Clase 2 Nomenclatura
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Formulación y Nomenclatura de Química Inorgánica FORMULACIÓN La fórmula química expresa la composición y proporción de moléculas y compuestos de los compuestos químicos mediante símbolos químicos y subíndices El Nº de compuestos químicos conocidos es superior a 13 millones!!! NOMENCLATURA Método sistemático de nombrar los compuestos y elementos químicos Número de oxidación Es el número que se asigna a cada átomo e indica los electrones que un átomo pierde, gana, o parece utilizar en las uniones con otros átomos. Reglas de asignación del número de oxidación Las reglas de asignación del número de oxidación son: 1. El número de oxidación de todos los elementos libres es cero, en cualquiera de las formas en que se presenten: Ca metálico, He, N2 , P4 , etc. 2. El número de oxidación de un ión simple coincide con su carga: Así, los número de oxidación del S2–, Cl– y Zn2+ son, respectivamente, –2, –1, +2 3. El número de oxidación del H en sus compuestos es +1, excepto en los hidruros metálicos, que es –1 4. El número de oxidación del Oxígeno en sus compuestos es –2, excepto en los peróxidos, que es –1 5. El número de oxidación de los metales alcalinos es siempre +1 6. El número de oxidación de los metales alcalinotérreos es siempre +2 7. El número de oxidación del F en sus compuestos es siempre –1. El n.o de los demás halógenos varía desde -1 a +1, +3, +5, +7, siendo positivo cuando se combina con el Oxígeno o con otro halógeno más electronegativo. 8. La suma algebraica de los número de oxidación de los átomos de una molécula es cero. Si se trata de un ión , igual a la carga del ión Número de oxidación formales más usuales Grupo Elementos Estado de oxidación Grupo 1 (1A) H*, Li, Na, K, +1,(-1)* Rb, Cs, Fr Grupo 2 (2A) Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra +2 Grupo 6 (6B) Cr +2,+3,+6 Grupo 7 (7B) Mn +2,+3,+4, +6,+7 Grupo 8 (8B) Fe Grupo 9 (8B) Co Grupo 10 (8B) Grupo 11 (1B) +2,+3 Ni Pd, Pt Cu Ag Au +2,+4 +1,+2 +1 +1,+3 Número de oxidación formales más usuales Grupo Elementos Estado de oxidación Grupo 12 (2B) Zn, Cd Hg +2 +1,+2 Grupo 13 (3A) B +3,-3 Al, Ga, In, Tl +3 Grupo 14 (4A) C Si Ge, Sn, Pb +2,+4,-4 (+2),+4 + 2, +4 Grupo 15 (5A) N, P, As, Sb, Bi +1,+2,+3,+4,+5,-3 -3,+3,+5 +3,+5 Grupo 16 (6A) O S, Se, Te (Po) -2 +2,+4,+6,-2 +2, +4,+6,-2 Grupo 17 (7A) F -1 Cl, Br, I, (At) +1,+3,+5,+7,-1 Regla general de la formulación: En cualquier fórmula química se escriben en primer lugar los elementos situados a la izquierda de la T.P. (menos electronegativo), y en segundo lugar, los situados a la derecha (más electronegativos). Ej: NaCl y no ClNa. Sustancias Simples SUSTANCIAS SIMPLES Aquéllas constituidas por átomos de un mismo elemento • Los gases nobles son monoatómicos: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn • Las moléculas que en condiciones normales son gases. Son diatómicas: N2, F2, O2, … • Elementos que presentan estados alotrópicos (agrupaciones de distintos nº de átomos: S8, O3, P4, …) • Los metales, en las ecuaciones químicas, se representan simplemente mediante el símbolo: Cu, Sn, Fe, Ag, … SUSTANCIAS SIMPLES Compuesto Sistemática Tradicional H2 Dihidrógeno Hidrógeno F2 Diflúor Flúor Cl2 Dicloro Cloro Br2 Dibromo Bromo I2 Diyodo Yodo O2 Dioxígeno Oxígeno O3 Trioxígeno Ozono S8 Octoazufre Azufre P4 Tetrafósforo Fósforo Compuestos Binarios COMPUESTOS BINARIOS Están formados por dos elementos • Se escriben: 1º el elemento más electropositivo y 2º el elemento más electronegativo • Se intercambian los número de oxidación pero prescindiendo del signo • Si el número de oxidación es uno no se pone y siempre que sea posible se simplifica: +2 –2 Cu2 S2 +3 –2 CuS Al2O3 COMPUESTOS BINARIOS • El compuesto se lee de derecha a izquierda. Sistemas de Nomenclatura • Sistemática (propuesta por la IUPAC) • Stock • Tradicional (el sistema más antiguo) Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC) Sistemas de nomenclatura COMPUESTOS BINARIOS Nomenclatura SISTEMÁTICA Consiste en la utilización de prefijos numerales griegos para indicar el nº de átomos de cada elemento presente en la fórmula. Los prefijos que se utilizan son: mono (1), di (2), tri (3), tetra (4), penta (5), hexa (6), hepta (7), … El prefijo mono puede omitirse. SiH4 Tetrahidruro de silicio Cl2O5 Pentaóxido de dicloro H2 S Sulfuro de dihidrógeno COMPUESTOS BINARIOS Nomenclatura de STOCK Consiste en indicar el número de oxidación con números romanos y entre paréntesis, al final del nombre del elemento. Si éste tiene número de oxidación único, no se indica. CuO Óxido de cobre (II) Fe2O3 Óxido de hierro (III) Al2O3 Óxido de aluminio COMPUESTOS BINARIOS Nomenclatura TRADICIONAL Consiste en añadir un sufijo al nombre del elemento según con el número de oxidación con el que actúe: Posibilidad de nº. o. Terminación -ico uno dos nº. o. menor -oso nº. o. mayor -ico nº. o. menor tres cuatro hipo … -oso nº. o. intermedia -oso nº. o. mayor -ico nº. o. menor hipo … -oso nº. o. intermedio -oso nº. o. intermedio -ico nº. o. mayor per … -ico COMPUESTOS BINARIOS CLASIFICACIÓN Óxidos Peróxidos (no) Óxidos básicos Óxidos ácidos Hidruros Hidruros metálicos Sales binarias Hidruros Sales neutras Sales volátiles no metálicos Grupos 13, 14, 15 Hidruros volátiles Grupos 16, 17 Haluros de hidrógeno COMPUESTOS BINARIOS : ÓXIDOS Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico Óxido básico: es la combinación del oxígeno con un metal. Compuesto Sistemática Stock Tradicional PbO2 dióxido de plomo óxido de plomo (IV) óxido plúmbico FeO monóxido de hierro óxido de hierro (II) óxido ferroso Fe2O3 trióxido de dihierro óxido de hierro (III) óxido ferrico Li2O óxido de dilitio óxido de litio óxido lítico COMPUESTOS BINARIOS : ÓXIDOS Ejemplos: Nombrar en los tres sistemas de nomenclatura: Cu2O Óxido cuproso, monóxido de cobre, óxido de cobre (I) MgO Al2O3 Escribir la fórmula de: Óxido mercúrico Óxido plúmbico Monóxido de cobalto COMPUESTOS BINARIOS : ÓXIDOS Óxido ácido: es la combinación del oxígeno con un no metal. Compuesto Sistemática Stock Tradicional SO monóxido de azufre óxido de azufre (II) Óxido hiposulfuroso SO2 dióxido de azufre óxido de azufre (IV) Óxido sulfuroso SO3 trióxido de azufre óxido de azufre (VI) Óxido sulfúrico CO2 dióxido de carbono óxido de carbono (IV) Óxido carbónico COMPUESTOS BINARIOS : ÓXIDOS Ejemplos: Nombrar en los tres sistemas de nomenclatura: CO2 CO Cl2O3 Escribir la fórmula de los siguientes compuestos: Óxido brómico Óxido de nitrógeno (III) COMPUESTOS BINARIOS CLASIFICACIÓN Óxidos Peróxidos (no) Óxidos básicos Óxidos ácidos Hidruros Hidruros metálicos Sales binarias Hidruros Sales neutras Sales volátiles no metálicos Grupos 13, 14, 15 Hidruros volátiles Grupos 16, 17 Haluros de hidrógeno COMPUESTOS BINARIOS: HIDRUROS Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico. Hidruros metálicos: es la combinación del hidrógeno (-1) con un metal. Compuesto Sistemática Stock Tradicional CaH2 dihidruro de calcio hidruro de calcio hidruro cálcico LiH hidruro de litio hidruro de litio hidruro lítico FeH3 trihidruro de hierro hidruro de hierro (III) hidruro férrico SrH2 dihidruro de estroncio hidruro de estroncio hidruro de estroncio COMPUESTOS BINARIOS: HIDRUROS Ejercicios: Formular: Hidruro de bario Hidruro de sodio HIDRUROS CLASIFICACIÓN Óxidos Peróxidos (no) Óxidos básicos Óxidos ácidos Hidruros Hidruros metálicos Sales binarias Hidruros Sales neutras Sales volátiles no metálicos Grupos 13, 14, 15 Hidruros volátiles Grupos 16, 17 Haluros de hidrógeno 28 COMPUESTOS BINARIOS: HIDRUROS Haluros de hidrógeno (hidruro no metálico): es la combinación del hidrógeno (+1) con un no metal de los grupos 16 y 17. Comp. Sistemática Stock Tradicional HF fluoruro de hidrógeno fluoruro de hidrógeno ácido fluorhídrico HCl cloruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno ácido clorhídrico H2S sulfuro de dihidrógeno sulfuro de hidrógeno ácido sulfhídrico H2Se seleniuro de dihidrógeno seleniuro de hidrógeno ác. selenhídrico COMPUESTOS BINARIOS: HIDRUROS Hidruros volátiles (hidruros no metálicos) : es la combinación del hidrógeno (+1) con un no metal de los grupos 13, 14 y 15. Comp. Sistemática Stock Tradicional NH3 trihidruro de nitrógeno hidruro de nitrógeno (III) amoniaco PH3 trihidruro de fósforo hidruro de fósforo (III) fosfina AsH3 trihidruro de arsénico hidruro de arsénico (III) arsina SbH3 trihidruro de antimonio hidruro de estibina (III) estibina CH4 tetrahidruro de carbono hidruro de metano (IV) metano SiH4 tetrahidruro de nitrógeno hidruro de silicio (IV) silano BH3 trihidruro de nitrógeno hidruro de boro (IV) borano COMPUESTOS BINARIOS: HIDRUROS Ejercicios: Nombrar: H2O H2S HF NH3 COMPUESTOS BINARIOS CLASIFICACIÓN Óxidos Peróxidos (no) Óxidos básicos Óxidos ácidos Hidruros Hidruros metálicos Sales binarias Hidruros Sales neutras Sales volátiles no metálicos Grupos 13, 14, 15 Hidruros volátiles Grupos 16, 17 Haluros de hidrógeno COMPUESTOS BINARIOS: SALES BINARIAS Son combinaciones de dos elementos, que no son ni el O ni el H. Sales neutras: son combinaciones de un metal y un no metal. Compuesto Sistemática Stock Tradicional LiF fluoruro de litio fluoruro de litio fluoruro de lítico AuBr3 tribromuro de oro bromuro de oro (III) bromuro áurico Na2S sulfuro de disodio sulfuro de sodio sulfuro sódico SnS2 disulfuro de estaño sulfuro de estaño (IV) Sulfuro estánnico COMPUESTOS BINARIOS: SALES BINARIAS Sales volátiles: son combinaciones de dos no metales. Se escribe a la izquierda el elemento que se encuentre primero en esta relación: B<Si<C<Sb<As<P<N<Te<Se<S<I<Br<Cl<O<F. Compuesto Sistemática Stock Trad. BrF3 trifluoruro de bromo fluoruro de bromo (III) -- BrCl cloruro de bromo cloruro de bromo (I) -- CCl4 tetracloruro de carbono cloruro de carbono (IV) -- As2Se3 triseleniuro de diarsénico seleniuro de arsénico (III) -- COMPUESTOS BINARIOS: SALES BINARIAS: Ejercicios: Nombrar o formular según corresponda: CaF2 FeCl2 FeCl3 Sulfuro ferroso Cloruro mercúrico CuCl2 Compuestos Ternarios COMPUESTOS TERNARIOS: Están formados por tres elementos clasificación hidróxidos oxoácidos oxosales neutras sales ácidas de hidrácidos COMPUESTOS TERNARIOS: HIDRÓXIDOS Son compuestos formados por un metal y el grupo hidroxilo (OH-). Cuando se disuelven en agua originan disoluciones básicas, de ahí que también se denominen bases. Comp. Sistemática Stock Tradicional NaOH hidróxido de sodio hidróxido de sodio hidróxido sódico Ca(OH)2 dihidróxido de calcio hidróxido de calcio hidróxido cálcico Fe(OH)3 trihidróxido de hierro hidróxido de hierro (III) hidróxido férrico Al(OH)3 trihidróxido de aluminio hidróxido de aluminio hidróxido alumínico COMPUESTOS TERNARIOS: HIDRÓXIDOS Ejercicios: Nombrar o formular según corresponda: Ca(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Hidróxido de aluminio Co(OH)2 Hidróxido estagnoso Hidróxido de plomo (II) COMPUESTOS TERNARIOS: OXOÁCIDOS Son compuestos formados por hidrógeno, no metal y oxígeno. Su fórmula general es: HaXbOc, donde X es un no metal o un metal con alto estado de oxidación. Se obtienen añadiendo agua al óxido ácido correspondiente: Óxido ácido + agua Ej. N2O5 + H2O oxoácido H2N2O6 HNO3 COMPUESTOS TERNARIOS: OXOÁCIDOS Oxoácidos del grupo de los anfígenos: S, Se, Te (+2, +4, +6) • SO + H2O H2SO2 • SO2 + H2O H2SO3 • SO3 + H2O H2SO4 Compuesto Sistemática Tradicional H2SO2 dioxosulfato (II) de hidrógeno ácido hiposulfuroso H2SO3 trioxosulfato (IV) de hidrógeno ácido sulfuroso H2SO4 tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno ácido sulfúrico COMPUESTOS TERNARIOS: OXOÁCIDOS Oxoácidos del grupo de los nitrogenoideos: N, P, As y Sb (+3, +5) • N2O3 + H2O HNO2 • N2O5 + H2O HNO3 Compuesto Sistemática Tradicional HNO2 dioxonitrato (III) de hidrógeno ácido nitroso HNO3 trioxonitrato (V) de hidrógeno ácido nítrico COMPUESTOS TERNARIOS: OXOÁCIDOS Oxoácidos del grupo de los carbonoideos: C (+4), Si (+4) Mientras que el C sólo forma un oxoácido (que es inestable), el Si puede formar tres. • CO2 + H2O H2CO3 Compuesto Sistemática Tradicional H2CO3 trioxocarbonato (IV) de hidrógeno ácido carbónico 43 COMPUESTOS TERNARIOS: OXOÁCIDOS Ejemplos: Nombrar o formular: Ácido sulfuroso Ácido yódico Ácido nitroso HBrO3 Clorato (III) de hidrógeno H2CO3 H2CO2 COMPUESTOS TERNARIOS: OXOACIDOS Casos especiales: Los elemento cuyos ácidos presentan esta particularidad son: Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb), Boro (B) y Silicio (Si). Caso del P: P2O3 + H2O --------> 2 HPO2 ácido metafosforoso P2O3 + 2 H2O -------> H4P2O5 ácido pirofosforoso P2O3 + 3 H2O --------> 2 H3PO3 ácido ortofosforoso P2O5 + P2O5 + 2 H2O --------> P2O5 + 3 H2O --------> 2 H3PO4 ácido ortofosfórico H2O --------> 2 HPO3 ácido metafosfórico H4P2O7 ácido pirofosfórico Los más comunes son el ortofosforoso y el ortofosfórico. COMPUESTOS TERNARIOS: OXOACIDOS Casos especiales: Caso del Boro: Estado de oxidación (+3) B2O3 B2O3 + H2O --------> HBO2 ácido metabórico + 3 H2O -------> H3BO4 ácido ortobórico Caso del Silicio: posee estado de oxidación (+4) SiO2 + H2O --------> H2SiO3 ácido metasilícico SiO2 + 2 H2O -------->H4SiO4 ácido ortosilícico (ácido silícico) COMPUESTOS TERNARIOS: OXOACIDOS Casos especiales: Caso del Cromo: Cuando actúa con número de oxidación (+6) (óxido crómico CrO3) CrO3 + H2O --------> H2CrO4 (ácido crómico) Es inestable y se descompone perdiendo una molécula de agua, originando el ácido dicrómico: 2 H2CrO4 --------> H2Cr2O7 + H2O Caso del manganeso: Actúa como no metal con estado de oxidación (+6) y (+7) formando: MnO3 + H2O --------> H2MnO4 Mn2O7 + H2O --------> 2 HMnO4 ácido mangánico ácido permangánico COMPUESTOS TERNARIOS: OXOSALES NEUTRAS Son compuestos derivados de un oxoácido, en el que se sustituyen el (los) hidrógeno(s) por un metal(es). Están formados por un metal, no metal y oxígeno. Se obtienen por neutralización total de un oxoácido y un hidróxido: oxoácido + hidróxido HNO3 + NaOH oxosal + agua NaNO3 + H2O COMPUESTOS TERNARIOS: OXOSALES NEUTRAS NOMENCLATURA Tradicional: se nombran sustituyendo, del nombre del no metal, los sufijos –oso e –ico por –ito y –ato, respectivamente Stock: igual que en la tradicional, pero se indica la valencia del no metal, si es necesario. Sistemática: se nombran igual que los ácidos; sólo se cambian la palabra hidrógeno por el nombre del no metal con la valencia del mismo. COMPUESTOS TERNARIOS: OXOSALES NEUTRAS Ejemplo Comp. Sistemática Stock Tradicional NaNO3 trioxonitrato (V) de nitrato de sodio nitrato sódico sulfato de cadmio sulfato de cadmio fosfato de cobre (II) fosfato cúprico nitrito de estaño (IV) nitrito estánnico sodio CdSO3 trioxosulfato (IV) de cadmio Cu3(PO4)2 tetraoxofosfato (V) de cobre (II) Sn(NO2)4 dioxonitrato (III) de estaño (IV) COMPUESTOS TERNARIOS: OXOSALES NEUTRAS Ejemplo: Nombrar o formular: Yodato cálcico Nitrito ferroso Sulfito cuproso KBrO3 Li2CO3 Cr(ClO4) 3 Clorato (VII) de cromo (III) GUÍA DE PROBLEMAS: 3. Asigne números de oxidación a los elementos en cada uno de los siguientes compuestos: i) H2SO4 ii) Na2CO3 iii) H2S iv) Mg3(PO4)2 v) NaNO3 vi) Ca(ClO4)2 vii) KClO3 GUÍA DE PROBLEMAS: 4- Nombre y diga de qué tipo de compuesto se trata: i) KBr ii) K2O iii) CuCO3 iv) FeO v) AlF3 vi) CO2 vii) H2SO3. GUÍA DE PROBLEMAS: 5. Escriba la fórmula química de los siguientes compuestos y clasifique: ii) ácido nitroso iv) sulfato de aluminio v) sulfuro de potasio vi) nitrato de plata vii) hidróxido cuproso viii) cloruro de zinc ix) ácido sulfhídrico xii) cloruro de cobre (II) xiii) clorato de cobre (II) xiv) fluoruro de sodio xvi) sulfito de sodio. COMPUESTOS CUATERNARIOS: Compuestos cuaternarios: Están formados por cuatro elementos, entre ellos veremos: Sales ácidas (hidrogenosales) Sales básicas (hidroxosales) COMPUESTOS CUATERNARIOS: HIDROGENOSALES O SALES ÁCIDAS. Aniones provenientes de ácidos, pierden sus hidrógenos. en la formación del anión correspondiente. Anión Catión Sal Nombre HSO4- K+ KHSO4 Hidrógeno sulfato (VI) de potasio HCO3- Na+ NaHCO3 Hidrógeno carbonato (IV) de sodio H2PO4- Fe3+ Fe(H2PO4)3 Dihidrógeno ortofosfato (V) de hierro (III) HAsO3- Cr3+ Cr2(HAsO4)3 Hidrógeno ortoarseniato (III) de cromo (III) COMPUESTOS CUATERNARIOS: HIDROGENOSALES O SALES ÁCIDAS. H2S --------------> Ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno HS- + K+------------> H+ + HS- KHS Hidrógeno sulfuro de potasio COMPUESTOS CUATERNARIOS: HIDROGENOSALES O SALES ÁCIDAS. Ejemplo: Nombrar o formular: a) b) c) d) e) f) Mg(HCO3)2 LiH2AsO4 NaHSO3 CaHPO4 Hidrógeno carbonato (IV) de cobalto (II) Hidrógeno sulfato (IV) de litio. COMPUESTOS CUATERNARIOS: HIDROXOSALES O SALES BÁSICAS. Sales básicas (hidroxosales): Provenientes de la reacción entre un hidrácido u oxácido y una base, donde los hidroxilos de la base han sido parcialmente sustituidos por el anión del ácido. Catión Anión Sal Nombre Al(OH)2+ Cl- Al(OH)2Cl Dihidroxo cloruro de aluminio Al(OH)2+ NO3- Al(OH)(NO3)2 Hidroxonitrato (V) de aluminio COMPUESTOS CUATERNARIOS: HIDROXOSALES O SALES BÁSICAS. Nombrar o formular: a) Bi(OH)2Cl b) Sb(OH)2F c) Hidroxo carbonato (IV) de cobre (II) d) Hidroxosulfato (VI) de calcio
