Estáu d'oxidación

Estáu d'oxidación
	Propiedá química y chemical formalism (en)
	magnitú adimensional

Enllaz iónicu. Un átomu dona electrones a otra especie, y al tener cargues opuestes atráense mutuamente.

En química, l'estáu d'oxidación (EDO) ye un indicador del grau d'oxidación d'un átomu que forma parte d'un compuestu o otra especie química (por casu un ion). Formalmente, ye la carga llétrica hipotética que l'átomu tendría si tolos sos enllaces con elementos distintos fueren 100 % iónicos. El EO ye representáu por númberos, que pueden ser positivos, negativos o cero. En dellos casos, l'estáu d'oxidación permediu d'un elementu ye una fracción, tal como +8/3 pal fierro na magnetita (Fe₃O₄). El mayor EO conocíu ye +8 pa los tetraóxidos de ruteniu, xenón, osmiu, iridiu, hassio y dalgunos compuestos complexos de plutoniu, ente que'l menor EO conocíu ye -4 pa dellos elementos del grupu del carbonu (elementos del grupu 14).

La oxidación dase cuando un elementu o compuestu pierde unu o más electrones. Xeneralmente, cuando una sustancia aferrúñase (pierde electrones), otra sustancia recibe o capta dichos electrones amenorgándose. Este ye'l mecanismu básicu que promueve les reacciones d'óxido-reducción o redox.

Nun enllaz covalente apolar dambos átomos comparten el par d'electrones pa cumplir la regla del octeto, sicasí'l de mayor electronegatividá -nesti casu'l carbonu- atraer más fuertemente y recibir una carga parcial negativa (δ-); otra manera, l'otru átomu -l'hidróxenu- ta más alloñáu del par d'electrones y cárgase parcialmente de forma positiva (δ+). El EO busca cuantificar y esplicar esta interacción: el carbonu tien un EO de -4 y cada hidróxenu +1 y al sumalos da la carga de la molécula (0).

Un átomu tiende a obedecer la regla del octeto para asina tener una configuración electrónica igual a la de los gases nobles, que son bien estables químicamente (los sos átomos nun formen enllaces químicos cuasi con naide, nin siquier con ellos mesmos). Dicha regla sostién qu'un átomu tiende a tener ocho electrones nel so nivel d'enerxía más esternu. Nel casu del hidróxenu este tiende a tener 2 electrones, lo cual apurriría-y la mesma configuración electrónica que la del heliu.

Cuando un átomu A precisa, por casu, 3 electrones pa obedecer la regla del octeto, entós dichu átomu tiende a tener un númberu d'oxidación de -3, cuando adquiera esos 3 electrones. Per otru llau, cuando un átomu B tien los 3 electrones que tienen de ser cedíos pa que l'átomu A cumpla la llei del octeto, entós esti átomu tiende a tener un númberu d'oxidación de 3+, cuando dexe esos 3 electrones. Nesti exemplu podemos deducir que los átomos A y B pueden xunise pa formar un compuestu, y que esto depende de les interacciones ente ellos. La regla del octeto y del dueto pueden ser satisfeches compartiendo electrones (formando compuestos covalentes, por casu en molécules como l'agua) o venciendo y adquiriendo electrones (formando compuestos iónicos como por casu nos cristales de cloruru de sodiu).

Los elementos químicos estremar en 3 grandes grupos, clasificaos pol tipu de carga llétrica que pueden adquirir al participar nuna reacción química:

Metales.
Non metales.
Gases nobles.

Esisten elementos metálicos que, dependiendo de les condiciones a que sían sometíos, pueden funcionar como metales o non metales indistintamente. A estos elementos denominar semimetales o metaloides.

Los elementos metálicos (los cualos tienden a dexar electrones) cuando formen compuestos tienen de normal estaos d'oxidación positivos. Los elementos non metálicos y semimetálicos, sicasí, pueden tener estaos d'oxidación positivos y negativos, dependiendo del compuestu que tean constituyendo.

Exemplos

Cloruru de sodiu 2Na⁰

+ Cl⁰₂ → 2Na⁺¹ + 2Cl^-1

Los gases d'un solu tipu d'elementu, nesti casu'l cloru, tán presentes en forma diatómica.

El sodiu (Na) combinar col cloru (Cl), produciendo cloruru de sodiu. El númberu d'oxidación de dambos elementos ensin combinar ye 0 (cero), yá que tán equilibraos llétricamente. El númberu d'oxidación del sodiu combináu ye +1, yá que dexa un electrón. El númberu d'oxidación del cloru combináu ye -1, yá que acepta l'electrón vencíu pol sodiu.

Óxidu d'aluminiu A el⁰

+ O⁰₂ → Al³⁺ + 2O²⁻

El osíxenu (O) ta presente en forma diatómica (gas).

El aluminiu (Al) combinar col osíxenu (O), produciendo óxido d'aluminiu (Al₂O₃). El númberu d'oxidación de dambos elementos ensin combinar ye 0 (cero), yá que tán equilibraos llétricamente. El númberu d'oxidación del aluminiu combináu ye 3+, yá que dexa trés electrones. El númberu d'oxidación del osíxenu combináu ye 2−, yá que acepta hasta 2 electrones.

Los electrones vencer y aceptar polos distintos elementos crean un problema coles cargues llétriques. Por casu, l'aluminiu dexa trés electrones y l'osíxenu namái acepta dos, polo que sobra unu. D'esto conclúyese que na reacción nun intervién un solu átomu d'osíxenu, polo que se dar# en banciar la ecuación, por que coincidan tolos electrones tresferíos coles capacidaes de cada elementu aceptor.

La ecuación banciada queda asina:

4A el⁰ + 3O⁰₂ → 4A el³⁺ + 6O²⁻ → 2A el³⁺ + 3O²⁻

Colo que se llogra'l balance perfectu por que se afaigan tolos electrones escedentes. Los elementos d'un elementu llibre o n'estáu basal tienen un númberu d'oxidación igual a 0.

Tolos elementos metálicos (los cualos dexen electrones) cuando formen compuestos tienen xeneralmente estaos d'oxidación positivos.
Los elementos non metálicos y semimetálicos pueden tener estaos d'oxidación positivos y negativos, dependiendo del compuestu que tean constituyendo.
Pa cualquier elementu'l máximu estaos d'oxidación ye'l correspondiente al númberu de grupu.
El mínimu tao d'oxidación posible d'un elementu ye 4−, y tener dalgunos de los elementos del grupu 4A.
Los non metales tienen un estáu d'oxidación negativu únicu, que ye igual al númberu de grupu menos 8.
Los elementos de los grupos 1A y 2A tienen los estaos d'oxidación 1+ y 2+ respeutivamente
L'hidróxenu funciona con estáu d'oxidación 1+ xeneralmente, a esceición cuando forma hidruros metálicos onde'l so estáu d'oxidación ye 1−.
El númberu d'oxidación del O ye 2−, sacante cuando forma peróxidos, onde ye 1−, y cuando forma superóxidos, onde ye 1/2−.
La suma de los estaos d'oxidación de los elementos d'un compuestu ye igual a la so carga neta.

Regles p'asignar estaos d'oxidación

L'estáu d'oxidación de tolos elementos n'estáu llibre, non combinaos con otros, ye de cero (p. ex., Na, Cu, Mg, H₂, O₂, Cl₂, N₂).
L'estáu d'oxidación del H ye de +1, sacante nos hidruros metálicos, nos que ye de -1 (p. ex., NaH, CaH₂).
L'estáu d'oxidación del O ye de -2, sacante nos alcalinos los compuestos con flúor, los peróxidos, nos que ye de -1, nos superóxidos que ye -1/2 y nel OF₂, onde ye de +2.
L'estáu d'oxidación del elementu metálicu d'un compuestu iónicu ye positivu.
Nos compuestos covalentes, el númberu d'oxidación negativu asignar al átomu más electronegativu y tolos demás son positivos.
La suma alxebraica de los estaos d'oxidación de los elementos d'un compuestu ye cero.
La suma alxebraica de los estaos d'oxidación de los elementos d'un ion poliatómico ye igual a la carga del ion.^[1]

Ver tamién

Referencies

↑ Nivaldo J. Tro; Whitten, Kenneth J. (2011). Tarrezas Selectos de Química. Méxicu, D. F.: Cengage Learning Editores, S.A., páx. 205. ISBN 978-607-481-664-8.

Enllaces esternos

"Estáu d'oxidación" — PDF (3.82 KiB) Gold Book de la IUPAC (n'inglés)
"High Oxidation States of 5d Transition Metals" Archiváu 2020-08-11 en Wayback Machine
"Videu determinación de los estaos d'oxidación (práuticu)" (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).
"Videu definición del númberu d'oxidación (teóricu)" (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).

[Regles_p'asignar_un_númberu_d'oxidación-1] Nivaldo J. Tro; Whitten, Kenneth J. (2011). Tarrezas Selectos de Química. Méxicu, D. F.: Cengage Learning Editores, S.A., páx. 205. ISBN 978-607-481-664-8.

[1]