TUTORIAL DE REACCIONES REDOX

Números de Oxidación

Capacidad de combinación o valencia

La capacidad de combinación de un átomo recibe el nombre de valencia. Se representa con un número que indica el número de enlaces formados.

En la molécula de amoníaco (NH3), el nitrógeno tiene valencia 3, debido a que esta formando tres enlaces con los átomos de hidrógeno. En tanto que, el hidrógeno tiene valencia 1.

Recuerde que los electrones que participan en la formación de enlaces químicos son los electrones correspondientes al último nivel del átomo en los elementos representativos. Por lo anterior, estos electrones se conocen como electrones de valencia.

La valencia y su representación

El término valencia es utilizado para indicar la cantidad de enlaces formados por un átomo.

En el caso del amoníaco (NH3), el N tiene valencia 3, ya que este elemento posee tres electrones libres en su capa de valencia para formar tres enlaces. La valencia del hidrógeno es 1 ya que posee únicamente un electrón para formar un enlace. Los enlaces formados en el amoníaco se puede representar por medio de líneas como se observa a continuación:

 

 

Números o estados de oxidación

Es estado de oxidación es la carga eléctrica que un átomo parece tener cuando forma parte de un compuesto.

La carga eléctrica depende de la cantidad de electrones ganados, perdidos o compartidos por un átomo.

Como ya se dijo anteriormente, si un elemento pierde electrones se oxida, y si el elemento gana electrones, se reduce. Para comprender más fácilmente lo anterior, analicemos como ejemplo la formación de bromuro de potasio (KBr) a partir de sus iones. En el caso del bromo, éste se reduce ya que gana 1 electrón que proviene del potasio que se oxida:

Entonces, el potasio tiene un número de oxidación positivo de +1, y el bromo un número de oxidación negativo de -1.

Relación entre valencia y el número de oxidación

En la mayoría de los casos, el valor numérico del estado de oxidación coincide con el valor de la valencia. Por ejemplo, el magnesio tiene un número de oxidación de +2 y su valencia también es de 2. Lo anterior se debe a que la carga de +2 la adquiere en el momento en que pierde dos electrones. En general, un número de oxidación positivo para cualquier elemento es igual al número del grupo del elemento en la tabla periódica.

El número de oxidación negativo para cualquier elemento se puede obtener restando de 8 el número del grupo y dándole a la diferencia un signo negativo. Por esto el cloro es -1 y el fósforo tiene número de oxidación de -3 que significa que el fósforo tiene una tendencia de ganar tres electrones y el cloro 1 electrón.

La valencia de un elemento no tiene signo; el estado de oxidación sí.

Reglas para determinar los números de oxidación

1.  Todo elemento en su estado libre (natural o no combinado) tiene como número de oxidación cero: Fe, Sn, Zn, Na, Ca. Tome en cuenta que hay varias moléculas que en su estado libre existen como moléculas diatómicas, ejemplo: F2, Cl2, Br2, I2, H2, N2, O2.

2.  En los iones monoatómicos el número de oxidación es la carga del ion:

ION

número de oxidación

Na+

+1

Ca+2

+2

Al+3

+3

Fe+3

+3

 

3.  En la mayoría de los compuestos, el oxígeno tiene un número de oxidación de -2: Esto se en el caso de los compuestos covalentes. Una excepción importante son los peróxidos (compuestos que contienen un grupo O2-2) en los cuales se asigna a cada oxígeno un estado de oxidación de -1:

ION

número de oxidación del oxígeno

Na2O

-2

CaO

-2

Al2O3

-2

Cl2O7

-2

 

4.  El compuestos covalentes con no metales se asigna al hidrógeno un número de oxidación de +1:

Compuesto

número de oxidación del hidrógeno

HCl

+1

H2S

+1

NH3

+1

 

5.  La suma algebráica de los números de oxidación de todos los átomos en la fórmula de un compuesto es cero. Ejemplo, el ácido nítrico (HNO3), ácido sulfúrico (H2SO4),  sulfato de sodio (Na2SO4)

 

6.  En los iones complejos, la suma algebráica de los números de oxidación de todos sus átomos es igual a la carga del ion.