Número
de oxidación frente a valencia.
Para
poder formular y nombrar un compuesto se ha utilizado históricamente el
concepto de valencia. La valencia química se puede definir como la capacidad
que tiene un elemento de combinarse con otros. Se toma como referencia el
hidrógeno, al que se le da arbitrariamente el valor uno (I).
En
los compuestos iónicos, la valencia coincide con la carga iónica. Por ejemplo,
en el fluoruro de cesio, CsF, tanto el ión cesio, Cs+, como el ión fluoruro,
F-, tienen valencia (I) cada uno.
En
los compuestos covalentes, la valencia coincide con los electrones que pueden
compartir (covalencia). Así, por ejemplo:
- HCl:
el cloro tiene aquí valencia (I), pues se combina con un átomo de hidrógeno.
- CH4:
el carbono tiene valencia (IV), pues se une a 4 átomos de hidrógeno.
- CCl4:
el carbono tiene valencia (IV) y el cloro (I), ya que cada átomo de cloro
sustituye a un átomo de hidrógeno.
Actualmente,
el concepto de valencia ha sido sustituido por el de número de oxidación, al
tener un carácter más general.
El
número de oxidación (n.o.) de un átomo en un compuesto es el número teórico (formal)
que se obtiene aplicando unas reglas sencillas y que nos informan sobre la
carga que presentaría dicho átomo, si los pares electrónicos que forman los
enlaces se asignaran a los átomos más electronegativos. Así, con los ejemplos
anteriores:
- HCl: el cloro tiene aquí n.o. -1 y
el hidrógeno +1.
- CH4: el carbono tiene n.o. -4 y el
hidrógeno +1.
- CCl4: el carbono tiene n.o. +4 y
el cloro -1.
Conviene
insistir en que el número de oxidación no representa la carga real eléctrica de
un átomo en un compuesto. Así, tanto en el NO como en CaO, el n.o. del oxígeno
es -2. Sin embargo, al ser el primero un compuesto covalente, no existe una
carga real -2 en el O (y +2 en el N), pero se le asigna ese n.o. negativo pues
el O es más electronegativo que el N. En el CaO, al tratarse de un compuesto
iónico, se es más preciso indicar que la carga real del oxígeno es -2.
Las
reglas básicas para obtener el número de oxidación (n.o.) son:
- El número de oxidación de todos los elementos químicos en su estado libre es cero, en cualquiera de las formas en que se presenten en la Naturaleza.
- El n.o. del F en sus compuestos es siempre -1
- El n.o. del hidrógeno es +1, excepto en los hidruros metálicos que es -1.
- El n.o. del O en sus compuestos es siempre -2, excepto frente al F (que es +2), los peróxidos (O2-2, con n.o. -1) y los hiperóxidos (O-2, con n.o. -0,5).
- El n.o. de los metales es positivo.
- El n.o. de un ión monoatómico es igual a la carga iónica.
- La suma algebraica de los n.o. de los átomos de una molécula es cero.
- La suma algebraica de los n.o. de los átomos de un ion poliatómico es igual a la carga iónica.
(1)
El H actúa siempre con n.o. +1, excepto en los hidruros metálicos, que actúa
con -1.
(2)
El O actúa siempre con n.o. -2, excepto frente al F, que lo hace con +2, en los
peróxidos, con -1 y en los hiperóxidos, con n.o. -0,5.
(3)
El n.o. +2 muy poco frecuente.
(4)
El N forma ácidos solamente con los n.o. +1, +3 y +5.
(5)
Cuando actúa con n.o. +1, forma el catión Hg22+, que no se puede simplificar.
(6)
El Cr con n.o. +6, el Mn con +6 y +7 y el V con +5 forman oxoácidos, como los
no metales.