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Números de Oxidación: Reglas, ecuaciones y ejemplos

Publicado el 6 abril, 2024

Números de oxidación

El número de oxidación es el número total de electrones que un átomo gana o pierde para formar una atracción con otro átomo. A cada átomo que participa en esta reacción se le asigna un estado (o número) de oxidación que refleja su capacidad para donar o compartir electrones. El ion hierro Fe 3+, por ejemplo, tiene un estado de oxidación de +3 porque puede adquirir tres electrones. Por el contrario, el ion oxígeno O 2- tiene un estado de oxidación de -2 porque puede donar dos electrones.

El número de oxidación es positivo o negativo, y es la carga que tendría el átomo si existiera una transferencia de electrones en todos los enlaces covalentes e iónicos. Este número puede ser positivo, negativo o cero y puede ayudar a realizar un seguimiento de los electrones en un átomo. También ayuda a identificar la naturaleza de un compuesto o molécula, muestra cómo se producen las reacciones e indica la valencia de un compuesto. A menudo resulta útil equilibrar las reacciones químicas observando los cambios en los números de oxidación de los átomos de cada compuesto. Los números de oxidación ayudan a nombrar compuestos (nomenclatura sistemática de compuestos químicos), escribir fórmulas y equilibrar ecuaciones químicas observando los cambios en los números de oxidación de cada átomo.

Reglas para asignar números de oxidación

Los números de oxidación son números contables. Se utilizan para realizar un seguimiento de cuántos electrones pierde o gana cada átomo en una reacción redox y se asignan a los elementos mediante estas reglas:

  1. El catión se escribe primero en una fórmula, seguido de un anión.
  2. El número de oxidación de un elemento libre es cero, por ejemplo, Al(s) o Zn(s), O 2, N 2, F 2, Cl 2, Br 2. Esto también es válido para el azufre que se encuentra como S 8.
  3. El número de oxidación de un ion monoatómico es igual a la carga del ion, por ejemplo, Na+ = +1; S 2- = -2.
  4. La suma de los números de oxidación en un compuesto neutro es cero. La suma de todos los estados de oxidación en un ion poliatómico debe ser igual a la carga del ion.
  5. El número de oxidación del elemento del Grupo IA es +1, el del Grupo IIA es +2, mientras que VIIA es -1 (excepto cuando el elemento se combina con uno que tiene una electronegatividad más alta).
  6. El estado de oxidación del oxígeno es -2 (excepciones: OF 2, BaO 2, donde F es más electronegativo que O).
  7. El estado de oxidación del hidrógeno en un compuesto es +1 (excepto en el caso del hidruro metálico binario, cuando el número de oxidación es -1).
  8. El número de oxidación habitual del hidrógeno es +1 (excepto en el caso de compuestos que contienen elementos que son menos electronegativos que el hidrógeno, como en el CaH 2, donde el número de oxidación del H es -1).

Por ejemplo, podemos considerar la reacción del zinc y cómo se oxida al perder electrones:

asignación de números de oxidación Ejemplo de reacción del zinc

El zinc tiene un número de oxidación de cero (regla 2), y el catión zinc (el producto) tiene un estado de oxidación de +2 (regla 3), por lo que la sustancia se oxida porque hay un aumento en su estado de oxidación.

Ejemplos de asignación de números de oxidación

El estado de oxidación puede ser un número positivo o negativo que el átomo necesita para indicar su grado de oxidación o reducción. En los procesos redox, la fuerza impulsora del cambio químico está en el intercambio de electrones entre especies químicas. Cuando ocurre en una molécula (que no sea una forma alotrópica del elemento), F siempre incorpora un estado de oxidación -1. El átomo más electronegativo es el que atrae fuertemente a los electrones.

Al asignar el número de oxidación al oxígeno y al nitrógeno, recuerde que la suma de todos los números de oxidación es cero porque se trata de moléculas neutras.

asignación de números de oxidación Ejemplo de reacción

Si el azufre se oxida, su número de oxidación pasa de -2 a cero. Si se reduce el nitrógeno, su número pasa de +4 a +2.

Algunos otros ejemplos de cómo asignar números de oxidación incluyen:

  • Hexafluoruro de uranio (UF 6 ): el flúor tiene un número de oxidación de -1 (regla número 5). Hay 6 átomos de flúor, por lo que el número de oxidación es -6. Suele ser un compuesto molecular, por lo que la suma de los números de oxidación debe ser cero (regla número 4). Por tanto el átomo de uranio tiene un número de oxidación +6.

  • Ácido sulfúrico (H 2 sub)4 ): el azufre y el oxígeno son más electronegativos que el hidrógeno, por lo que el hidrógeno tiene un número de oxidación de +1 (regla número 8). El oxígeno tiene un número de oxidación de -2 porque no encaja en ninguna de las exenciones. La suma tiene que ser igual a cero (Regla número 4). Sólo hay un átomo de azufre, por lo que el estado de oxidación es +6.
  • Ion clorato (ClO 3- ) – Este es un ion poliatómico, por lo que la suma debe ser igual a su carga -1 (Regla número 3). El oxígeno tiene un número de oxidación de -2. Hay tres átomos de oxígeno, por lo que es -6. El ion tiene una carga de -1, por lo que el estado de oxidación del cloro es +5.

Resumen de la lección

El número de oxidación es el número total de electrones que un átomo gana o pierde para formar una atracción con otro átomo. Los números de oxidación ayudan a nombrar compuestos, escribir fórmulas y equilibrar ecuaciones químicas. A cada átomo que participa en esta reacción se le asigna un estado (o número) de oxidación que refleja su capacidad para donar o compartir electrones. Se utilizan para realizar un seguimiento de cuántos electrones pierde o gana cada átomo en una reacción redox y se asignan a los elementos mediante estas reglas:

  1. El catión se escribe primero en una fórmula, seguido de un anión.
  2. El número de oxidación de un elemento libre es cero.
  3. El número de oxidación de un ion monoatómico es igual a la carga del ion.
  4. La suma de los números de oxidación en un compuesto neutro es cero. La suma de todos los estados de oxidación en un ion poliatómico debe ser igual a la carga del ion.
  5. El número de oxidación del elemento del Grupo IA es +1, el del Grupo IIA es +2, mientras que el VIIA -1 (excepto cuando el elemento se combina con uno que tiene una mayor electronegatividad).
  6. El estado de oxidación del oxígeno es -2 (OF 2, BaO 2, donde F es más electronegativo que O).
  7. El estado de oxidación del hidrógeno en un compuesto es +1 (excepción: hidruro metálico binario cuando el número de oxidación es -1).
  8. El número de oxidación habitual del hidrógeno es +1 (excepción: compuestos que contienen elementos que son menos electronegativos que el hidrógeno, como en CaH 2, donde el número de oxidación del H es -1).

El estado de oxidación puede ser un número positivo o negativo que el átomo necesita para indicar su grado de oxidación o reducción. El átomo más electronegativo es el que atrae fuertemente a los electrones. El número de oxidación puede ayudar a realizar un seguimiento de los electrones en un átomo. También ayuda a identificar la naturaleza de un compuesto o molécula, muestra cómo se producen las reacciones e indica la valencia de un compuesto.

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