Estado de oxidación del flúor en HOF

Question

¿Cuál debería ser el estado de oxidación de $\ce{F}$ en $\ce{HOF}$?

Dado que el flúor es el elemento más electronegativo en la tabla periódica, debería ser $-1$. Pero cuando busqué en Google, encontré que muchas fuentes dicen que es $+1$ basándose en el hecho de que es un agente oxidante.

¿Existe alguna manera teórica en la que podamos predecir su número de oxidación o al menos explicar esta anomalía?

Answer 1

No hay ninguna anomalía aquí. El estado de oxidación del flúor en $\ce{HOF}$ es $\mathrm{-I}$ como dice la teoría. El del hidrógeno es $\mathrm{+I}$. Esto deja al oxígeno con un estado de oxidación de $\mathrm{\pm 0}$.

Ese último hecho es de donde proviene el poder oxidativo. El oxígeno, el segundo elemento más electronegativo en la tabla periódica, tiene el mismo estado de oxidación que en forma molecular. También está unido a un flúor aún más electronegativo. Incluso en el peróxido de hidrógeno, el oxígeno sería más reducido. Por lo tanto, cualquier reacción de $\ce{HOF}$ implica que oxígeno gane electrones, no flúor.

Recuerda que muchas fuentes en internet pueden estar equivocadas.

Answer 2

Mientras estoy de acuerdo con el resultado de la asignación de números de oxidación de Jan, es muy necesario señalar que esta no es la única asignación posible, (probablemente aún) ni siquiera la más común.

También estoy de acuerdo en que las fuentes en Internet pueden estar equivocadas, pero en el momento en que Jan estaba escribiendo su respuesta, la fuente más autorizada, la propia IUPAC, estaba equivocada en su definición. En 2016 las reglas oficiales cambiaron, lo cual he discutido en una respuesta a Consideraciones sobre la Electronegatividad en la Asignación de Estados de Oxidación.

Antes de 2016 las reglas oficiales de la IUPAC asignaban efectivamente $\mathbf{+1}$ a flúor. Esto es contrario a la intuición, como mencionaste, pero así es como la aplicación estricta de las reglas nos lo da. Para mí, esta es una de las fallas más perturbadoras de estas reglas. Lo que llamaste una anomalía se debe de hecho a un conjunto incompleto de reglas.
He presentado las diferentes asignaciones posibles en mi respuesta a ¿Cuál debería ser el estado de oxidación del oxígeno en el HOF (ácido hipofluoroso)?.

Afortunadamente, esta falla ha sido (recientemente) abordada en la nueva definición más comprensiva. En resumen, es: El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares.
Con esto, efectivamente asignarías $-1$ a flúor, $+1$ a hidrógeno y $0$ a oxígeno.

Sin embargo, se debe tener en cuenta que hay dos sistemas que producen resultados contradictorios. Espero que las reglas antiguas estén presentes en libros de texto populares durante bastante tiempo, por lo que esta respuesta puede servir como referencia para el problema.

Una falla general de todos los sistemas que asignan números de oxidación es que no hay realmente una forma correcta de hacerlo. Esto es especialmente cierto si se intenta considerar los números de oxidación fraccionarios, que aún no están realmente cubiertos en la nueva definición. Los estados/números de oxidación no son algo que se pueda medir, por lo tanto, también no hay una forma única de predecirlos correctamente. Fueron introducidos como una herramienta para entender mejor y realizar un seguimiento de los cambios en la densidad de carga. Usualmente no se acercan a cargas parciales medidas o calculadas y a menudo simplifican demasiado las situaciones de enlace de las moléculas.

¿Significa esto que debemos abandonar el concepto? No. Es una herramienta muy útil, especialmente al considerar reacciones redox. Te brinda un marco formal para hacer un seguimiento de una reacción y hacer predicciones simples. Con el nuevo y mucho más comprensivo marco, la asignación se volvió menos ambigua y más acorde con la intuición química.

Answer 3

Sí. El flúor es -1, el oxígeno 0 y el hidrógeno +1. La suma de todos los estados de oxidación para una molécula neutral tiene que ser igual a 0.