Números de oxidación. Concepto, reglas de asignación y usos

Los números de oxidación, son números enteros que indican la carga eléctrica que parecen tener los átomos de un elemento en un compuesto. Estos números también se llaman estados de oxidación.

Este concepto se la atribuye al químico estadounidense Wendell Mitchell Latimer.

Los números de oxidación están relacionados con la transferencia de electrones y, por tanto, pueden tener signo positivo (+), negativo (-) o tener valor cero. En otras palabras, el número de oxidación indica cuántos electrones ha ganado o perdido un átomo en un compuesto.

Es importante tener en cuenta que, los estados de oxidación, también están relacionados con la electronegatividad. En consecuencia, en un compuesto, el elemento más electronegativo tendrá número de oxidación negativo.

Usos e importancia de los números o estados de oxidación

los estados de oxidación son importantes en nomenclatura química porque ayudan a dar nombre a los compuestos. Por ejemplo, El compuesto CuNO₃, es llamado nitrato de cobre I. (El uno romano I, indica el estado de oxidación del cobre).

Por otro lado, los estados de oxidación son útiles en el balanceo de ecuaciones químicas. Particularmente, de reacciones de óxido-reducción o redox.

En resumen, los números de oxidación permiten entender la forma en que interactúan los átomos para formar compuestos.

Reglas para determinar los números de oxidación

1. En todos los compuestos, el hidrógeno tiene número de oxidación +1. Excepto, en hidruros, donde su estado de oxidación es -1.
2. En todos los compuestos, el oxígeno tiene estado de oxidación -2. Excepto, en los peróxidos, donde su número de oxidación es -1.
3. A los elementos combinados del grupo IA (metales alcalinos) se les asigna número de oxidación +1. Además, a los elementos combinados del grupo IIA (metales alcalinos-térreos) se les asigna número de oxidación +2. Del mismo modo, a los elementos combinados del grupo IIIA, se les asigna, generalmente, número de oxidación +3.
4. Un átomo de cualquier elemento en estado libre (no enlazado) tiene número de oxidación cero.
5. La suma de los números de oxidación de todos los átomos que aparecen en una fórmula es cero. (se aplica a fórmulas empíricas y moleculares).
6. La suma de los estados de oxidación de los átomos que aparecen en la fórmula de un ion, es igual a la carga del ion.

Ejemplos resueltos

1 – Hallar el número de oxidación, de cada elemento, en el ácido fosfórico H₃PO₄.

Solución

En conclusión, en el ácido fosfórico, el número de oxidación del hidrógeno es +1, el del fósforo es +5 y el del oxígeno es -2.

2 – Hallar el número de oxidación del nitrógeno N₂.

Solución

En este caso, el nitrógeno esta libre (no enlazado). por tanto, según la regla 4, su número de oxidación es cero. Se escribe N₂⁰.

3 – Hallar el número de oxidación, de cada elemento, en el dióxido de manganeso MnO₂.

Solución

En resumen, en el dióxido de manganeso, el número de oxidación del manganeso es +4 y el del oxígeno es -2.

Ejemplos que se salen un poco de las reglas

4 – En las sales binarias, los halógenos como el cloro, tienen número de oxidación -1. Por lo tanto, en el cloruro de manganeso MnCl₂, el número de oxidación del manganeso es +2.

Taller de lectura

1. ¿Qué son números de oxidación y con qué otro nombre se les conoce?
2. ¿Cómo se determina el signo de un número de oxidación?
3. Nombre los 3 usos de los números o estados de oxidación.
4. Copie las 6 reglas para determinar los números de oxidación.
5. Copie los 4 ejercicios resueltos.
6. Determine el estado de oxidación de los elementos en cada uno de los siguientes compuestos.
   1. Ácido sulfúrico (H₂SO₄).
   2. Cloro (Cl₂).
   3. Cloruro de calcio (CaCl₂).
   4. Permanganato de potasio (KMnO₄).
   5. Óxido de hierro III (Fe₂O₃).