Formulación y nomenclatura I

ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y CRISTALES 3º E.S.O.
3.4. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA I.
3.4.1. SÍMBOLOS QUÍMICOS.
Cada elemento químico se identifica con un nombre, aprobado por la IUPAC,
International Union of Pure and Applied Chemestry - Unión Internacional de
Química Pura y Aplicada - y un símbolo, que permite referirse a él de forma
abreviada.
El símbolo puede constar de una o dos letras, la primera siempre en
mayúsculas y la segunda, si la hay, siempre en minúscula, normalmente
derivadas del nombre del elemento, aunque a veces proceden del nombre en
latín o en otro idioma. Así, el símbolo del hidrógeno es H, pero el de la plata
es Ag, ya que en latín se llamaba argentum.
H
He
Li Be
B
C
N O F Ne
Na Mg
Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir
Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
158
Xe
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y CRISTALES 3º E.S.O.
3.4.2. ESTADOS DE OXIDACIÓN.
La valencia de un átomo es el número de otros átomos a los que puede
unirse, es decir, el número de enlaces que puede formar. Aunque importante,
en formulación y nomenclatura más que la valencia se emplea el número o
estado de oxidación.
El número de oxidación es la hipotética carga que tiene un átomo al formar
una molécula o un cristal iónico. Puede ser positivo o negativo, pero la suma
de los estados de oxidación de los átomos de una molécula ha de ser 0.
Los no metales, siempre tienen un estado de oxidación negativo, mientras que
los metales tienen todos sus estados de oxidación positivos.
He
H
Li Be
B
C N O F Ne
Na Mg
Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir
Xe
Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
159
ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y CRISTALES 3º E.S.O.
3.4.3. FORMULAS QUÍMICAS.
Las fórmulas químicas son la expresión de la composición de una molécula.
Indican la clase de átomos y en qué cantidad la forman. Aunque existen varios
tipos de fórmulas químicas, las más importantes son la fórmula desarrollada,
en la que se indica en qué orden se unen los átomos en la molécula, y la
fórmula empírica, que sólo nos dice los átomos que la forman, pero no indica
la forma en la que se enlazan unos a otros. Nosotros utilizaremos fórmulas
empíricas.
Para indicar la clase de átomos que constituyen una molécula se emplea el
símbolo del elemento correspondiente e, indicando la cantidad de ese átomo
presente, se le coloca un subíndice. Cuando un símbolo aparece sin
subíndice quiere decir que sólo hay un átomo de ese elemento.
De esta forma:
Na 2 C O 3
Tiene 2 átomos de sodio, 1 de carbono (que no lleva subíndice) y 3 de
oxígeno.
Muchas veces se usan paréntesis, que siempre van acompañados de un
subíndice. Quiere indicarse que ese subíndice afecta a todo lo que se incluye
en el paréntesis. Así:
(NH 4 ) 2 S O 4
160
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y CRISTALES 3º E.S.O.
Nos indica que hay presentes 2 NH4. Por tanto la molécula tiene 2 átomos de
nitrógeno, 8 de hidrógeno, 1 de azufre y 4 de oxígeno.
3.4.4. ELEMENTOS.
Los elementos están formados por una única clase de átomos, así que en su
fórmula sólo aparece un único símbolo. La mayoría de los elementos no
forman moléculas, sino que constituyen cristales, en los que todos los átomos
están enlazados. Todos los metales y semimetales se comportan así, además
del carbono y el boro. Por eso su fórmula empírica coincide con su símbolo.
Así, el hierro, el sodio o el plomo tienen como fórmula empírica Fe, Na o Pb.
Pero que coincidan símbolo químico y fórmula empírica no significa que sean
lo mismo. El símbolo se refiere a un único átomo y la fórmula a trillones y
trillones de átomos que forman un cristal.
Los gases nobles, los elementos del último grupo de la tabla periódica, forman
moléculas monoatómicas, moléculas que sólo tienen un átomo. También aquí
el símbolo y la fórmula empírica coinciden, y ambas se refieren a un único
átomo:
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Helio
Neón
Argón
Kriptón
Xenón
Radón
La mayoría de los no metales forman moléculas diatómicas, formadas por dos
átomos del elemento:
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
161
ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y CRISTALES 3º E.S.O.
H2
N2
O2
Hidrógeno
Nitrógeno
F2
Cl2
Br2
I2
Oxígeno Flúor Cloro Bromo Iodo
Finalmente, algunos elementos forman moléculas más complejas:
S8
P4
Azufre
Fósforo
La mayoría de las moléculas de los elementos reciben el nombre del propio
elemento. Así la molécula de hierro, con fórmula Fe, se llama también hierro,
la de cloro, cuya fórmula es Cl2, también recibe el nombre de cloro y la de
azufre, de fórmula empírica S8 se llama azufre.
Algunos elementos, sin embargo, aunque tienen siempre la misma molécula,
a veces se presentan con apariencia distinta y, por eso, reciben varios
nombres dependiendo de su apariencia: son los alótropos del elemento. Por
ejemplo, el fósforo puede presentarse en dos formas alotrópicas, ambas con
fórmula empírica P4, debido a su color una recibe el nombre de fósforo blanco,
y está presente en las cerillas de cera, y otra se denomina fósforo rojo, y se
haya en el rascador de las cerillas de seguridad. Diamante, grafito y carbón
son formas alotrópicas del carbono y el plomo tiene también una forma
alotrópica gris y otra blanca.
162
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y CRISTALES 3º E.S.O.
Finalmente, algunos elementos pueden presentarse con
más de una fórmula empírica. El más común de estos es
el oxígeno, que normalmente está formado por moléculas
diatómicas, O2, y que recibe el nombre de oxígeno. Pero
a veces se presenta formado por moléculas con tres
átomos de oxígeno, O3 y recibe el nombre de ozono, de
gran importancia porque en la atmósfera impide que los
rayos ultravioletas, que son los que producen las
quemaduras solares, más peligrosos lleguen al suelo.
3.4.5. ACTIVIDADES.
a) Para el aula:
• Busca en el diccionario el significado de las siguientes palabras y anótalo
en tu cuaderno. Si en la definición no comprendes alguna palabra, búscala
también y escribe su significado:
) Símbolo
) Expresión
) Fórmula
) Alótropo
) Ozono
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
163
ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y CRISTALES 3º E.S.O.
• Indica el símbolo de los siguientes elementos: Hierro, Oxígeno, Cloro,
Plata, Sodio, Potasio, Cinc, Azufre, Arsénico y Calcio.
• Indica el nombre de los elementos cuyos símbolos químicos son: F, N, H,
Hg, Au, Ni, Pb, Cd, Si y Mg.
• ¿Cuáles son las valencias de los elementos siguientes? Hierro, Sodio,
Bromo, Azufre, Fósforo, Carbono, Cobalto, Oro, Cobre y Cloro.
• Formula los siguientes elementos: Cloro, Hidrógeno, Ozono, Hierro, Sodio,
Fósforo, Oxígeno, Flúor, Calcio y Nitrógeno.
b) Para casa:
•
Escribe el nombre y el símbolo de 10 elementos.
•
Escribe el nombre y símbolo de 3 elementos con los estados de oxidación:
1; 2 y 3; 2; -1, 1, 3, 5 y 7; -3, 3 y 5; y -2, 2, 4, 6.
•
¿Qué es un alótropo?
•
La molécula de una sustancia está formada por 2 átomos de hidrógeno, 1
de azufre y 4 de oxígeno. Escribe su fórmula. Escribe la fórmula de la
molécula formada por 1 átomo de calcio, 1 de carbono y 3 de oxígeno. ¿Y
la formada por un átomo de sodio y otro de cloro? ¿Y por 1 átomo de
sodio, otro de cloro y otro de oxígeno?
Escribe la fórmula molecular de al menos 10 elementos químicos.
•
164
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y CRISTALES 3º E.S.O.
/ Experiencia 17
Elementos
Material:
Reactivos:
Tabla periódica.
Diversas sustancias
Procedimiento:
Busca en el laboratorio sustancias que contengan en su fórmula los
elementos Fe, Na, K, Ag y Cr.
Anota en tu cuaderno las sustancias que has encontrado, indicando su
fórmula química y su nombre.
Responde en tu cuaderno:
•
Indica los nombres de los elementos que has buscado y de los que
forman sustancias con ellos.
•
Escribe las valencias de todos los elementos anteriores
•
Indica los pictogramas que acompañan a cada sustancia
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
165