En el apartado 3.6 del tema 3 de la unidad 1, dedicado al estudio de la tabla y las propiedades periódicas, se aborda el concepto de número de oxidación, que posteriormente se completa al estudiar el enlace covalente y la polaridad molecular.

Seguro que recuerdas que cada átomo de un compuesto se caracteriza por un estado de oxidación, debido a los electrones ganados o perdidos (totalmente en los enlaces iónicos, parcialmente en los enlaces covalentes) con respecto al átomo aislado. El número que indica este estado se llama número de oxidación (estado de oxidación o índice de oxidación) del elemento en dicho compuesto.

El numero de oxidación se puede definir como la carga eléctrica formal (es decir, que puede no ser real) que se asigna a un átomo en un compuesto. Su asignación se hace teniendo en cuenta que:

El número de oxidación de:

• un elemento libre (H₂, I₂, Al, P₄, S₈ ...) es cero.
• un ión monoatómico (Cl^-, Na⁺, Al³⁺, S^2- ...) es igual a la carga del ión.
• los metales alcalinos es +1 y de los metales alcalinotérreos es +2.
• los halógenos en los haluros es -1.
• el hidrógeno en la mayoría de los compuestos (H₂O, Ca(OH)₂, H₂SO₄ ...) es +1, excepto en los hidruros metálicos (NaH, CaH₂ ...), en los que es -1.
• el oxígeno en la mayoría de los compuestos (H₂O, HNO₃, CO₂ ...) es -2, excepto en los peróxidos (H₂O₂), en los que es -1.

La suma algebraica de los números de oxidación de todos los elementos debe ser:

• cero en un compuesto neutro (MnO₂, HNO₂, K₂Cr₂O₇ ...).
• igual a la carga del ion en un ion poliatómico (SO₃^2-, NH₄⁺ ...).

Estas reglas no son del todo arbitrarias. Están basadas en la suposición de que un enlace polar se puede extrapolar a un enlace iónico. Con esta idea, se supone que en los compuestos con enlaces covalentes los electrones de enlace pertenecen formalmente al átomo más electronegativo (lo que no es real). En el caso de sustancias simples moleculares (Cl₂, O₂ etc), como los átomos tienen la misma electronegatividad la carga formal de cada uno debe ser cero.

En la tabla tienes los números de oxidación más habituales de los elementos. Están relacionados con su situación en la tabla periódica y con las característias de los enlaces que forman, como ya viste en la unidades 1 y 2: por ejemplo, en los alcalinotérreos -grupo 2- es +2 porque como tienen dos electrones en la capa más externa tienen tendencia a perderlos para alcanzar la estructura de gas noble.

Imagen 5 Elaboración propia

Valencia y número de oxidación

Por otra parte, hay que distinguir valencia de número de oxidación. Fíjate en el NaNO₂ y en el NH₃. En ambos el nitrógeno tiene valencia III (forma tres enlaces covalentes), pero su número de oxidación es +3 en el nitrito de sodio y -3 en el amoniaco.