Valencia frente a estado de oxidación
Aunque la valencia y el estado de oxidación de algunos átomos y grupos son similares en algunas ocasiones, es importante conocer las diferencias en estos términos.
Valencia
Según la definición de la IUPAC, la valencia es el "número máximo de átomos univalentes que pueden combinarse con el átomo". Eso significa que la valencia está dada por el número de enlaces que puede formar un átomo. El número de electrones de valencia que tiene un átomo determina la valencia de ese átomo. Los electrones de valencia son los electrones en un átomo que participan en la formación del enlace químico. Cuando se forman enlaces químicos, cualquiera de los átomos puede ganar electrones, donar electrones o compartir electrones. La capacidad de donar, ganar o compartir depende de la cantidad de electrones de valencia que tengan. Por ejemplo, cuando se está formando una molécula de H2, un átomo de hidrógeno cede un electrón al enlace covalente. Así, dos átomos comparten dos electrones. Entonces la valencia de un átomo de hidrógeno es uno. Los átomos o grupos univalentes como el hidrógeno y el hidroxilo tienen una valencia de uno, mientras que los átomos o grupos divalentes tienen una valencia de dos, etc.
Estado de oxidación
Según la definición de la IUPAC, el estado de oxidación es “una medida del grado de oxidación de un átomo en una sustancia. Se define como la carga que se podría imaginar que tiene un átomo”. El estado de oxidación es un valor entero y puede ser positivo, negativo o cero. El estado de oxidación de un átomo está sujeto a cambios tras la reacción química. Si el estado de oxidación aumenta, se dice que el átomo está oxidado, y si disminuye, el átomo ha sufrido una reducción. En la reacción de oxidación y reducción, los electrones se transfieren. En los elementos puros, el estado de oxidación es cero. Hay algunas reglas que podemos usar para determinar el estado de oxidación de un átomo en una molécula.
• Los elementos puros tienen un estado de oxidación cero.
• Para los iones monoatómicos, el estado de oxidación es el mismo que su carga.
• En un ion poliatómico, la carga es igual a la suma de los estados de oxidación de todos los átomos. Entonces, el estado de oxidación de un átomo desconocido se puede encontrar si se conoce el estado de oxidación de otros átomos.
• Para una molécula neutra, la suma de todos los estados de oxidación de los átomos es cero.
Aparte del método anterior, el estado de oxidación también se puede calcular utilizando la estructura de Lewis de una molécula. El estado de oxidación de un átomo viene dado por la diferencia entre el número de electrones de valencia que tiene un átomo si el átomo es neutro y el número de electrones que tiene el átomo en la estructura de Lewis. Por ejemplo, el carbono de metilo en el ácido acético tiene un estado de oxidación -3. En la estructura de Lewis, el carbono está unido a tres átomos de hidrógeno. Como el carbono es más electronegativo, los seis electrones de los enlaces pertenecen al carbono. El carbono hace que el otro se una con otro carbono; por lo tanto, dividen los dos electrones de enlace por igual. Entonces, todos juntos en la estructura de Lewis, el carbono tiene siete electrones. Cuando el carbono está en estado neutro, tiene 4 electrones de valencia. Entonces, la diferencia entre ellos hace que el número de oxidación del carbono sea -3.
¿Cuál es la diferencia entre valencia y estado de oxidación?
• La valencia viene dada por el número de enlaces que puede formar una especie.
• El estado de oxidación es la carga que puede tener un átomo o grupo.
