El estado de oxidación, a menudo llamado número de oxidación, es un indicador del grado de oxidación (pérdida de electrones) de un átomo en un compuesto químico. Conceptualmente, el estado de oxidación, que puede ser positivo, negativo o cero, es la carga hipotética que tendría un átomo si todos los enlaces a átomos de diferentes elementos fueran 100% iónicos, sin componente covalente. Esto nunca es exactamente cierto para los bonos reales.
Estado de oxidación [editar]
Se ha publicado un informe técnico de IUPAC “Hacia una definición integral del estado de oxidación”. La definición actual del Libro de Oro del estado de oxidación enumerada por IUPAC es la siguiente:
- Explique por qué el estado de oxidación -3 disminuye en el grupo debido al aumento de tamaño y carácter metálico.
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El “estado de oxidación” se define como la carga que se podría imaginar que tiene un átomo cuando los electrones se cuentan de acuerdo con un conjunto de reglas acordado:
1: El estado de oxidación de un elemento libre (elemento no combinado) es cero.
2: Para un ion simple (monoatómico), el estado de oxidación es igual a la carga neta en el ion.
3: El hidrógeno tiene un estado de oxidación de +1 y el oxígeno tiene un estado de oxidación de -2 cuando están presentes en la mayoría de los compuestos. Las excepciones a esto son que el hidrógeno tiene un estado de oxidación de -1 en los hidruros de metales activos, por ejemplo, LiH, y el oxígeno tiene un estado de oxidación de -1 en los peróxidos, por ejemplo, H2O2.
4: La suma algebraica de los estados de oxidación de todos los átomos en una molécula neutra debe ser cero, mientras que en los iones, la suma algebraica de los estados de oxidación de los átomos constituyentes debe ser igual a la carga del ion.
Los estados de oxidación variable se muestran principalmente por ciertos no metales y muchos de los metales de transición.
Para los no metales como N, O, P, S, Cl, Br e I, el estado más bajo posible es la valencia del elemento con un signo menos. Por lo tanto, el número mínimo de oxidación de nitrógeno y fósforo es -3 (como en NH3 y PH3), para oxígeno y azufre es -2 (como en H2O y H2S), y para cloro, bromo, yodo es -1 (como en HCl, NaCl, HBr, KI).
El estado más alto posible para los no metales es igual al número total de electrones presentes en la capa de valencia (más externa) del átomo con un signo más. Por lo tanto, los estados de oxidación máximos de nitrógeno, azufre y cloro son +5 (como en HNO3), +6 (como en H2SO4) y +7 (como en HClO4) respectivamente. Aquí hay dos excepciones: flúor y oxígeno, los dos elementos más electronegativos. El flúor, por convención, siempre tiene el estado -1 en sus compuestos, y para el oxígeno el estado máximo es solo +2 (en F2O).
Para los metales de transición, el estado mínimo es cero (forma libre, elemental), como en el caso de los metales sin transición. Y el número de oxidación máximo posible es el mismo que el número total de electrones en los orbitales ns y (n-1) d externos con un signo más, pero no excede +8. Así, el vanadio, con una configuración externa de 4s2 3d3, muestra un número máximo de oxidación de +5, como en V2O5, y el cromo, con una configuración externa de 4s1 3d5, muestra un estado máximo de +6, como en CrO3 y K2Cr2O7. Solo el rutenio y el osmio parecen tener el estado máximo de +8 en ciertos compuestos. Pero, en las tres series de transición, solo los metales en el medio de la serie tienen la tendencia a formar compuestos estables en estados de oxidación muy altos.
Los metales altamente electropositivos en los grupos 1 y 2 de la tabla periódica generalmente exhiben solo un número de oxidación positiva (+1 y +2 respectivamente) en la formación de compuestos que es numéricamente igual a la valencia normal.
