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viernes, 29 de agosto de 2025

Teorema. Carga o estado de oxidación de un elemento en un grupo

Factor de conversión

Teorema

Donde:

\( \overset{⇀}{Q}_i\) es la carga eléctrica molar de la sustancia i-ésima medida en culombios sobre mol (C/mol) o en equivalentes sobre mol (eq/mol) o en cargas elementales (e). Para moléculas es cero, pero si varía en iones poliatómicos.

\( \overset{⇀}{Q}_x\) es la carga eléctrica molar del elemento x-problema medida en culombios sobre mol (C/mol) o en equivalentes sobre mol (eq/mol) o en cargas elementales (e). Sus valores se obtienen de los estados de oxidación en la tabla periódica.

\(si_x\) es el subíndice del elemento x-problema en la fórmula molecular, no tiene unidades.

\( \overset{⇀}{Q}_k\) es la carga eléctrica molar del elemento k-conocido medida en culombios sobre mol (C/mol) o en equivalentes sobre mol (eq/mol) o en cargas elementales (e). Sus valores se obtienen de los estados de oxidación en la tabla periódica.

\(si_k\) es el subíndice del elemento k-conocido en la fórmula molecular, no tiene unidades.

Demostración

https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2025/04/demostracion-estado.de.oxidacion.de.un.elemento.en.una.molecula.html

Descripción

La carga molar de un elemento, entendida como el valor numérico y la dirección que corresponden a su estado de oxidación, puede organizarse en dos grandes categorías. La primera está conformada por aquellos casos que resultan fáciles de memorizar, dado que presentan una única posibilidad o una regularidad evidente. Entre ellos se encuentran el hidrógeno, el oxígeno, los alcalinos, los alcalinotérreos, así como el boro, el aluminio y el carbono, cuyos valores de oxidación se repiten de manera sistemática y rara vez generan ambigüedad. Estos elementos suelen enseñarse en los cursos introductorios como una base sólida para comprender la estequiometría y el balance de reacciones químicas.

El segundo grupo de elementos es más complejo, pues su estado de oxidación no se puede memorizar de forma sencilla. Dentro de esta categoría se encuentran, por ejemplo, el cloro, el azufre y el cromo, los cuales exhiben varios valores posibles dependiendo de la molécula o el ión poliatómico en el que se encuentren. Para este tipo de elementos no basta con la memorización, sino que se hace necesario aplicar un algoritmo de cálculo. Dicho procedimiento puede abordarse mediante factores de conversión, que permiten establecer relaciones numéricas paso a paso, o a través de su equivalente algebraico en el lenguaje simbólico de Viète, lo que brinda un marco más general y elegante para el cálculo de cargas.

Esta flexibilidad es fundamental para un entendimiento completo de la química de los elementos, ya que algunos estados de oxidación que no son comunes en la tabla periódica pueden surgir en condiciones específicas, como en compuestos menos frecuentes o en reacciones que implican elementos con estados de oxidación inusuales. Por ejemplo, el oxígeno puede presentar un estado de oxidación de +2 en compuestos con flúor, aunque su estado más frecuente es −2. Además, ciertos elementos de transición y actínidos pueden exhibir múltiples estados de oxidación, lo que aumenta la complejidad de las interacciones y reacciones químicas en las que están involucrados.

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