Fundamentos de Química: Reglas de Número de Oxidación y Sistemas de Nomenclatura (IUPAC, Stock, Tradicional)

Reglas Fundamentales del Número de Oxidación y Valencia

El número de oxidación (o valencia) es un concepto crucial para la formulación y nomenclatura de compuestos químicos. A continuación, se detallan las reglas esenciales para su determinación.

Regla n.º 1: Elementos Aislados

• El número de oxidación o de valencia de los átomos aislados sin combinarse es igual a 0.

Ejemplo: H₂, Cl₂, Na, Al

Regla n.º 2: Neutralidad de la Molécula

• En toda molécula neutra, la suma de los números de oxidación o valencias de todos los átomos es igual a 0.

Ejemplos:

• H₂S: 2 (+1) + 1 (-2) = 0
• Na₂O: 2 (+1) + 1 (-2) = 0

Regla n.º 3: Equilibrio de Cargas

• Siguiendo la regla anterior, en una molécula, el número total de valencias positivas es igual al de las valencias negativas.

Regla n.º 4: Número de Oxidación del Oxígeno (O)

• El oxígeno actúa generalmente con valencia o número de oxidación de -2, excepto en los peróxidos, donde actúa con -1.

Ejemplo (Óxido):

• CaO: 1(+2) + 1(-2) = 0

Cuando se combina con el Flúor (F), el oxígeno tiene +2, debido a que el flúor es el elemento más electronegativo.

Ejemplo (Fluoruro de Oxígeno):

• OF₂: 1(+2) + 2 (-1) = 0

Regla n.º 5: Número de Oxidación del Hidrógeno (H)

• El hidrógeno combinado con un no metal es +1; con los metales (formando hidruros metálicos) es -1.

Ejemplos:

• H₂S (con no metal): 2 (+1) + 1(-2) = 0
• MgH₂ (con metal): 1(+2) + 2 (-1) = 0

Regla n.º 6: Cargas Típicas de Metales y No Metales

• Los no metales suelen tener número de oxidación o valencia negativa, y los metales, positivas.

Ejemplos:

• AgI: 1(+1) + 1 (-1) = 0
• CaCl₂: 1(+2) + 2 (-1) = 0
• En S (Cálculo dado): 1(+2) + 1(-2) = 0

Regla n.º 7: No Metales con Valencia Positiva

• Los no metales actúan con valencia positiva solamente cuando se combinan con el oxígeno.

Ejemplos:

• Cl₂O: 2 (+1) + 1(-2) = 0
• P₂O₅: 2 (+5) + 5 (-2) = 0
• B₂O₃: 2 (+3) + 3(-2) = 0

Regla n.º 8: Combinación de No Metales con Metales

• Cuando un no metal se combina con un metal, lo hace con la valencia menor (negativa).

Ejemplos:

• KI: 1(+1) + 1(-1) = 0
• AlCl₃: 1(+3) + 3 (-1) = 0
• PbI₂: 1(+2) + 2 (-1) = 0

Tanto el Yodo (I) como el Cloro (Cl), el Fósforo (P) y el Azufre (S) actúan con la valencia menor. No intervienen las valencias superiores:

• Yodo (I) y Cloro (Cl): 3, 5, 7
• Fósforo (P): 5
• Azufre (S): 4 y 6

Sistemas de Nomenclatura Química

Existen tres sistemas principales para nombrar los compuestos químicos, especialmente los óxidos:

Nomenclatura Tradicional o Antigua

Este sistema utiliza sufijos y prefijos para indicar el número de oxidación del elemento.

Caso 1: Un solo número de oxidación

Se nombra con la palabra óxido seguida del nombre del metal precedida de la preposición "de", o bien, sin preposición, terminando el nombre del metal en -ico.

Ejemplo:

• Na₂O: Óxido de sodio u Óxido sódico.

Caso 2: Dos números de oxidación

El nombre del metal termina en -oso cuando actúa con la valencia menor y en -ico cuando actúa con la valencia mayor.

Caso 3: Más de dos números de oxidación

Si el metal forma más de dos óxidos, se utilizan prefijos y sufijos (como hipo-oso, oso, ico, per-ico) para indicar las proporciones de los elementos metálicos y sus terminaciones.

Nomenclatura de Stock

Según esta nomenclatura, los óxidos se nombran con la palabra "óxido" seguida del nombre del metal o no metal y, a continuación, el número de oxidación del elemento (si es variable) indicado con números romanos entre paréntesis.

Nomenclatura Sistemática (IUPAC)

Según la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), las proporciones en que se unen los elementos en los óxidos se indican mediante prefijos griegos:

• Mono (1)
• Di (2)
• Tri (3)
• Tetra (4)
• Penta (5)
• Hexa (6)
• Hepta (7)

El prefijo mono se puede suprimir si no es necesario. También se puede utilizar Hemi para una proporción de 1/2 (aunque esto es menos común en óxidos binarios simples).