Significado de Número de oxidación
Locución sustantiva masculina. De «número» (del latín numerus) y «oxidación» (de «óxido», voz acuñada en la química del siglo XVIII).
El número de oxidación es el valor, positivo o negativo, que se asigna a un átomo en un compuesto para indicar la carga que tendría si todos sus enlaces fueran iónicos.
No siempre coincide con una carga real: en los enlaces covalentes es una carga formal, útil para seguir el rastro de los electrones a lo largo de una reacción.
Qué es el número de oxidación
En un compuesto iónico, como la sal común, el número de oxidación coincide con la carga real de cada ion: +1 para el sodio, −1 para el cloro. En un compuesto covalente, en cambio, los átomos no ganan ni pierden electrones por completo, sino que los comparten de forma desigual; ahí, el número de oxidación es una carga formal, calculada como si el enlace fuera iónico y el electrón compartido perteneciera por entero al átomo más electronegativo.
Esa herramienta resulta especialmente útil para identificar las reacciones de oxidación-reducción, en las que unos elementos pierden electrones (se oxidan, y su número de oxidación aumenta) y otros los ganan (se reducen, y su número de oxidación disminuye). Comparar el número de oxidación de un mismo elemento antes y después de la reacción permite saber si ha actuado como agente oxidante o como agente reductor.
Para asignarlo se siguen unas reglas fijas, aplicadas en un orden concreto: primero se identifican los elementos libres y los iones monoatómicos, después se fijan los valores habituales del hidrógeno y el oxígeno, y por último se completa el cálculo exigiendo que la suma total sea cero en un compuesto neutro, o igual a la carga en un ion poliatómico.
El número de oxidación lo usa la química, sobre todo en el estudio de las reacciones redox y en la electroquímica, para nombrar compuestos y para ajustar ecuaciones químicas.
Origen de la expresión número de oxidación
«Número» procede del latín numerus. «Oxidación» se forma sobre «óxido», voz que entró en la química a partir del francés oxide, acuñada en el siglo XVIII para nombrar los compuestos del oxígeno con otros elementos.
El concepto de oxidación se limitó al principio a las reacciones con oxígeno, pero la química del siglo XX lo amplió a cualquier proceso en el que un átomo pierde electrones, aunque no intervenga el oxígeno; el número de oxidación se desarrolló como una herramienta de conteo formal para seguir ese tipo de cambios incluso en compuestos puramente covalentes.
Reglas para asignar el número de oxidación
| Regla | En qué consiste | Ejemplo |
|---|---|---|
| Elemento libre | Todo átomo de un elemento no combinado tiene número de oxidación 0. | El oxígeno en O₂; el hierro metálico. |
| Ion monoatómico | El número de oxidación coincide con la carga del ion. | El Cl⁻ tiene número de oxidación −1. |
| Hidrógeno | Casi siempre +1, salvo en los hidruros metálicos, donde es −1. | +1 en el H₂O; −1 en el NaH. |
| Oxígeno | Casi siempre −2, salvo en los peróxidos, donde es −1. | −2 en el H₂O; −1 en el H₂O₂. |
| Suma total | Es 0 en un compuesto neutro, o igual a la carga en un ion poliatómico. | En el H₂SO₄, el azufre resulta +6. |
Ejemplos de uso de número de oxidación
En el agua (H₂O), el hidrógeno tiene número de oxidación +1 y el oxígeno, −2.
En el ácido sulfúrico (H₂SO₄), el azufre alcanza un número de oxidación de +6.
En el ion permanganato (MnO4⁻), el manganeso tiene un número de oxidación de +7.
Una reacción de oxidación-reducción implica siempre que al menos un elemento cambie su número de oxidación.
El número de oxidación del sodio metálico es 0, porque no está combinado con ningún otro elemento.
Sinónimos y palabras relacionadas
Sinónimos: estado de oxidación, expresión equivalente y de uso frecuente en química.
Antónimos: no tiene antónimo, por tratarse de un valor numérico y no de una cualidad.
No es lo mismo que:
- Carga iónica: es la carga real de un ion en un compuesto iónico; el número de oxidación es, en los compuestos covalentes, una carga formal y no necesariamente real.
- Valencia: indica cuántos enlaces puede formar un átomo, sin especificar signo; el número de oxidación sí indica un signo, positivo o negativo.
- Número atómico: es el número de protones de un átomo, una propiedad fija del elemento; el número de oxidación cambia según el compuesto en el que se encuentre ese átomo.
Preguntas frecuentes sobre número de oxidación
¿Para qué sirve el número de oxidación?
Sobre todo para identificar y ajustar las reacciones de oxidación-reducción, siguiendo qué elementos ganan o pierden electrones, o los comparten de forma desigual, a lo largo de la reacción.
¿Cómo se calcula el número de oxidación del azufre en el ácido sulfúrico?
Sabiendo que el hidrógeno aporta +1 por átomo (dos átomos, +2 en total) y el oxígeno −2 por átomo (cuatro átomos, −8 en total), y que la suma debe ser 0 por tratarse de un compuesto neutro, el azufre debe valer +6 para que 2 + 6 − 8 = 0.
¿El número de oxidación es siempre una carga real?
No siempre: en los compuestos iónicos suele coincidir con la carga real de los iones, pero en los compuestos covalentes es una carga formal, útil para el cálculo, aunque los electrones se compartan y no se transfieran por completo.