Diferencia entre el número de oxidación y la valencia

Diferencia principal - Número de oxidación vs valencia

El número de oxidación y la valencia están relacionados con los electrones de valencia de un átomo. Los electrones de valencia son los electrones que ocupan las capas externas u orbitales de un átomo. Como estos electrones se atraen débilmente hacia el núcleo, pueden perderse o compartirse fácilmente con otros átomos. Esta pérdida, ganancia o intercambio de electrones hace que un átomo particular tenga un número de oxidación y valencia. La principal diferencia entre el número de oxidación y la valencia es que el número de oxidación es la carga del átomo central de un compuesto de coordinación si todos los enlaces alrededor de ese átomo fueran enlaces iónicos, mientras que la valencia es el número máximo de electrones que un átomo puede perder, ganar o compartir para volverse estable.

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es el número de oxidación?
      - Definición, Cálculo, Representación, Ejemplos.
2. Que es valencia
      - Definición, Cálculo, Representación, Ejemplos.
3. ¿Cuál es la diferencia entre el número de oxidación y la valencia?
      - Comparación de diferencias clave

Términos clave: Principio de Aufbau, Compuesto de coordinación, Enlaces iónicos, Regla de octeto, Número de oxidación, Electrones de valencia, Valencia

¿Qué es el número de oxidación?

El número de oxidación es la carga del átomo central de un compuesto de coordinación si todos los enlaces alrededor de ese átomo fueran enlaces iónicos. Los complejos de coordinación casi siempre están compuestos de átomos de metales de transición en el centro del complejo. Este átomo de metal está rodeado de grupos químicos que se llaman ligandos. Estos ligandos tienen pares de electrones solitarios que pueden compartirse con átomos metálicos para formar enlaces de coordinación. Después de la formación del enlace de coordinación, es similar a un enlace covalente. Esto se debe a que los dos átomos en los enlaces de coordinación comparten un par de electrones, al igual que un enlace covalente. Sin embargo, el número de oxidación del átomo central de metal se calcula considerando los enlaces de coordinación como enlaces iónicos..

Para formar enlaces de coordinación, el átomo de metal debe tener orbitales vacíos. La mayoría de los metales de transición están compuestos por orbitales d vacíos. Por lo tanto, pueden actuar como el átomo central metálico de los complejos de coordinación. El número de oxidación del átomo central está representado por números romanos. El número romano da la carga del átomo central, y se incluye entre paréntesis. Por ejemplo, si el número de oxidación de un hipotético átomo metálico "M" es 3, el número de oxidación se da como M (III).

Consideremos un ejemplo para encontrar el número de oxidación. La estructura de un ion de coordinación se da a continuación..

Figura 01: trans- [CoCl2 (NH3) 4]+

En el ion de coordinación anterior, la carga global es +1; por lo tanto, la suma de las cargas de los ligandos y el átomo central debe ser igual a +1. Típicamente, los átomos de cloro tienen carga -1 y NH₃ son neutrales.

+1 = (Carga del átomo de cobalto) + (carga de 2 átomos de Cl) + (carga de 4 NH₃)

+1 = (Carga del átomo de cobalto) + (-1 x 2) + (0 x 4)

Por lo tanto,

Carga del átomo de cobalto = (+1) - (-2) + (0)

                                             = (+3)

De ahí el número de oxidación de Cobalto = Co (III)

Que es valencia

La valencia es el número máximo de electrones que un átomo puede perder, ganar o compartir para estabilizarse. Para metales y no metales, el Regla del octeto Describe la forma más estable de un átomo. Dice que, si el número de la capa más externa de un átomo está completamente lleno con ocho electrones, esa configuración es estable. En otras palabras, si los suborbitales syp están completamente llenos con ns²notario público⁶, es estable Naturalmente, los átomos de gas noble tienen esta configuración electrónica. Por lo tanto, otros elementos necesitan perder, ganar o compartir electrones para obedecer la regla del octeto. El número máximo de electrones involucrados en este proceso de estabilización se llama la valencia de ese átomo.

Como ejemplo, si consideramos el elemento de silicio, la configuración electrónica es 1s²2s²2p⁶3s²3p². La capa más externa es n = 3. El número de electrones en esa capa es 4. Por lo tanto, debe obtener 4 electrones más para completar el octeto. En general, el silicio puede compartir 4 electrones con otros elementos para completar el octeto..

El diagrama orbital de silicio.,

Un reordenamiento de los electrones se produce antes de la compartición..

Entonces se produce el intercambio de electrones..

En el diagrama orbital anterior, las flechas de color rojo representan los electrones compartidos por otros elementos. Dado que el átomo de silicio debe compartir 4 electrones para estabilizarse, la valencia del silicio es 4. 

Pero para los elementos de metales de transición, la valencia suele ser 2. Esto se debe a que los electrones se llenan hasta los orbitales de acuerdo con los niveles de energía de esos orbitales. Por ejemplo, según el Principio de aufbau, la energía del orbital 4s es menor que la del orbital 3d. Luego, los electrones se llenan primero al orbital 4s y luego al orbital 3d. Como la valencia se define para los electrones en el orbital más externo, los electrones en el orbital 4s son la valencia de ese átomo. Si consideramos el hierro (Fe), la configuración electrónica es [Ar] 3d⁶4s². Por lo tanto la valencia del hierro es 2 (2 electrones en 4s).²). Pero a veces, la valencia del hierro se convierte en 3. Esto es porque el 3d⁵ la configuracion electronica es mas estable que 3d⁶. Por lo tanto, eliminar un electrón más junto con 4s electrones estabilizará más el hierro..

Diferencia entre el número de oxidación y la valencia

Definición

Número de oxidación: El número de oxidación es la carga del átomo central de un compuesto de coordinación si todos los enlaces alrededor de ese átomo fueran enlaces iónicos.

Valencia: La valencia es el número máximo de electrones que un átomo puede perder, ganar o compartir para estabilizarse..

Solicitud

Número de oxidación: Se aplica número de oxidación para complejos de coordinación..

Valencia: La valencia se utiliza para cualquier elemento..

Cálculo

Número de oxidación: El número de oxidación se puede calcular considerando los ligandos y la carga general del complejo de coordinación.

Valencia: La valencia se puede determinar obteniendo la configuración electrónica..

Representación

Número de oxidación: El número de oxidación se da en números romanos que están entre paréntesis.

Valencia: La valencia se da en números hindú-árabes..

Conclusión

Aunque la definición de valencia dice que es el número máximo de electrones utilizados en la unión, los elementos de transición pueden tener diferentes valencias. Esto se debe a que los metales de transición se pueden estabilizar eliminando diferentes números de electrones. Además, los átomos centrales en los complejos de coordinación pueden tener diferentes números de oxidación según los ligandos que están unidos al átomo.

Referencias:

1. "Números de oxidación". Chemed. N.p., n.d. Web. Disponible aquí. 20 de julio de 2017. 
2.Helmenstine, Anne Marie. “¿Qué es la valencia en química?” ThoughtCo. N.p., n.d. Web. Disponible aquí. 20 de julio de 2017.