2. Número de oxidación
Seguro que recuerdas que cada átomo de un compuesto se caracteriza por un estado de oxidación, debido a los electrones ganados o perdidos (totalmente en los enlaces iónicos, parcialmente en los enlaces covalentes) con respecto al átomo aislado. El número que indica este estado se llama número de oxidación (estado de oxidación o índice de oxidación) del elemento en dicho compuesto.
El numero de oxidación se puede definir como la carga eléctrica formal (es decir, que puede no ser real) que se asigna a un átomo en un compuesto. Su asignación se hace teniendo en cuenta que el número de oxidación de:
- un elemento libre (H2, I2, Al, P4, S8) es cero.
- un ión monoatómico (Cl-, Na+, Al3+, S2-) es igual a la carga del ión.
- los metales alcalinos es +1 y de los metales alcalinotérreos es +2.
- los halógenos en los haluros es -1.
- el hidrógeno en la mayoría de los compuestos (H2O, Ca(OH)2, H2SO4) es +1, excepto en los hidruros metálicos (NaH, CaH2), en los que es -1.
- el oxígeno en la mayoría de los compuestos (H2O, HNO3, CO2) es -2, excepto en los peróxidos (H2O2), en los que es -1.
La suma algebraica de los números de oxidación de todos los elementos debe ser:
- cero en una sustancia neutra (MnO2, HNO2, K2Cr2O7).
- igual a la carga del ion en un ion poliatómico (SO32-, NH4+).
Estas reglas no son del todo arbitrarias. Están basadas en la suposición de que un enlace polar se puede extrapolar a un enlace iónico. Con esta idea, se supone que en los compuestos con enlaces covalentes los electrones de enlace pertenecen formalmente al átomo más electronegativo (lo que no es real). En el caso de sustancias simples moleculares (Cl2, O2), como los átomos tienen la misma electronegatividad la carga formal de cada uno debe ser cero.
En la tabla tienes los números de oxidación más habituales de los elementos. Están relacionados con su situación en la tabla periódica y con las características de los enlaces que forman: por ejemplo, en los alcalinotérreos -grupo 2- es +2 porque como tienen dos electrones en la capa más externa tienen tendencia a perderlos para alcanzar la estructura de gas noble.
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Valencia y número de oxidación
Por otra parte, hay que distinguir valencia de número de oxidación. Fíjate en el NaNO2 y en el NH3. En ambos el nitrógeno tiene valencia III (forma tres enlaces covalentes), pero su número de oxidación es +3 en el nitrito de sodio y -3 en el amoniaco.
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El número de oxidación en las reacciones redox
Un elemento se oxida cuando aumenta su número de oxidación y se reduce cuando disminuye (esto es, se reduce) su número de oxidación, por lo que se puede afirmar que:
Oxidación | Reducción |
Ganancia de oxígeno Pérdida de hidrógeno Pérdida de electrones Aumento del nº de oxidación |
Pérdida de oxígeno Ganancia de hidrógeno Ganancia de electrones Disminución del nº de oxidación |
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Números de oxidación (II)
Determina el número de oxidación del azufre en las siguientes especies químicas: a) Na2S; b) H2S; c) S8; d) SCl2 ; e) SO2; f) S2O32-; g) SO3; h) H2SO4; i) SO32-.
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El número de oxidación del cloro en el ClO3- es -1.
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Un elemento se reduce cuando su número de oxidación cambia de menos a más negativo.
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Una especie química se oxida cuando gana electrones.
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