QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 1 FORMULACIÓN en Química 1. VALENCIA. La valencia es una propiedad ficticia de los átomos, representada por un número positivo o negativo, que nos indica el número de electrones que gana, pierde o comparte un átomo al combinarse con otros átomos. Aparece indicada en las Tablas periódicas. Podría definirse la Valencia como la propiedad del átomo que gobierna las posibilidades de combinación del mismo al formar moléculas. Los elementos pueden ser MONOVALENTES (solo usan una valencia al combinarse) o CUANTIVALENTES (hay varias valencias en juego). La valencia debe manejarse con sus reglas. 2. VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS MÁS IMPORTANTES DEL SISTEMA PERIÓDICO. 2.1. METALES: muchos son monovalentes. VALENCIA 1 Litio Sodio Potasio Rubidio Cesio Francio Plata Li Na K Rb Cs Fr Ag VALENCIAS 1, 2 Cobre Mercurio Cu Hg VALENCIAS 2, 4 Platino Plomo Estaño Pt Pb Sn VALENCIA 2 Berilio Magnesio Calcio Estroncio Zinc Cadmio Bario Radio VALENCIAS 1, 3 Oro Talio VALENCIAS 2, 3, 6 Cromo Be Mg Ca Sr Zn Cd Ba Ra Au Tl Cr VALENCIA 3 Aluminio Al VALENCIAS 2, 3 Níquel Ni Cobalto Co Hierro Fe VALENCIAS 2, 3, 4, 6, 7 Manganeso Mn 2.2. NO METALES: la mayoría son cuantivalentes. VALENCIA -1 Flúor F VALENCIAS +/-2, 4, 6 Azufre S Selenio Se Teluro Te VALENCIAS +/-2, 4 Carbono C VALENCIAS +/- 1, 3, 5, 7 Cloro Cl Bromo Br Yodo I VALENCIAS 2, +/- 3, 4, 5 Nitrógeno N VALENCIA 4 Silicio Si VALENCIA -2 Oxígeno VALENCIAS +/- 3, 5 Fósforo Arsénico Antimonio VALENCIA 3 Boro O P As Sb B QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 2 2.3. HIDRÓGENO. VALENCIA +/-1 Hidrógeno H 3. NOMENCLATURAS. Para nombrar los compuestos químicos inorgánicos se siguen las normas de la IUPAC (unión internacional de química pura y aplicada). Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para los compuestos inorgánicos, la sistemática, la nomenclatura de stock y la nomenclatura tradicional. 3.1. NOMENCLATURA SISTEMÁTICA. Para nombrar compuestos químicos según esta nomenclatura se utilizan los prefijos: MONO_, DI_, TRI_, TETRA_, PENTA_, HEXA_, HEPTA_ ... Cl2O3 Trióxido de dicloro I2O Monóxido de diodo 3.2. NOMENCLATURA DE STOCK. En este tipo de nomenclatura, cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de una valencia, ésta se indica al final, en números romanos y entre paréntesis: Fe(OH)2 Hidróxido de hierro (II) Fe(OH)3 Hidróxido de hierro (III) 3.3. NOMENCLATURA TRADICIONAL. En esta nomenclatura para poder distinguir con qué valencia funcionan los elementos en ese compuesto se utilizan una serie de prefijos y sufijos: 1 valencia 2 valencias 3 valencias 4 valencias Hipo_ _oso _oso _ico Per_ _ico Menor de las menores Mayor de las mayores 4. ÓXIDOS. Son compuestos binarios formados por la combinación de un elemento y oxígeno. Hay dos clases de óxidos que son los óxidos básicos y los óxidos ácidos (anhídridos). 4.1. ÓXIDOS BÁSICOS. Son compuestos binarios formados por la combinación de un metal y el oxígeno. Su fórmula general es: M2OX Donde M es un metal y X la valencia del metal (el 2 corresponde a la valencia del oxígeno). LAS VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS SE INTERCAMBIAN ENTRE ELLOS Y SE PONEN COMO SUBÍNDICES. (Si la valencia es par se simplifica). QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón Valencia Fórmula 1 2 3 4 3 N. sistemática Na2O Ca2O2 = CaO Fe2O2 = FeO Fe2O3 Pb2O4 = PbO2 N. stock (la más frecuente) Óxido de sodio Óxido de calcio Óxido de hierro (II) Óxido de hierro (III) Óxido de plomo (IV) Monóxido de disodio Monóxido de calcio Monóxido de hierro Trióxido de dihierro Dióxido de plomo N. tradicional Óxido Óxido Óxido Óxido Óxido sódico cálcico ferroso férrico plúmbico 4.2. ÓXIDOS ÁCIDOS O ANHÍDRIDOS. Son compuestos binarios formados por un no metal y oxígeno. Su fórmula general es: N2OX Donde N es un no metal y la X la valencia del no metal (el 2 corresponde a la valencia del oxígeno). LAS VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS SE INTERCAMBIAN ENTRE ELLOS Y SE PONEN COMO SUBÍNDICES. (Si la valencia es par se simplifica). Vale Fórmula ncia F2O 1 2 3 4 5 6 7 N. sistemática (la más frecuente) Monóxido de diflúor N. stock N. tradicional Óxido de flúor Cl2O Monóxido de dicloro Óxido de cloro (I) Anhídrido hipofluoroso (excepción a la norma general de prefijos y sufijos) Anhídrido hipocloroso) SO I2O3 SeO2 Br2O5 S2O3 I2O7 Monóxido de azufre Trióxido de diodo Dióxido de Selenio Pentaóxido de dibromo Trióxido de azufre Heptaóxido de diodo Óxido Óxido Óxido Óxido Óxido Óxido Anhídrido Anhídrido Anhídrido Anhídrido Anhídrido Anhídrido de azufre (II) de Iodo (III) de selenio (IV) de bromo (V) de azufre (VI) de Yodo (VII) hiposulfuroso sulfuroso selenioso brómico sulfúrico periódico La nomenclatura tradicional de los óxidos de nitrógeno es un tanto especial Valencia Fórmula 2 NO 4 NO2 N. sistemática * N. stock * 3 N2O3 5 N2O5 *Escribe los nombres que faltan en la tabla. N. tradicional Óxido nitroso Óxido nítrico Anhídrido nitroso Anhídrido nítrico EJERCICIO 1. COMPLETA LA TABLA. Fórmula F2O I2O7 As2O5 CaO Fe2O3 PbO2 Al2O3 SnO N2O5 Au20 TeO2 N. sistemática N. stock N. tradicional Óxido aúrico Óxido cuproso Óxido de selenio (II) Óxido crómico QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 4 5. HIDRUROS. Son compuestos binarios formados por un metal e Hidrógeno. Su fórmula general es: MHX Donde M es un metal (generalmente del grupo I y II de la TP) y la X la valencia del metal. EL HIDRÓGENO SIEMPRE TIENE VALENCIA 1. Valencia Fórmula 1 2 3 4 N. sistemática NaH FeH2 FeH3 SnH4 Monohidruro de sodio Dihidruro de hierro Trihidruro de hierro Tetrahidruro de estaño N. stock (la más frecuente) Hidruro de sodio Hidruro de hierro (II) Hidruro de hierro (III) Hidruro estaño (IV) N. tradicional Hidruro Hidruro Hidruro Hidruro sódico ferroso férrico estánnico 6. HIDRUROS NO METÁLICOS (en realidad la terminación URO debiera ser para el no metal ya que el H actúa con valencia +1). Hay no metales como el nitrógeno, fósforo, arsénico antimonio, carbono, silicio y boro que forman compuestos con el hidrógeno y que reciben nombres especiales. Nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y el boro funcionan con la valencia 3 mientras que el carbono y el silicio lo hacen con valencia 4. Valencia Fórmula N. sistemática NH3 PH3 AsH3 BH3 SbH3 N. tradicional (la más usada) Amoniaco Fosfina Arsina Borano Estibina 3 3 3 3 3 4 4 CH4 SiH4 Metano Silano Tetrahidruro de carbono Tetrahidruro de boro Trihidruro Trihidruro Trihidruro Trihidruro Trihidruro de nitrógeno de fósforo de arsénico de boro de antimonio EJERCICIO 2. COMPLETA LA TABLA. Fórmula AuH3 LiH N. sistemática N. stock N. tradicional Hidruro de plomo (II) Hidruro de plata Fosfina Metano Trihidruro de arsénico N2O3 NO Pentaóxido de dinitrógeno Trióxido de azufre Óxido ferroso Hidruro niquélico PbO2 Óxido de bromo (VII) Hidruro de calcio QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 5 7. ÁCIDOS HIDRÁCIDOS o ÁCIDOS MINERALES (carecen de Oxigeno en su molécula) Son compuestos binarios formados por un no metal e hidrógeno. Los no metales que forman estos ácidos son los siguientes: Fluor, cloro, bromo, yodo (todos ellos funcionan con la valencia 1) Azufre, selenio, teluro (funcionan con la valencia 2). Su fórmula general es: HxN Donde N es el no metal y la X la valencia del no metal. (El hidrógeno funciona con valencia +1), por lo tanto la terminación URO corresponde al no metal acompañante. Valencia Fórmula* N. tradicional * (cuando está disolución) Ácido fluorhídrico Ácido clorhídrico N. tradicional * (cuando está en en estado puro) 1 HF 1 HCl 1 HBr 1 HI 2 H2S Ácido sulfhídrico 2 2 Ácido telurhídrico *Escribe los datos que faltan en la tabla Fluoruro de hidrógeno Cloruro de hidrógeno Sulfuro de hidrógeno Seleniuro de hidrógeno 8. HIDRÓXIDOS (ALCALIS o BASES) Son compuestos formados por un metal y el grupo hidroxilo (OH). Su fórmula general es: M(OH)X Donde M es un metal y la X la valencia del metal EL GRUPO -OH SIEMPRE TIENE VALENCIA 1. Valencia Fórmula 1 2 2 3 4 NaOH Ca(OH)2 Ni (OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)4 N. sistemática N. stock (la más frecuente) N. tradicional Hidróxido de sodio Dihidróxido de calcio Dihidróxido de níquel Trihidróxido de aluminio Tetrahidróxido de plomo Hidróxido de sodio Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido de calcio Hidróxido de níquel (II) Hidróxido de aluminio Hidróxido de plomo (IV) sódico. cálcico niqueloso alumínico plúmbico QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 6 EJERCICIO 3. COMPLETA LA TABLA. Fórmula Fe(OH)3 Au(OH) Cr(OH)2 N. sistemática N. stock N. tradicional Hidróxido de talio (I) Hidróxido de mercurio (II) Dihidróxido de cadmio Hidróxido estannoso K(OH) Hidróxido estánnico Óxido de plomo (II) Anhídrido carbónico Óxido de platino (IV) Metano NiH3 Óxido ferroso Ag(OH) H2Se Ácido bromhídrico 7. ÁCIDOS OXÁCIDOS. Son compuestos ternarios formados por un no metal, oxígeno e hidrógeno. Se obtienen a partir del óxido ácido o anhídrido correspondiente sumándole una molécula de agua (H2O). Su fórmula general es: H2O + N2Ox = HaNbOc Donde H es el hidrógeno, N el no metal y O el oxígeno. Valencia 1 2 3 4 5 6 7 Fórmula F2O + H2O = H2F2O2 = HFO SO + H2O = H2SO2 Cl2O3 + H2O = H2Cl2O4 = HClO2 S2O + H2O = H2SO3 Cl2O5 + H2O = H2Cl2O6 = HClO3 SO3 + H2O = H2SO4 Cl2O7 + H2O = H2Cl2O8 = HClO4 N. tradicional Ácido hipofluoroso Ácido hiposulfuroso Ácido cloroso Ácido sulfuroso Ácido clórico Ácido sulfúrico Ácido perclórico El nitrógeno sólo forma ácidos oxácidos con la valencias 3 y 5. Valencia 3 5 Fórmula N. tradicional Ácido nitroso Ácido nítrico El fósforo, arsénico y antimonio forman ácidos especiales: Valencia 3 Si a los óxidos correspondientes se les suma una molécula de agua tenemos los ácidos META: Fórmula P2O3 + H2O = HPO2 N. tradicional Ácido metafosforoso QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 5 Valencia 3 5 P2O5 +H2O = HPO3 Ácido metafosfórico Si se les unen dos moléculas de agua se obtienen los ácidos PIRO: Fórmula P2O3 + 2H2O = H4P2O5 P2O5 +2H2O = H4P2O7 7 N. tradicional Ácido pirofosforoso Ácido pirofosforico El fósforo, arsénico y antimonio forman los ácidos ORTO cuando se les suman 3 moléculas de agua a los óxidos correspondientes. Valencia 3 Fórmula P2O3 + 3H2O = H6P2O6 = H3PO3 5 P2O5 +3H2O = H6P2O8 = H3PO4 N. tradicional Ácido ortofosforoso (A. Fosforoso) Ácido ortofosfórico (A. Fosfórico) *Hay algunos metales que también forman ácidos, como el cromo y el manganeso: Valencia 6 6 Fórmula CrO3 + H2O = H2CrO4 * Cr2O6 +H2O = H2Cr2O7 N. tradicional Ácido crómico Ácido dicrómico Valencia 6 7 Fórmula MnO3 + H2O = H2MnO4 Mn2O7 + H2O = H2Mn2O8 = HMnO4 N. tradicional Ácido mangánico Ácido permangánico EJERCICIO 4. COMPLETA LA TABLA. Fórmula N. sistemática N. stock Hidruro de calcio Hidruro de estroncio Hidruro de aluminio Hidruro de cobalto (II) N. tradicional ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Estibina Ácido clorhídrico Ácido sulfhídrico Ácido Iodhídrico Ácido hipocloroso Ácido Iodoso Ácido periódico Ácido hipofluoroso Ácido selenioso Ácido telúrico ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Borano Ácido permangánico Ácido metafosforoso Ácido metaantimónico Ácido pirofosfórico Ácido piroantimonioso Ácido ortofosforoso Ácido fosfórico N2O3 MgO Cl2O QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 8 EJERCICIO 5. COMPLETA LA TABLA. Fórmula N. sistemática ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- HPO2 H2SO4 HClO4 HBrO3 HIO HBr PH3 SbH3 HBrO2 H2SeO2 HI H2SeO3 N. stock ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Hidróxido de berilio Hidróxido de niquel (III) Hidróxido de plomo (II) N. tradicional Ácido crómico Ácido dicrómico Ácido carbónico 8. SALES DE ÁCIDOS HIDRÁCIDOS. Se obtienen sustituyendo los hidrógenos del ácido hidrácido correspondiente por un metal. Se nombran con el nombre del no metal terminado en –uro seguido del nombre del metal. Si el metal tiene más de una valencia se indica al final, en números romanos y entre paréntesis. El número de hidrógenos que se le quitan al ácido se le pone como subíndice al metal. Ácido hidrácido HF HCl HBr HI H2S H2Se H2Te Fórmula CaF2 FeCl2 N. stock (la más común) Fluoruro de calcio Cloruro de hierro (III) Bromuro de cadmio Yoduro de cromo (II) Pt2S4 = PtS2 Al2Se3 N. tradicional Fluoruro cálcico Cloruro férrico Telururo aúrico EJERCICIO 6. COMPLETA LA TABLA. Fórmula N. stock Cloruro de estaño (IV) N. tradicional Cloruro sódico Yoduro de plata Bromuro de cobalto (III) Sulfuro de plomo (IV) Seleniuro de cobre (II) Telururo de mercurio (I) QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 9 9. SALES DE ÁCIDOS OXÁCIDOS. Son compuestos ternarios formados por un metal, un no metal y el oxígeno. Se obtienen a partir de los ácidos oxácidos sustituyendo los hidrógenos de éstos por un metal. Vamos a estudiar dos tipos de sales de ácidos oxácidos, las sales neutras y las sales ácidas. 9.1. Sales neutras. Se obtienen sustituyendo todos los hidrógenos de un ácido oxácido por un metal. La valencia del metal se le pone como subíndice al resto del ácido sin los hidrógenos. El número de hidrógenos que se le quiten al ácido se le ponen como subíndice al metal. Se nombran sustituyendo los sufijos que utilizábamos en el ácido (-oso e –ico) por los sufijos -ito y -ato respectivamente. Prefijos y sufijos utilizados en los ácidos Prefijos y sufijos utilizados en las sales HIPO-OSO HIPO-ITO -OSO -ITO -ICO -ATO PER-ICO PER-ATO Puede ayudarte a recordar la equivalencia de sufijos la siguiente frase: Cuando el OSO toca el pITO, perICO toca el silbATO. Ácido de partida HClO HClO2 HClO3 HClO4 H2SO2 H2SO3 H2SO4 H4P2O7 Nombre del ácido Ácido hipocloroso Ácido cloroso Ácido clórico Ácido perclórico Ácido hiposulfuroso Ácido pirofosfórico Sal Ca(ClO)2 Ca(ClO2)2 Sn(ClO3)4 Li(ClO4) Ca2(SO2)2 = Ca(SO2) Pb2(SO3)4 = Pb(SO3)2 Al2(SO4)3 Fe4(P2O7)3 H3AsO3 Ácido ortoarsenioso K3(AsO3) Nombre de la sal Hipoclorito de calcio Clorito de calcio Clorato de estaño (IV) Perclorato de litio Hiposulfito de calcio Sulfito de plomo (IV) Sulfato de aluminio Pirofosfato de hierro (III) Ortoarsenito de potasio EJERCICIO 7. COMPLETA LA TABLA. Fórmula Nomenclatura Clorato de potasio Hipobromito de calcio Bromato de estaño (IV) Perclorato de mercurio (II) Sulfato de calcio Hiposelenito de cobre (II) Telurito de cobre (I) Metarseniato de hierro (III) Metantimonito de estaño (IV) Pirofosfato de calcio Piroarsenito de sodio Ortoantimoniato de níquel (III) Carbonato de sodio Silicato de potasio QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 10 9.2. Sales ácidas. Son compuestos que se obtienen sustituyendo PARTE DE LOS HIDRÓGENOS de un ácido oxácido por un metal. El número de hidrógenos que se le quitan al ácido se le pone como subíndice al metal y la valencia del metal se le pone como subíndice al resto del ácido. Se nombran con la palabra hidrógeno precedida de los prefijos di- (H2), tri- (H3) seguido del nombre de la sal correspondiente. Forman sales ácidos los no metales siguientes: S, Se, Te, y los ácido spiro y orto del P, As y Sb. Ácido de partida H2SO2 Nombre del ácido Ácido hiposulfuroso Sal Ca(HSO2)2 H2SO3 Ácido sulfuroso Pb(HSO3)4 H2SO4 Ácido sulfúrico Cr(HSO4)3 H4As2O5 Ácido piroarsenioso Sr(H3As2O5)2 H4Sb2O5 Ácido piroantimonioso Mg2(H2Sb2O5)2 = Mg(H2Sb2O5) Nombre de la sal Hidrógeno hiposulfito de calcio Hidrógeno sulfito de plomo (IV) Hidrógeno sulfato de cromo (III) Trihidrógeno piroarsenito de estroncio Dihidrógeno piroantimonito de Magnesio Trihidrógeno pirofosfito de calcio Dihidrógeno ortofosfito de potasio Hidrógeno ortofosfito de magnesio Hidrógeno carbonato de sodio = BICARBONATO SÓDICO 10. PERÓXIDOS. Se caracterizan por llevar el grupo PEROXO ( - O – O -) también representado O22-. Los podemos considerar como óxidos con más oxígeno del que corresponde por la valencia de este elemento. Valencia 1 Fórmula H2O2 1 2 2 Na2O2 Ca2O4 = CaO2 Ba2O4 =BaO2 Nomenclatura Peróxido de hidrógeno = Agua oxigenada Peróxido de sodio Peróxido de calcio Peróxido de bario Peróxido de potasio QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón Escribir la fórmula mínima de las siguientes sustancias: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. Óxido de bario Óxido de sodio Anhídrido sulfuroso Óxido de plata Óxido de aluminio Óxido de níquel (III) Óxido de cloro (VII) Óxido nitroso Anhídrido nitroso Hidruro de litio Cloruro de cobalto (III) Hidruro de plata Ácido bromhídrico Ácido sulfhídrico Amoniaco Ácido clorhídrico Peróxido de bario Hidruro de calcio Peróxido de sodio Óxido de estroncio Ácido clorhídrico Cloruro de sodio Fluoruro de calcio Yoduro de plomo (II) Bromuro potásico Arsenamina Sulfuro de bario tricloruro de arsénico Peróxido de litio Sulfuro de hierro (II) Ácido nítrico Ácido carbónico Ácido perclórico Ácido fosfórico Ácido metafosfórico Ácido sulfhídrico Ácido sulfúrico Ácido hipoiodoso Hidruro de magnesio Ácido silícico Hidróxido de calcio Hidróxido de hierro (III) Ácido nitroso Hidróxido de aluminio Bromuro de cobalto (II) Hidróxido de potasio Sulfato de calcio Cloruro de cobalto (III) Nitrito de litio Carbonato sódico Cloruro potásico Sulfuro de zinc Hipoiodito potásico Fosfato cálcico Hidrógenocarbonato potásico Hidrógeno sulfato de litio Peróxido de plata 11 QUIMICA 4to Año Profesor Oscar Daniel Alarcón 58. Hidrógreno ortoarseniato de potasio Colocar el nombre correspondiente a los siguientes compuestos: 1. BaO 2. Na2O 3. SO2 4. CaO 5. Ag2O 6. NiO 7. Cl2O7 8. P2O5 9. LiH 10. CaO 11. AgH 12. HBr 13. H2S 14. NH3 15. HCl 16. BaO 17. CaH2 18. Na2O2 19. PH3 20. Cs2O 21. PbI2 22. KBr 23. AsH3 24. BaS 25. AlCl3 26. Al2S3 27. Li2O 28. FeS 29. HNO3 30. H2CO3 31. HClO4 32. H3PO4 33. H4P2O5 34. HIO 35. H2S 36. MgH2 37. H2SiO3 38. Ca(OH)2 39. Fe(OH)3 40. HNO2 41. Al(OH)3 42. KOH 43. CaSO4 44. Al2(SiO3)3 45. CoCl2 46. LiNO2 47. Na2CO3 48. Ca3(PO4)2 49. KHCO3 50. ZnCl2 51. Na2CO3 52. HgO 53. NaOH 54. CH4 55. KIO 12