¿Cuál debería ser el estado de oxidación del oxígeno en el HOF (ácido hipofluoroso)?

Question

¿Cuál debe ser el estado de oxidación del oxígeno en $\ce{HOF}$ (ácido hipofluoroso)?

Las fuentes en internet me han confundido. La mayoría afirma que su estado de oxidación es 0, mientras que otras afirman que es -2 (considerando que el estado de oxidación del flúor es +1, lo que me resulta un poco sorprendente, ya que es el elemento más electronegativo de la tabla periódica).

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Fuente que indica que el estado de oxidación es -2:

J. Chem. Educ. 1972 , 49 (4), 299 :
Las dos posibilidades planteadas en la Nota son (1) asignar hidrógeno +1, oxígeno -2 y flúor +1 o (2) asignar H +1, oxi- gen 0 y flúor -1. Sobre la base de que $\ce{HOF}$ es un potente agente oxidante, la conclusión a la que se llega en la Nota es que debe favorecerse (1).

Otras fuentes indican que el estado de oxidación es 0:

• Yahoo Respuestas
• Respuestas.com

Answer 1

Hasta la (reciente) redefinición de la IUPAC, el concepto de estados de oxidación no estaba tan bien definido como cabría esperar. He tratado los problemas de la versión antigua y esbozado la nueva definición con más detalle en una respuesta a Consideraciones sobre la electronegatividad en la asignación de estados de oxidación .

Al aplicar el definición oficial anterior a 2016 (a través de Internet Archive) del libro de oro de la IUPAC, entonces hay que asignar $\text{OS}(\ce{H}) = +1$ ya que no es un compuesto con un metal, $\text{OS}(\ce{O}) = -2$ ya que no es un compuesto de peróxido, y dejando el perturbador $\text{OS}(\ce{F})= \color\red{+1}$ .

Siguiendo con la descripción alternativa basada en la electronegatividad, aún asignará $\text{OS}(\ce{H}) = +1$ ya que tiene la electronegatividad más baja. A continuación se asigna $\text{OS}(\ce{F})= -1$ debido a su mayor electronegatividad. Esto deja un estado de oxidación de $\text{OS}(\ce{O}) = 0$ .

Esta asignación se corresponde con la definición de 2016, cuya versión resumida es: El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo tras la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares. La definición se refiere al uso de las electronegatividades de Allen (véase Pure Appl. Chem. 2016, 88 (8), 831-839 para más detalles). En consecuencia, la aproximación heteronuclear da como resultado:

Los verdaderos cargos son, por supuesto, algo completamente diferente. Basándome en un cálculo DF-BP86/def2-SVP realicé algunos análisis de población con Multiwfn 3.4.1 (existe una versión más reciente) . Los cargos NBO se han tomado de una versión anterior de esta respuesta, pero desde entonces he perdido el acceso al programa y los archivos utilizados.

\begin{array}{lrrr}\hline \text{Method} & \ce{H} & \ce{O} & \ce{F} \\\hline \text{Hirshfeld} & +0.18 & -0.10 & -0.09 \\ \text{ADCH} & +0.38 & -0.29 & -0.09 \\ \text{VDD} & +0.18 & -0.10 & -0.09 \\ \text{Mulliken} & +0.20 & -0.06 & -0.15 \\ \text{Löwdin} & +0.09 & +0.01 & -0.10 \\ \text{Becke} & +0.38 & -0.21 & -0.17 \\ \text{ADC Becke} & +0.38 & -0.29 & -0.09 \\ \text{CM5} & +0.35 & -0.26 & -0.08 \\\hline \text{QTAIM} & +0.61 & -0.44 & -0.17 \\\hline \text{NBO} & +0.45 & -0.32 & -0.12 \\\hline \end{array}

Answer 2

En mi opinión, el estado de oxidación será cero, ya que el flúor es el elemento más electronegativo y nunca mostrará un estado de oxidación positivo. Su estado de oxidación máximo es cero.

Answer 3

$\ce{F}$ es el elemento más electronegativo, por lo que su estado de oxidación es siempre -1, excepto en $\ce{F2}$ donde es cero. Por lo tanto, en $\ce{HOF}$ , $\ce{H}$ tiene +1, $\ce{O}$ tiene cero y $\ce{F}$ tiene -1 estados de oxidación. No hay manera $\ce{F}$ nunca tendrá estado de oxidación +1. En $\ce{OF2}$ (fluoruro de oxígeno, y no óxido de flúor) $\ce{O}$ tiene un estado de oxidación +2.

Answer 4

$\ce{H}$ es menos electronegativo que $\ce{O}$ así que finges que los electrones en el $\ce{H-O}$ vínculo "pertenecen" a $\pu{O}$ ; $\ce{H}$ es $+1$ . Por un razonamiento similar, $\ce{F}$ es $-1$ .
Se puede calcular el número de oxidación de $\ce{O}$ ya sea contando electrones, o utilizando el hecho de que la suma de todos los números de oxidación de cualquier especie química tiene que dar la carga de esa especie, que en este caso, por supuesto, es $0$ .