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Los noventa y dos elementos químicos naturales se combinan entre sí formando millones de sustancias compuestas, denominadas genéricamente compuestos químicos o simplemente compuestos. Estos compuestos fueron clasificados, a principios del siglo XIX, en inorgánicos y orgánicos. Esta clasificación se estableció suponiendo que los compuestos orgánicos sólo podían ser elaborados por los seres vivos. Con posterioridad, se comprobó que dicha suposición no era cierta, pues fueron sintetizados en el laboratorio sin la intervención de los seres vivos. A pesar de ello, esta clasificación se mantuvo para facilitar el estudio del elevado número de compuestos existentes. Actualmente, se entiende por sustancias orgánicas a aquéllas que contienen el elemento carbono, con unas pocas excepciones como el dióxido de carbono y los carbonatos. Éstos y todos los compuestos que no contienen c a r b o n o , se c o n s i d e r a n sustancias inorgánicas. Al analizar la composición de los compuestos químicos se encuentran casos tales como: HCl, H2O, NH3, CH4, que llevan a preguntarse: ¿por qué un átomo de Cl se une con uno de H, un átomo de O con dos de H, un átomo de N con tres de H y un átomo de C con cuatro de H? Los científicos entienden que el número de átomos de cada uno de los elementos que intervienen en la formación de un compuesto depende de los electrones que necesitan ganar o perder para adquirir la configuración electrónica del gas inerte más próximo. Los metales procuran ceder los electrones de su órbita externa, mientras que los no metales tratan de ganar electrones para completar el octeto. Generalizando, se puede afirmar que: El número de oxidación está dado por el número de electrones que el átomo cede, gana o comparte en una unión química. En la práctica, por razones fundamentalmente operativas, al número de oxidación se le asigna un valor positivo o negativo, de modo que en los compuestos iónicos el número de oxidación coincide con su carga eléctrica, mientras que en los compuestos covalentes es la carga que tendría el ión en el supuesto de que las uniones fuesen iónicas. En suma, se puede establecer que, en la práctica, el estado o número de oxidación de un elemento corresponde a la carga que tendría un átomo en un compuesto, suponiendo que todas las uniones de ese átomo fuesen iónicas. El número de oxidación que corresponde a cada elemento químico se establece teniendo en cuenta las siguientes reglas: 1. El número de oxidación de cualquier sustancia simple es cero: H2 = 0; O2 = 0; N2 = 0; S = 0; Na = 0; Al = 0; Fe = 0. 2. El número de oxidación del hidrógeno en un compuesto químico es +1, excepto en los hidruros metálicos donde se le asigna el valor -1.: H2O (agua): H = +1; HNO3 (ácido nítrico): H = +1; NaOH (hidróxido de sodio): H= +1; NaH (hidruro de sodio): H = -1. 3. El número de oxidación del oxígeno en un compuesto es -2, excepto en los peróxidos donde es -1: H2O (agua): O = -2; CO2 (dióxido de carbono): O = -2; Na2O (óxido de sodio): O =-2; H2O2 (peróxido de hidrógeno): O = -1. 4. El número de oxidación de los iones monoatómicos (cationes o aniones) es igual a su carga: Na+ = +1; Ca+2 = +2; Al+3 = +3; Cl- = -1; O-2 = -2; N-3 = -3 5. La suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que forman un compuesto, multiplicado por la cantidad de átomos de cada uno de ellos, debe ser igual a cero: CCl4: (C = +4) + (Cl = -1)x4 = 4 – 4 = 0 HNO3: (H = +1) + (N = +5) + (O = -2)x3 = 1 + 5 – 6 = 0 CaO: (Ca = +2) + (O = -2) = 2 – 2 = 0 Los estados de oxidación más frecuentes de los elementos de la Tabla Periódica son los siguientes: Ejemplo: Calcular el estado de oxidación del Br en HBr y Br2O7. Esto lo vamos a resolver teniendo en cuenta las reglas que vimos antes. HBr: Podemos aplicar la regla nº 1 que dice que el hidrógeno siempre tiene estado de oxidación +1 (excepto en hidruros metálicos). Como el Br es un no metal, en este compuesto el H actúa con estado de oxidación +1. Luego, aplicaremos la regla nº 5 que indica que la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que forman un compuesto, multiplicado por la cantidad de átomos de cada uno de ellos, debe ser igual a cero: Entonces podemos asignarle al bromo un estado de oxidación X (desconocido) y escribir la siguiente ecuación: (H = +1) + (Br = X ) = 0 → 1 + X = 0 Si resolvemos llegamos a la conclusión de que el estado de oxidación del Bromo en HBr es -1. Br2O7: Podemos empezar aplicando la regla nº 2 que dice que el oxígeno siempre tiene estado de oxidación -2 (excepto en los peróxidos, pero este no es el caso). Luego, aplicaremos la regla nº 5 que indica que la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que forman un compuesto, multiplicado por la cantidad de átomos de cada uno de ellos, debe ser igual a cero: Entonces podemos asignarle al bromo un estado de oxidación X (desconocido) y escribir la siguiente ecuación: (Br = X)x2 + (O = -2)x7 = 0 → 2X – 14 = 0 Si resolvemos llegamos a la conclusión de que el estado de oxidación del Bromo en HBr es +7 Actividad de aplicación Determine el estado de oxidación del: a. Manganeso en: MnO y MnO2 b. Nitrógeno en: N2, NO2 y NO c. Azufre en: H2S, SO3 y S8. d. Cloro en: HCl, Cl2O y Cl2O5.
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