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Para representar una sustancia química
utilizamos las fórmulas químicas,
que nos indican los átomos que la forman así como el número o
proporción de estos átomos en dicha sustancia.
La fórmula del agua, H2O, nos informa
de que está formada de hidrógeno y oxígeno, y además que por cada átomo de
oxígeno tenemos dos átomos de hidrógeno.
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Porque así consiguen más estabilidad.
Cuando se estudian las configuraciones electrónicas de los átomos se ve
que los electrones del nivel de valencia (la última capa) tienen una importancia especial ya que son
los que
participan en la formación de los enlaces y en las reacciones químicas.
También estudiaste que los gases nobles tienen gran estabilidad, y eso se debe a que tienen las capas electrónicas completas. Pues bien, tener las capas electrónicas
completas será la situación a la que tiendan la mayoría de los átomos a la hora de
formar enlaces, o lo que es lo mismo a la hora de formar compuestos.
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Los
átomos pueden conseguir configuración de gas noble de tres formas: ganando, perdiendo o compartiendo electrones con otros átomos.
En los elementos
de los grupos representativos (alcalinos, alcalinoterreos,
grupo del B, grupo del C, grupo del N, calcógenos y halógenos) el nivel de valencia se
completa con ocho electrones. Los átomos con pocos electrones de valencia (alcalinos ,
alcalinotérreos, etc.) tenderán a perderlos dando lugar a iones positivos
(cationes) y formando en general compuestos iónicos. Los átomos con muchos
electrones de
valencia (halógenos, calcógenos, etc.) tenderán a ganarlos dando lugar a iones
negativos (aniones), formando con los metales compuestos iónicos, pero con los
no metales compuestos covalentes.
Los átomos con
un número
intermedio de electrones (el más característico es el grupo del carbono) tenderán
a compartir electrones con otros átomos dando lugar a compuestos covalentes.
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Los compuestos son eléctricamente
neutros, excepto los iones cuando los formulemos separadamente. Es decir, la carga que
aporten todos los átomos de un compuesto tiene que ser globalmente nula, debemos
tener en un compuesto tantas cargas positivas como negativas.
Pero para saber cuál es la carga que aporta cada átomo vamos a emplear un
concepto muy útil que se llama número de oxidación.
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El
número de oxidación es un número entero que representa el
número de electrones que un átomo pone en
juego cuando
forma un compuesto determinado.
El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte
con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y será
negativo cuando el átomo gane electrones, o los comparta con un átomo que
tenga tendencia a cederlos.
El número de oxidación se escribe en números romanos
(recuérdalo cuando veamos la nomenclatura de Stock): +I, +II, +III, +IV, –I, –II,
–III, –IV, etc. Pero en esta página también usaremos caracteres arábigos para
referirnos a ellos: +1, +2, +3, +4, –1, –2, –3, –4 etc., lo que nos facilitará
los cálculos al tratarlos como números enteros.
En los iones monoatómicos la carga
eléctrica coincide con el número de oxidación. Cuando nos refiramos al número de
oxidación el signo + o – lo escribiremos a la izquierda del número, como en
los números enteros. Por otra parte la carga de los iones, o número de carga, se debe escribir con
el signo a la derecha del dígito: Ca2+ ión calcio(2+), CO32–
ión carbonato(2–).
¿Será tan complicado saber cuál es el número de oxidación que le
corresponde a cada átomo? Pues no, basta con conocer el número de
oxidación de los elementos que tienen un único número de oxidación, que son
pocos, y es muy fácil deducirlo a partir de las configuraciones electrónicas.
Estos números de oxidación aparecen en la tabla siguiente. Los números de oxidación
de los demás elementos los deduciremos de las fórmulas o nos los indicarán en
el nombre del compuesto, así de fácil.
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