Los cargos formales son cargos (ya sean positivos o negativos) que a menudo debemos incluir en nuestros dibujos. Es la carga asignada a un átomo en una molécula, suponiendo que los electrones en un enlace químico se compartan por igual entre los átomos, independientemente de la electronegatividad relativa (wikipedia). El concepto de carga formal nos ayuda a elegir la estructura de Lewis más plausible entre varias posibilidades. Las cargas formales no indican cargas reales en los átomos en la molécula. Es más una propiedad de una fórmula estructural que la de la especie que representa la fórmula.
Al calcular la carga formal en un átomo, primero necesitamos saber la cantidad de electrones de valencia que se supone que tiene el átomo. Puede obtener este número de la tabla periódica al ver en qué columna está el átomo. Por ejemplo, el carbono está en la cuarta columna, por lo que tiene 4 electrones de valencia. Luego, mira el dibujo de tu molécula. ¿Cuántos enlaces y electrones no unidos tiene realmente el átomo en el dibujo?
Cargo formal = [no. de electrones de valencia en el átomo] – [no. de electrones no unidos + numero de enlaces]
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Veamos un ejemplo: 
Para determinar la carga formal de N, primero observamos cuántos electrones de valencia se supone que tiene N. N está en la columna 5 de la tabla periódica, por lo que tiene 5 electrones. Luego, encuentre el número de enlaces que tiene el átomo. Entonces, de la figura de la derecha, se ve que en realidad es 4. Dado que un enlace representa 2 electrones que se comparten entre 2 átomos, aquí no hay electrones no unidos.
Entonces aplicando la fórmula:
Carga formal de N = 5- (0 + 4) = 1
En comparación, el número de oxidación / estado de oxidación muestra el número total de electrones que se han eliminado de un elemento (un estado de oxidación positivo) o se han agregado a un elemento (un estado de oxidación negativo) para llegar a su estado actual.
Para saber si se produjo una reacción redox o no, necesitamos una forma de hacer un seguimiento de los electrones. La mejor manera de hacerlo es asignando números de oxidación a los átomos o iones involucrados en una reacción química.
La oxidación implica la ganancia de oxígeno, la pérdida de hidrógeno y la pérdida de electrones.
La reducción implica la pérdida de oxígeno, ganancia de hidrógeno y ganancia de electrones.
Así,
La oxidación implica un aumento en el estado de oxidación.
La reducción implica una disminución en el estado de oxidación
Elaboración del estado de oxidación:
– El estado de oxidación de un elemento no combinado es cero.
– La suma de los estados de oxidación de todos los átomos o iones en un compuesto neutro es cero.
– La suma de los estados de oxidación de todos los átomos en un ion es igual a la carga en el ion.
– Al elemento más electronegativo en una sustancia se le da un estado de oxidación negativa. El menos electronegativo recibe un estado de oxidación positivo.
Aquí hay unos ejemplos:
¿Cuál es el estado de oxidación del cromo en Cr2 +?
Para un ion simple como este, el estado de oxidación es la carga en el ion: +2
¿Cuál es el estado de oxidación del cromo en CrCl3?
Este es un compuesto neutro, por lo que la suma de los estados de oxidación es cero. El cloro tiene un estado de oxidación de -1. Si el estado de oxidación del cromo es n :
n + 3 (-1) = 0
n = +3
Volviendo a mi ejemplo en [NH4] +, notará que N tiene una carga formal de +1 en la molécula. Para encontrar el número de oxidación:
Estado de oxidación de N + Estado de oxidación de hidrógenos = +1
Estado de oxidación de N + 4 (+1) = +1
Estado de oxidación de N = -3
Entonces observa que la carga formal y el número de oxidación de N son realmente diferentes. Estos son 2 conceptos muy diferentes.
