Hay una gran cantidad de tablas periódicas por ahí, y ya he agregado a la pila con una tabla periódica de datos previamente. El post de hoy es otra variación del tema: una tabla periódica que muestra los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Estaba buscando uno de estos la semana pasada, por interés, y no pude encontrar uno que presentara la información de una manera fácil de comprender. Para tratar de resolver eso, hice la mesa que puedes ver en la parte superior del poste aquí.
Para los no químicos, probablemente valga la pena aclarar exactamente lo que entendemos por «estado de oxidación». En realidad, este es un concepto bastante fácil de usar para los químicos, pero difícil de definir. Es esencialmente un número asignado a un elemento en un compuesto, y (a un nivel básico) denota el número de electrones que se han eliminado o agregado a ese elemento. Un elemento que no se combina con otros elementos diferentes tiene un estado de oxidación de 0, porque no ha tenido electrones añadidos o eliminados.
Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. Esto puede parecer al principio contra-intuitivo, pero recuerde que los electrones están cargados negativamente. La eliminación de cargas negativas de un átomo resulta, por lo tanto, en un estado de oxidación positivo. De manera similar, la adición de electrones resulta en un estado de oxidación negativo. La suma de todos los estados de oxidación de los diversos elementos en un compuesto debe ser cero.
Si su única experiencia de química es de vuelta en la escuela, es posible que recuerde el concepto de iones: átomos que han ganado o perdido electrones para formar iones cargados positiva o negativamente. Por ejemplo, el sodio (Na) puede perder un electrón para formar iones de sodio (Na+). Estos tienen un estado de oxidación de +1, el mismo que la carga en el ion. De manera similar, el hierro (Fe) puede perder dos electrones para formar el ion Fe2+, o perder tres electrones para formar el ion Fe3+. Estos tienen números de oxidación de +2 & +3, respectivamente. Con un ion de cloro (un átomo de cloro que ha ganado un electrón, Cl–), el número de oxidación sería -1.
El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos, es simplemente el elemento en su forma elemental. Como muestra la tabla, la presencia de los otros estados de oxidación varía, pero sigue algunos patrones. Los estados de oxidación comunes de todos los metales de la tabla periódica son todos positivos. Todos los no metales de la tabla, por otro lado, tienen al menos un estado de oxidación negativo común. Los metales en bloque d, mostrados en la tabla en amarillo, tienen la gama más amplia de estados de oxidación.
Los átomos del mismo elemento con diferentes estados de oxidación pueden tener diferentes propiedades. El más obvio de ellos desde una perspectiva externa es el color, hábilmente ilustrado por los elementos del bloque d. La mayoría de estos tienen un puñado de estados de oxidación comunes, y se distinguen por sus diferentes colores. El origen de estos diferentes colores se explica en un post anterior en el sitio aquí.
Esta ha sido la introducción más corta al estado de oxidación, pero esperemos que sea suficiente para desmitificar al menos parcialmente el gráfico anterior para los no químicos. Ciertamente, hay margen para un futuro post que explique los estados de oxidación, y cómo resolverlos, con más detalle. Mientras tanto, puede descargar este gráfico en PDF a continuación o comprarlo como póster aquí.
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