Qué es la valencia y por qué importa
La valencia de un elemento químico es el número que indica su capacidad para combinarse con otros átomos. Operativamente, te dice cuántos enlaces puede formar (o cuántos electrones puede ganar, perder o compartir) cuando construye un compuesto químico. Es uno de los conceptos más importantes de la historia de la tabla periódica y la base de toda la formulación inorgánica que se estudia en 4º de ESO y Bachillerato.
Sin entender valencias, no se puede formular ni un solo compuesto. Por eso, antes de aprender ningún tema de química inorgánica, hay que dominar las valencias de los 30-40 elementos más usados. Esta guía contiene la tabla completa, los métodos para deducirlas, los casos especiales que más caen en EBAU y un bloque final de ejercicios resueltos.
Origen del concepto: de Frankland a Lewis
El concepto de valencia lo introdujo el químico británico Edward Frankland en 1852, observando que cada elemento se combinaba con un número fijo de átomos de otros elementos. El hidrógeno se tomó como referencia (valencia 1). Frankland llamó a este número la “atomicidad” del elemento, y de ahí evolucionó al término moderno valencia.
Cuando, décadas más tarde, Gilbert N. Lewis propuso su modelo del enlace químico (1916), quedó claro el origen físico de la valencia: los átomos tienden a ganar, perder o compartir electrones para alcanzar la configuración electrónica de un gas noble (regla del octeto). Por tanto, la valencia no es un dato arbitrario: se deduce directamente de la configuración electrónica del elemento.
Valencia vs estado de oxidación: la diferencia clave
Esta es la duda más común en Bachillerato. Resumen rápido:
- Valencia: número sin signo. Indica cuántos enlaces puede formar el átomo. Es un concepto histórico.
- Estado de oxidación (o número de oxidación): número con signo (+ o −). Indica la carga eléctrica hipotética del átomo si todos sus enlaces fueran iónicos.
En la práctica, en problemas de formulación de 4º de ESO se usa indistintamente “valencia ±N”. En problemas de redox de 2º de Bachillerato, el término técnico correcto es estado de oxidación. Si tu calculadora de número de oxidación te dice “+2”, la valencia correspondiente es 2.
Tabla de valencias por grupos (las que tienes que saber)
Grupo 1: metales alcalinos
Todos tienen valencia +1. Pierden 1 electrón para parecerse al gas noble anterior. Son los más electropositivos de la tabla.
- Hidrógeno (H): +1 con no metales (HCl, H₂O); −1 con metales (NaH, CaH₂). Único caso de doble valencia en el grupo 1.
- Litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr): todos +1, sin excepciones.
Grupo 2: metales alcalinotérreos
Todos tienen valencia +2. Pierden 2 electrones.
- Berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba), radio (Ra): todos +2 invariable.
Grupo 13: del aluminio
Generalmente +3.
- Aluminio (Al): +3 (única, muy estable).
- Boro (B): +3, pero también puede ser −3 con metales.
- Galio (Ga), indio (In), talio (Tl): +3. El Tl también puede ser +1.
Grupo 14: del carbono
Valencias +4 y −4, con el +2 importante en estaño y plomo.
- Carbono (C): ±4 (CH₄, CO₂, CO con +2).
- Silicio (Si): ±4.
- Germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb): ±2 y ±4. Estaño (II/IV) y plomo (II/IV) son muy frecuentes en formulación.
Grupo 15: del nitrógeno
Valencias ±3 y ±5.
- Nitrógeno (N): −3 (NH₃), +1 (N₂O), +3 (HNO₂), +5 (HNO₃). El N tiene 4 valencias usuales: 1, 2, 3, 4, 5.
- Fósforo (P): ±3 y ±5. P₂O₃ y P₂O₅ son los óxidos típicos.
- Arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi): ±3 y +5.
Grupo 16: del oxígeno (calcógenos)
Valencia −2 principal con metales; positivas (+2, +4, +6) con oxígeno y halógenos.
- Oxígeno (O): −2 (regla general). Excepción 1: en peróxidos (H₂O₂, Na₂O₂) es −1. Excepción 2: en OF₂ (único caso) es +2.
- Azufre (S): −2 (H₂S), +2 (SO), +4 (SO₂), +6 (SO₃, H₂SO₄). Las 4 valencias entran en EBAU.
- Selenio (Se), teluro (Te): ±2, +4, +6.
Grupo 17: halógenos
Valencia −1 con metales (NaCl, KBr); positivas con O.
- Flúor (F): solo −1 (es el elemento más electronegativo, no hay nada que le quite el electrón).
- Cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I): −1, +1, +3, +5, +7. Las impares (+1, +3, +5, +7) aparecen en oxoácidos.
Grupo 18: gases nobles
Valencia 0 (inertes). Excepciones modernas:
- Xenón (Xe): puede formar XeF₂, XeF₄, XeF₆ (+2, +4, +6), XeO₃ (+6).
- Kriptón (Kr): KrF₂ (+2), descubierto en 1963.
- Helio, neón, argón: realmente inertes, no forman compuestos en condiciones normales.
Metales de transición: las valencias variables
Aquí es donde casi todos los estudiantes se atascan. Lista de las más preguntadas en formulación:
| Elemento | Valencias en formulación | Casos famosos |
|---|---|---|
| Hierro (Fe) | +2, +3 | FeO (+2), Fe₂O₃ (+3), Fe₃O₄ (mezcla) |
| Cobre (Cu) | +1, +2 | Cu₂O (+1), CuO (+2), CuSO₄ (+2) |
| Cinc (Zn) | +2 (única) | ZnO, ZnCl₂ |
| Plata (Ag) | +1 (única) | AgNO₃, Ag₂O |
| Oro (Au) | +1, +3 | AuCl, AuCl₃ |
| Mercurio (Hg) | +1 (como Hg₂²⁺), +2 | Hg₂Cl₂ (calomelanos), HgCl₂ |
| Manganeso (Mn) | +2, +4, +6, +7 | MnO₂ (+4), KMnO₄ (+7) |
| Cromo (Cr) | +2, +3, +6 | Cr₂O₃ (+3), K₂Cr₂O₇ (+6) |
| Cobalto (Co) | +2, +3 | CoCl₂, CoCl₃ |
| Níquel (Ni) | +2, +3 | NiO, NiOOH |
| Platino (Pt) | +2, +4 | PtCl₂, PtCl₄ |
Si dominas estas 11 transiciones, cubres el 95% de los ejercicios de Bachillerato.
Cómo deducir la valencia desde la configuración electrónica
Para entender, no para memorizar. Sigue esta lógica:
-
Configuración electrónica de la capa de valencia: te dice cuántos electrones tiene “fuera”. Por ejemplo, el sodio (Z=11) tiene capa de valencia 3s¹: solo 1 electrón fuera del [Ne]. Para acercarse a la configuración del neón (gas noble), le sobra ese 1 electrón → lo pierde → valencia +1.
-
Halógenos: capa de valencia ns² np⁵. Solo les falta 1 electrón para llenar la capa. Lo ganan → valencia −1.
-
Oxígeno: capa 2s² 2p⁴. Le faltan 2 electrones. Los gana → valencia −2.
-
Carbono: capa 2s² 2p². Está justo en medio: 4 electrones de valencia. Puede ganar 4 o perder 4 (o compartir). Por eso forma compuestos con ±4.
-
Metales de transición: el subnivel d se llena progresivamente, lo que permite múltiples valencias. Cuando un d⁵ o d¹⁰ es estable (semilleno o lleno), pueden saltar electrones del s al d, explicando configuraciones anómalas como en el cromo o cobre.
Para hacerlo rápido en la práctica, usa nuestra calculadora de configuración electrónica: te da la capa de valencia y de ahí deduces la valencia.
Cómo usar las valencias para formular un compuesto
El método del cruce de valencias (criss-cross) es el más usado en 4º de ESO:
- Escribe los dos elementos con sus valencias y signos: Al(+3) y O(−2).
- Intercambia los valores como subíndices: el 3 va al O y el 2 al Al → Al₂O₃.
- Simplifica si es posible (divide por mcd): aquí no hace falta.
- Verifica: 2 × (+3) + 3 × (−2) = 6 − 6 = 0 ✓.
Otros ejemplos:
- Fe(+3) + Cl(−1) → cruce → Fe₁Cl₃ → FeCl₃ (cloruro de hierro(III) o férrico).
- Ca(+2) + S(−2) → cruce → Ca₂S₂ → simplificar → CaS.
- Mg(+2) + N(−3) → cruce → Mg₃N₂ (nitruro de magnesio).
Casos especiales y trampas frecuentes en EBAU
El hidrógeno: una excepción permanente
El H tiene valencia +1 con no metales (HCl, H₂O, NH₃) pero −1 con metales (NaH, CaH₂). En los hidruros de metales alcalinos y alcalinotérreos siempre es −1. Esto cae en EBAU.
El oxígeno: dos excepciones únicas
- Peróxidos (H₂O₂, Na₂O₂, BaO₂): el O es −1 porque tiene un enlace O–O.
- OF₂ (único): el F es más electronegativo, así que el O cede electrones → +2.
En cualquier otro compuesto, el O es −2.
Los halógenos con oxígeno: valencias positivas
Cuando un halógeno se combina con oxígeno (más electronegativo), adopta valencia positiva:
- HClO: Cl es +1 (ácido hipocloroso).
- HClO₂: Cl es +3 (ácido cloroso).
- HClO₃: Cl es +5 (ácido clórico).
- HClO₄: Cl es +7 (ácido perclórico).
Esta serie es muy preguntada porque es regular para todos los halógenos (excepto F, que no forma oxoácidos estables).
Metales de transición con dos valencias
Reglas mnemotécnicas:
- Fe-roso (+2) vs fe-rrico (+3): la /-oso/ es la valencia menor.
- Cu-proso (+1) vs cú-prico (+2).
- Cobalt-oso/cobált-ico = +2/+3.
- Mercúr-oso/mercúr-ico = +1/+2.
El sufijo /-oso/ siempre es la valencia menor; /-ico/ la mayor. En nomenclatura Stock se especifica el número romano: hierro(II) = ferroso, hierro(III) = férrico.
Tabla rápida de valencias para imprimir
Esta es la tabla de valencias completa con todos los elementos que entran en la formulación inorgánica de ESO y Bachillerato. En negrita, la valencia más habitual de cada uno.
| Elemento | Símbolo | Valencias en formulación |
|---|---|---|
| Hidrógeno | H | +1, −1 (hidruros metálicos) |
| Litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, francio | Li, Na, K, Rb, Cs, Fr | +1 |
| Berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario, radio | Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra | +2 |
| Boro | B | +3 (−3 en boranos) |
| Aluminio | Al | +3 |
| Carbono | C | ±4, +2 |
| Silicio | Si | ±4 |
| Germanio, estaño, plomo | Ge, Sn, Pb | +2, +4 |
| Nitrógeno | N | ±3, +5 (además +1, +2, +4) |
| Fósforo, arsénico, antimonio | P, As, Sb | ±3, +5 |
| Oxígeno | O | −2 (peróxidos −1, OF₂ +2) |
| Azufre, selenio, telurio | S, Se, Te | −2, +2, +4, +6 |
| Flúor | F | −1 |
| Cloro, bromo, yodo | Cl, Br, I | −1, +1, +3, +5, +7 |
| Escandio, itrio | Sc, Y | +3 |
| Titanio | Ti | +2, +3, +4 |
| Vanadio | V | +2, +3, +4, +5 |
| Cromo | Cr | +2, +3, +6 |
| Manganeso | Mn | +2, +3, +4, +6, +7 |
| Hierro, cobalto, níquel | Fe, Co, Ni | +2, +3 |
| Cobre | Cu | +1, +2 |
| Cinc, cadmio | Zn, Cd | +2 |
| Plata | Ag | +1 |
| Oro | Au | +1, +3 |
| Mercurio | Hg | +1, +2 |
| Platino, paladio | Pt, Pd | +2, +4 |
Tienes también una versión imprimible en PDF: tabla periódica con valencias.
Valencias de los iones poliatómicos más frecuentes
En formulación no solo combinas elementos sueltos: muchísimos compuestos se forman con iones poliatómicos (grupos de átomos con carga propia). Estos funcionan como un «bloque» con su valencia fija. Conviene sabérselos de memoria:
| Ion poliatómico | Fórmula | Carga (valencia) |
|---|---|---|
| Hidróxido | OH⁻ | −1 |
| Amonio | NH₄⁺ | +1 |
| Nitrato / nitrito | NO₃⁻ / NO₂⁻ | −1 |
| Carbonato / bicarbonato | CO₃²⁻ / HCO₃⁻ | −2 / −1 |
| Sulfato / sulfito | SO₄²⁻ / SO₃²⁻ | −2 |
| Fosfato | PO₄³⁻ | −3 |
| Hipoclorito / clorito / clorato / perclorato | ClO⁻ / ClO₂⁻ / ClO₃⁻ / ClO₄⁻ | −1 |
| Permanganato | MnO₄⁻ | −1 |
| Cromato / dicromato | CrO₄²⁻ / Cr₂O₇²⁻ | −2 |
| Cianuro | CN⁻ | −1 |
| Acetato | CH₃COO⁻ | −1 |
Para formular con ellos, el procedimiento es idéntico: cruzas la carga del metal con la del ion. Ejemplo: calcio (+2) + nitrato (−1) → Ca(NO₃)₂ (el paréntesis indica que el nitrato entero se duplica).
Ejercicios resueltos
Ejercicio 1: deducir la valencia del N en HNO₃
- El H tiene valencia +1.
- Cada O tiene −2 (no hay peróxido). Hay 3 oxígenos → carga total del O = −6.
- La molécula es neutra: suma de cargas = 0.
- (+1) + N + (−6) = 0 → N = +5 ✓.
Por tanto, en el ácido nítrico el nitrógeno tiene valencia +5. (Equivalente: estado de oxidación +5.)
Ejercicio 2: formular el sulfato cúprico
- Sulfato = ion SO₄²⁻ (carga total −2).
- Cúprico = cobre(II), valencia +2.
- Cu(+2) + SO₄(−2) → cruce → Cu₁(SO₄)₁ → CuSO₄.
- Verificación: 1 × (+2) + 1 × (−2) = 0 ✓.
Ejercicio 3: identificar la fórmula del óxido férrico
- Férrico = hierro(III), valencia +3.
- Óxido = O(−2).
- Fe(+3) + O(−2) → cruce → Fe₂O₃.
- Verificación: 2 × (+3) + 3 × (−2) = 6 − 6 = 0 ✓.
Ejercicio 4: formular el dicromato de potasio
- Dicromato = ion Cr₂O₇²⁻ (carga −2). Funciona como un bloque.
- Potasio = K, valencia +1.
- K(+1) + Cr₂O₇(−2) → cruce → K₂Cr₂O₇.
- Verificación: 2 × (+1) + 1 × (−2) = 0 ✓.
Ejercicio 5 (formulación inversa): ¿cómo se llama Co(OH)₂?
A veces el examen da la fórmula y pide el nombre. El truco es deducir la valencia del metal a partir del resto:
- El grupo hidróxido (OH) tiene carga −1. Hay dos → carga total −2.
- El compuesto es neutro, así que el cobalto debe aportar +2 → cobalto(II).
- Nombre: hidróxido de cobalto(II) (nomenclatura Stock) o hidróxido cobaltoso (tradicional, porque +2 es la valencia menor del cobalto).
El mismo método sirve para cualquier fórmula: identifica la parte negativa (un no metal o un ion poliatómico cuya carga ya conoces), calcula cuánto debe valer el metal para que la suma sea cero, y nómbralo.
Para más práctica, consulta nuestros 30 ejercicios de valencias resueltos paso a paso.
Errores frecuentes en exámenes
- Confundir grupo con valencia: el grupo 17 NO tiene valencia 17; tiene valencia −1 con metales o +1, +3, +5, +7 con oxígeno.
- Olvidar las valencias variables del Fe y Cu: dar siempre Fe³⁺ es un error; depende del compuesto.
- Asumir que el O siempre es −2: olvidar los peróxidos y OF₂.
- No verificar la electroneutralidad: si la suma de cargas no es cero, la fórmula está mal.
- Confundir valencia con estado de oxidación en problemas de redox: usar siempre el signo.
La valencia de un elemento concreto
Esta guía explica el método: de dónde salen las valencias y cómo se usan para formular. Cuando lo que necesitas es el dato de un elemento en particular, cada uno tiene su propia página con sus estados de oxidación, compuestos reales donde actúa cada uno, la nomenclatura tradicional cuando la tiene y un ejemplo de formulación resuelto:
- Tabla de valencias elemento a elemento — el índice completo, con las valencias habituales y las documentadas de cada elemento.
- Los más consultados: hierro (+2 y +3), cobre (+1 y +2), cloro (−1, +1, +3, +5, +7), carbono, nitrógeno, azufre, estaño, plomo, cromo y manganeso.
Recursos para profundizar
- Calculadora de número de oxidación (estados principales y todos los documentados).
- Test interactivo de valencias (10 preguntas para autoevaluación).
- Guía de formulación inorgánica.
- ¿Qué es la valencia? (vista resumida).
- Estados de oxidación.
- Tabla periódica con valencias (PDF gratis).
- Configuración electrónica (mega-guía).
- Electronegatividad (mega-guía).
Dominar valencias es la base de toda formulación. Dedícale los primeros días del bloque de química, y el resto del temario te resultará 10 veces más fácil.