un ion

Empiece como lo haría con un compuesto covalente. El oxígeno tiene un número de oxidación de -2. El cloro suele tener un número de oxidación de -1. Calcule que el número total de oxidación de oxígeno es -6. Tres átomos por -2 es igual a -6. Si este fuera un compuesto covalente, entonces calcularía que el cloro tiene una carga de +6. +6 + (-6) = 0, según la regla número siete. Sin embargo, dado que se trata de un ion, la carga total tiene que ser igual a la carga del ion. Regla número ocho. Para que esto sea cierto, la ecuación debe ser +5 + (-6) = -1. Entonces, el cloro tiene una carga de +5.

Resumen de la lección

Para mostrar la distribución general de electrones en átomos enlazados, los científicos desarrollaron números de oxidación. Un número de oxidación es un número asignado a los átomos en las moléculas para mostrar la distribución general de los electrones. Los números de oxidación asignan la propiedad de los electrones a un átomo u otro en un compuesto. Existe un conjunto general de reglas para asignar números de oxidación a elementos en compuestos. Siguiendo las reglas, puede asignar números de oxidación a compuestos covalentes e iónicos.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado esta lección, podrá:

  • Discernir qué son los números de oxidación y demostrar cómo se usan
  • Enumere las reglas para asignar números de oxidación
  • Asignar números de oxidación a compuestos neutros así como a iones.

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