¿Qué es el número de oxidación? Cálculo del número

de oxidación de un elemento en un compuesto.

Denominamos número de oxidación de un elemento en un compuesto al número de electrones cedidos (total o parcialmente) o captados (total o parcialmente) por un átomo en su combinación química con otro para formar un enlace. El átomo que capta electrones se le asigna un número de oxidación negativo, mientras que el que cede electrones se le asigna un número de oxidación positivo.

Para comprender el significado de número de oxidación debes recordar qué sucede en el enlace iónico y qué sucede en el enlace covalente:

• Enlace iónico. Uno de los átomos (el menos electronegativo, un metal) cede electrones  a otro átomo (el más electronegativo, un no metal).

• Enlace covalente. Los dos átomos comparten electrones: tienen electronegatividades altas y parecidas, son no metales.

Por tanto, en el enlace iónico los átomos metálicos (los menos electronegativos) pierden sus electrones, quedan cargados positivamente (número de oxidación positivo). Los átomos no metálicos (los más electronegativos del enlace) ganan electrones, quedan cargados negativamente (número de oxidación negativo).

Por otro lado, en el enlace covalente, si los átomos que lo forman son de diferentes elementos, uno será más electronegativo que el otro. El más electronegativo tiene más cerca los electrones que comparte, se le asigna el número de oxidación negativo. El no metal menos electronegativo tiene algo más lejos los electrones que comparte con el otro no metal, se le asigna número de oxidación positivo.

En resumen, el elemento menos electronegativo actuará con número de oxidación positivo. El elemento más electronegativo actuará con número de oxidación negativo.

¿Cómo podemos averiguar el número de oxidación de un elemento en un compuesto químico? Si conocemos la fórmula deberemos conocer el número de oxidación del resto de los elementos que forman el compuesto. Como en este curso vamos a utilizar preferentemente compuesto binarios, se trataría de calcular el número de oxidación de un elemento conocido el número de oxidación del otro elemento.

Reglas para averiguar el número de oxidación de un elemento:

        -         El número de oxidación de todos los elementos libres es cero.

            Ej. Fe, Cu, H₂ , Cl₂, P₄, S₈      nº oxidación = 0

        -         El número de oxidación del oxígeno es -2, en todos sus compuestos, excepto con el flúor.

        -         El hidrógeno posee en todos los compuestos número de oxidación +1, excepto en los hidruros  metálicos,

              como Li H, que es -1.

        -         Los metales suelen tener número de oxidación positivo cuando están combinados.

        -         La suma total de los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto debe ser cero, si el

              compuesto es neutro.

Ejemplos

            1.      BCl₃

1. nº oxidación del Cl = -1 Al ser el Cl el más electronegativo (en una fórmula el más electronegativo se escribe a la derecha) es el único que actúa con número de oxidación negativo (ver números de oxidación negativos en la tabla periódica): número oxidación del Cl es –1

2. Como tenemos tres átomos de cloro (Cl), el número de cargas (electrones ganados) será (-1) · 3 = -3.

3. Aplicando la última regla (suma total de los número de oxidación debe ser cero en un compuesto neutro), se deberá compensar con +3.

4. Por tanto como sólo hay un átomo de B (boro), dicho átomo actuará con número de oxidación +3.

            2.      MnO₂

1. nº oxidación del O = -2   Al ser el O el más electronegativo (en una fórmula el más electronegativo se escribe a la derecha) es el único que actúa con número de oxidación negativo (ver números de oxidación negativos en la tabla periódica): número oxidación del O es –2. También lo hemos indicado en una de las reglas anteriores.

2. Como tenemos dos átomos de oxígeno (O), el número de cargas (electrones ganados) será (-2) · 2 = -4.

3. Aplicando la última regla (suma total de los número de oxidación debe ser cero en un compuesto neutro), se deberá compensar con +4.

4. Por tanto como sólo hay un átomo de Mn (manganeso), dicho átomo actuará con número de oxidación +4.

     3.      Fe₂S₃

1. nº oxidación del S = -2   Al ser el S el más electronegativo (en una fórmula el más electronegativo se escribe a la derecha) es el único que actúa con número de oxidación negativo (ver números de oxidación negativos en la tabla periódica): número oxidación del S es –2

2. Como tenemos tres átomos de azufre (S), el número de cargas (electrones ganados) será (-2) · 3 = -6.

3. Aplicando la última regla (suma total de los número de oxidación debe ser cero en un compuesto neutro), se deberá compensar con +6.

4. Por tanto como hay dos átomos de Fe (hierro), cada átomo actuará con número de oxidación +6 / 2 = +3.

Como regla general en la fórmula tendremos el elemento más electronegativo (el de más tendencia a coger electrones, su número de oxidación será negativo) a la derecha, y a su izquierda pondremos el elemento o elementos menos electronegativo(s).