Cómo determinar el número de oxidación de los elementos

Reglas para asignar el número de oxidación

A continuación, se presentan las reglas para determinar el número de oxidación de los elementos en compuestos e iones:

1. Elementos libres: El número de oxidación de cualquier elemento en estado libre, ya sea monoatómico (como Na) o diatómico (como O₂), es cero. Si el elemento se encuentra libre al inicio o al final de una reacción redox, su número de oxidación es cero.
2. Compuestos iónicos: En compuestos iónicos, el número de oxidación del metal corresponde a su carga y, por lo tanto, es igual al número de su grupo en la tabla periódica. Por ejemplo, en el NaCl (cloruro de sodio), el sodio tiene un número de oxidación de +1. En el CaCl₂ (cloruro de calcio), el número de oxidación del calcio es +2.
3. Oxígeno: Al oxígeno se le asigna un número de oxidación de -2, excepto en casos especiales como el agua oxigenada (H₂O₂), donde tiene un número de oxidación de -1.
4. Hidrógeno: Al hidrógeno se le asigna un número de oxidación de +1, excepto en los hidruros metálicos, donde es -1.
5. Grupos en la tabla periódica: El número de oxidación de un elemento suele ser igual al número de su grupo en la tabla periódica. Por ejemplo, el sodio está en el grupo 1 y el calcio en el grupo 2, por lo que sus números de oxidación son +1 y +2, respectivamente. Si el número de grupo es mayor a 10, se resta 10 al número del grupo para obtener el número de oxidación. Por ejemplo, el galio (Ga) está en el grupo 13 y el silicio (Si) en el grupo 14, por lo que sus números de oxidación son +3 y +4, respectivamente.
6. Suma en compuestos neutros: La suma de todos los números de oxidación de los elementos en un compuesto neutro debe ser igual a cero. Por ejemplo, en el Na₂O (óxido de sodio), se tienen dos sodios con número de oxidación +1 y un oxígeno con número de oxidación -2, por lo tanto: 2(+1) + (-2) = 0.
7. Iones atómicos: En un ion atómico, el número de oxidación es igual a la carga del ion. Por ejemplo, para el ion K⁺, el número de oxidación es +1 y para el ion F^- es -1.
8. Iones poliatómicos: En un ion poliatómico, la suma de los números de oxidación de todos los átomos debe ser igual a la carga del ion. Por ejemplo, en el ion SO₄^-2, la suma de los números de oxidación de un azufre y cuatro oxígenos debe ser igual a -2. Como el oxígeno tiene un número de oxidación de -2, el azufre debe tener un número de oxidación de +6 para que la suma sea -2.

Ejemplo: Determinación del número de oxidación del nitrógeno en HNO₃

Para determinar el número de oxidación del nitrógeno en el HNO₃ (ácido nítrico), seguimos las reglas anteriores:

1. El número de oxidación del hidrógeno es +1.
2. El número de oxidación del oxígeno es -2. Como hay tres oxígenos, la carga total del oxígeno es 3(-2) = -6.

Para que la molécula sea neutra, la suma de los números de oxidación debe ser cero. Por lo tanto, el número de oxidación del nitrógeno debe ser +5: +1 + (+5) + (-6) = 0. A este procedimiento se le conoce como balanceo de carga.