NÚMEROS D' OXIDACIÓ

 

Busca l' oxigen en la pestanya d' orbitals de la ptable i sel·lecciona'l per a observar la configuració electrònica que té i com es distribueixen (ho veus en el diagrama de caixes que està en la part central dalt de la taula periòdica) en el orbitals de l' última capa (coneguda com capa de valència).

 

Què és lo més fácil (lo que li costa menys energia) que pot fer un àtom d' oxigen per a satisfer la regla de l' octet? Guanyar dos electrons. Si guanya 2 electrons aconsegueix tenir-ne 8 en l' última capa (en aquest cas la corresponent a n = 2) i això fa que siga més estable. Si guanya dos electrons, quina será la càrrega "neta" de l' ió en el que es convertirá? -2.

 

Observa el número que hi ha baix del símbol de l' oxigen en la pestanya indicada de la ptable: -2. Aquest és el seu número d' oxidació. Te n' adones que:

• si necessita guanyar electrons: el seu número d' oxidació será negatiu.
• si necessita cedir electrons: el seu número d' oxidació será positiu.

Fes-li una ullada als números d' oxidació dels elements químics de la taula periòdica. La majoria d' ells només en tenen un posible. Però alguns en poden tenir varis. Posem, per exemple, el ferro. Veiem que pot tenir 2 possibles números d' oxidació: +2 i +3. Per què?

 

Lo que dota de major estabilitat a un element químic és tenir l' última capa plena amb tots els electrons que hi caben (8). Però això, en ocasions, "costa" massa energía, perquè serien masses els electrons que s' haurien de guanyar o de perdre. A vegades, hi ha situacions "intermitjes" que fan que l' àtom d' un element químic puga ser més estable que en el seu estat neutre, tot i que no tant com seria si satisfera la regla de l' octet. Aquestes situacions intermitjes poden ser:

• tenir tota l' última capa semiplena; és a dir, amb un únic electró en cada orbital.
• tenir una subcapa en l' última capa semiplena.
• tenir una subcapa en l' última capa totalment buida.

Observa la configuració electrónica del ferro i com es distribuiexen els seus electrons. Quines opcions té:

• per a quedar amb la tercera capa totalment plena hauria de guanyar 4 electrons. Però això li costaría molta energía. Pensa que una vegada haguera guanyat algún electró, guanyar-ne més li costarà més perquè serà un anió, un ió negatiu, i les càrregues elèctriques del mateix signe es repel·len. Per tant, en la pràctica, això no passarà.
• podria optar per a cedir els 6 electrons dels orbitals 3d. Però per a arrancar 6 electrons fa falta molta energia també. De manera, que en la pràctica, això tampoc passarà.
• podria cedir un electró de l' orbital 3d que en té dos i un de l' orbital 4s. Així es quedaria amb dos orbitals semiplens i només li costaria dos electrons. Això sí que pot passar i justifica el número d' oxidació +2.
• podria també cedir un electró de l' orbital 3d que en té dos i els dos de l' orbital 4s. Així no quedaria cap electró en la quarta capa i l' orbital 3d semiple. És un preu raonable, algo "més car que cedir-ne 2 d' electrons", però li confereix un carácter més estable. Així també passa i justifica el número d' oxidació +3.

Quan es combinen l' oxigen (amb número d' oxidació -2) i el ferro (amb número d' oxidació +3) formen el compost del que en veiem la fórmula en la part superior de l' entrada: Fe2O3. el qual s' anomena:

• triòxid de diferro (en la nomenclatura sistemática)
• òxid de ferro (III) (en la nomenclatura d' Stock)
• òxid fèrric (en la nomenclatura tradicional)

Per tant, per a justificar tots els possibles números d' oxidació hem de veure que li passa a nivel de distribució d' electrons en capes i subcapes del/s últim/s nivel/s a l' element químic considerat.

 

Per exemple, els principals números d' oxidació del nitrogen son -3, +3 i +5. Però, tot i que son menys probables (tant menys que ni tan sols apareixen en la ptable, però sí en altres taules periòdiques) també pot tenir números d' oxidació +1, +2 i +4 . Si volguera justificar tots els seus possibles números d' oxidació ho faria de la següent manera.

TASCA: seguint un procediment semblant que el que es mostra pel nitrogen justifica els possibles números d' oxidació dels següents elements químics: sodi, magnesi, sofre i  clor. Envia'm fotos de la tasca abans de la data i hora indicades. Ànims!