FORMULACIÓN 3º y 4º ESO. Por Miguel Sarabia del Castillo EXTRA 1: INTRODUCCIÓN A LA FORMULACIÓN Las valencias positivas son típicas de lo metales (que tienden a perder electrones) las valencias negativas son típicas en los No Metales (que tienden a ganar electrones). Aún con todo, todos los No metales y Metaloides –excepto el Yodo- tienen valencias positivas. En una fórmula el elemento con valencia positiva se coloca delante de la fórmula y el de negativa, detrás. Ej: Val. + FeH2 Val. – En unos pocos casos la fórmula no sigue las reglas anteriores. Para que una fórmula este bien es indispensable que tenga tantas cargas negativas como positivas. Ej: Fe con valencia 3+ , con hidrógeno de valencia 1- Fe1 (+3 x 1) H3(-1 x 3) Fe1(+3)H3(-3) Se suman las cargas y como resultado de carga obtenemos 0, la fórmula es correcta. HIDRUROS H + otros elementos El Hidrógeno usa 1+ Con No metales Ácidos Hidrácidos: Grupos 6A (2-) y 7A (1-) En estado gaseoso: elemento-uro de hidrógeno En estado líquido: Ácido raíz del elemento-hídrico Fórmula H2O H2S H2Se H2Te HF HCl HBr HI En Estado Gaseoso En Estado Líquido Grupo 6A : O, S, Se, Te Con valencia 2Agua Sulfuro de Hidrógeno Ácido Sulfhídrico Seleniuro de Hidrógeno Ácido Selenhídrico Telururo de Hidrógeno Ácido Telurhídrico Grupo 7A : F, Cl, Br, I Con valencia 1Fluoruro de Hidrógeno Ácido Fluorhídrico Cloruro de Hidrógeno Ácido Clorhídrico Bromuro de Hidrógeno Ácido Bromhídrico Yoduro de Hidrógeno Ácido Yodhídrico Grupos 4A (4-) y 5A (3-) Grupo 4A : C, Si, Con valencia 4Fórmula Nombre CH4 Metano SiH4 Silano Grupo 5A : N, P, Ar, Sb Con valencia 3Fórmula Nombre NH3 Amoníaco PH3 Fosfina AsH3 Arsina SbH3 Estibina Con Metales Metal + H Hidrógeno usa 1Tradicional: Hidruro + elemento con los sufijos Ej: FeH3: Hidruro férrico Sistemática (IUPAC): prefijo de cantidad Hidruro + prefijo de cantidad-elemento Ej: FeH3: Trihidruro de monohierro Stock (IUPAC): Hidruro + Elemento entre paréntesis valencia del elemento en números romanos. Sólo se utiliza cuando hay más de dos valencias Ej: FeH3: Hidruro de Hierro (III) Sufijos de Tradicional: Con dos valencias: -ico para la mayor; -oso para la menor Con tres valencias: hipo- elemento- oso para la menor: -oso para la 2ª; -ico para la mayor Con cuatro valencias: hipo- elemento- oso para la menor: -oso para la 2ª; -ico para la 3ª; per - elemento - ico para la mayor Ejs:CrH2: Hidruro hipocromoso CrH3: Hidruro cromoso CrH6: Hidruro crómico Prefijos de Sistemática (IUPAC) monoditritetrapenta- para cuando hay “un átomo” de elemento para cuando hay “dos átomos “ de elemento para cuando hay “tres átomos “ de elemento para cuando hay “cuatro átomos” de elemento para cuando hay “cinco átomos “ de elemento Así sucesivamente (hexa-; hepta- ; octo- ; ...) Ejs:CrH2: Dihidruro de cromo CrH3: Trihidruro de cromo CrH6: Tetrahidruro de cromo ÓXIDOS Con Metales Metal + O Oxígeno usa 2Se formulan igual que los Hidruros y mantienen las nomenclaturas Tradicional, Sistemática y Stock. A continuación hay varios ejemplos. Fórmula Al2O3 PtO2 HgO Li2O CaO Au2O3 Fe2O3 FeO Tradicional Óxido de aluminio Óxido platínico Óxido mercúrico Óxido de litio Óxido de calcio Óxido aúrico Óxido férrico Óxido ferroso Sistemática (IUPAC) Trióxido de dialumimio Dióxido de platino Monóxido de mercurio Monóxido de dilitio Monóxido de calcio Trióxido de dioro Trióxido de dihierro Monóxido de hierro Stock (IUPAC) Óxido de platino (IV) Óxido de mercurio (II) Óxido de oro (III) Óxido de hierro (III) Óxido de hierro (II) Con No Metales (Anhídridos) No metal + O No metal con valencia positiva y oxígeno con 2Se formula igual que con un metal, pero en la nomenclatura Tradicional se les llama anhídridos en vez de óxidos. Ahora veremos los óxidos del cloro: Fórmula Cl2O Cl2O3 Cl2O5 Cl2O7 Tradicional Anhídrido hipocloroso Anhídrido cloroso Anhídrido clórico Anhídrido perclórico Sistemática (IUPAC) Monóxido de dicloro Trióxido de dicloro Pentaóxido de dicloro Heptaóxido de dicloro Stock (IUPAC) Óxido de cloro (I) Óxido de cloro (III) Óxido de cloro (V) Óxido de cloro (VII) EXTRA 2: CUIDADO CON EL NITRÓGENO Y EL MANGANESO Si te fijas tanto el Nitrógeno como el Manganeso tienen 5 valencias positivas, como no siguen ninguna norma en concreto para la nomenclatura tradicional, no es necesario que te los aprendas de memoria. Con estos compuestos, simplemente no los nombres con la nomenclatura Tradicional. Así que cuidado con el Nitrógeno y el Manganeso. HIDRÓXIDOS Metal + (OH)– (grupo Hidróxilo) (OH)– usa 1Se fórmula siguiendo las nomenclaturas Tradicional, Sistemática y Stock. Un truco para formular los hidróxidos es ver el grupo hidróxilo como un elemento. Cuando hay más de dos grupos (OH)– el grupo se coloca entre paréntesis y el subíndice fuera. Veamos unos ejemplos: Fórmula LiOH Fe(OH)2 CuOH Co(OH)3 Tradicional Hidróxido de litio Hidróxido ferroso Hidróxido cuproso Hidróxido cobáltico Sistemática (IUPAC) Stock (IUPAC) Monohidróxido de litio Dihidróxido de hierro Hidróxido de hierro (II) Monohidróxido de cobre Hidróxido de cobre (I) Trihidróxido de cobalto Hidróxido de cobalto (III) SALES BINARIAS Metal + No Metal No Metal con valencia negativa; Metal con valencia positiva Para todas las nomenclaturas: No metal-uro + Metal Teniendo en cuenta esto, siguen las reglas de las nomenclaturas Ejemplos: Fórmula FeCl3 LiF Al2Se3 PbBr4 Tradicional Cloruro férrico Fluoruro de litio Seleniuro de aluminio Bromuro de plúmbico Sistemática (IUPAC) Stock (IUPAC) Tricloruro de hierro Cloruro de hierro (III) Monofluoruro de litio Triseleniuro de dialuminio Tetrabromuro de plomo Bromuro de plomo (IV) ÁCIDOS OXÁCIDOS H + No metal + O Hidrógeno con 1+;No metal con valencia positiva; Oxígeno con 2El Cromo (Cr) y el Manganeso (Mn) pueden también formar ácidos Se hacen de la siguiente forma: Si el elemento a combinar tiene valencia par, hay dos hidrógenos. Si el elemento a combinar tiene valencia impar, hay un hidrógeno. Se suman las valencias positivas y se dividen entre 2 (valencia del oxígeno), el número resultante es el número de oxígenos. Ejs: Cloro (Cl) con valencia +1 (valencia impar 1 Hidrógeno) H1 (1 x1= 1)Cl1 (1 x 1 = 1) (H + Cl = 2) 2 entre 2 igual a 1, entonces hay un oxígeno H1(+1 x1 =1)Cl1(+1x1 =1) (H + Cl = 2)O1(-2 x 1 = -2) 2+ (-2)=0, la fórmula es correcta HClO Azufre (S) con valencia +6 (valencia par 2 Hidrógenos) H2 (1 x 2= 2)S1 (1 x 6 = 6) (H + S = 8) 8 entre 2 igual a 4, entonces hay 4 oxígenos H1(+1 x2 =2)S1(+1x6 =6) (H + Cl = 8)O4(-2 x 4 = -8) 8+ (-8)=0, la fórmula es correcta H2SO4 Nomenclatura tradicional: ácido + elemento (con los prefijos y sufijos de la nomenclatura tradicional) Ejs: HClO ácido hipocloroso H2SO4 ácido sulfúrico Nomenclatura IUPAC: prefijo de cantidad(refiriéndose al oxígeno)+oxo+ elemento-ato + (entre paréntesis valencia del elemento con nº romanos)+ de hidrógeno. El prefijo mono- no se utiliza .Ejs: HClO oxoclorato (I) de hidrógeno H2SO4 tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno Algunos ejemplos de ácidos oxácidos: Fórmula H2TeO3 H2CO3 HBO2 HBrO4 Tradicional Ácido teluroso Ácido carbónico Ácido bórico Ácido perbrómico IUPAC Trioxotelurato (IV) de hidrógeno Trioxocarbonato (IV) de hidrógeno Dioxoborato (III) de Hidrógeno Tetraoxobromato (VII) de hidrógeno EXTRA 3: EXCEPCIONES CON VALENCIAS EN LOS ÁCIDOS Algunos elementos no tienen todas sus valencias en los ácidos son los siguientes: Fórmula H2CrO4 H2MnO4 HMnO4 HNO HNO2 HNO3 Tradicional IUPAC Cromo (Cr) en los ácidos sólo con 6+ Ácido crómico Tetraoxocromato (VI) de hidrógeno Manganeso en los ácidos sólo con 6+ y 7+ Ácido mangánico Tetraoxomanganato(VI) de hidrógeno Ácido permangánico Tetraoxomanganato (VII) de hidrógeno Nitrógeno en los ácidos sólo con 1+, 3+, 5+ Ácido hiponitroso Oxonitrato (I) de hidrógeno Ácido nitroso Dioxonitrato (III) de hidrógeno Ácido nítrico Trioxonitrato (V) de hidrógeno Además el Carbono (C) y el Silicio usan sólo (Si) 4+ ÁCIDOS ORTO Los ácidos orto se forman añadiendo a cualquier ácido agua (H2O). Nota: teniendo en cuenta alguna excepción de los ácidos orto (Extra 4) es conveniente saber que los Ácidos Oxácidos normales se llaman meta. También tienes que tener en cuenta que a cada ácido se le añaden un número determinado de H2O, pero como lo que interesa es aprender el mecanismo de formulación, aquí lo haremos como si a todos los ácidos se les añadiera un H2O. Ejs: Seleccionamos un ácido cualquiera, en este caso H2SO3 (ácido sulfuroso); le sumamos agua H2SO3 + H2O = H4SO4. Para nombrarlos por la nomenclatura tradicional añadimos orto- al elemento, por la IUPAC no hay cambios. Aquí está la tabla de los ejemplos: Fórmula H3NO3 H4SeO4 H3BrO4 H3IO5 Tradicional Ácido ortonitroso Ácido ortoselenioso Ácido ortobrómico Ácido ortoperyódico IUPAC Trioxonitrato (III) de hidrógeno Tetraoxoseleniato (IV) de hidrógeno Tetraoxobromato (V) de hidrógeno Pentaoxoyodato (VII) de hidrógeno Hay un truco para reconocer los ácidos orto, y es que si hay más de dos hidrógenos en el ácido, éste será un ácido orto. EXTRA 4: EXCEPCIONES EN LOS ORTO CON LA NOMENCLATURA TRADICIONAL Debido a que algunos ácidos orto son mucho más abundantes que los meta (“los normales”), hay excepciones; y a los ácidos orto siguientes se les quita el prefijo orto. (Estos compuestos sí existen) Fórmula Tradicional (excepción) IUPAC Con el Fósforo (P), se especifica meta y no orto HPO3 Ácido metafosfórico Trioxofosfato (V) de hidrógeno H3PO4 Ácido fosfórico Tetraoxofosfato (V) de hidrógeno HPO2 Ácido metafosforoso Dioxofosfato (III) de hidrógeno H3PO3 Ácido fosforoso Trioxofosfato (III) de hidrógeno Con el Arsénico (As) igual que con el fósforo HAsO3 Ácido metarsénico Trioxoarseniato (V) de hidrógeno H3AsO4 Ácido arsénico Tetraoxoarseniato (V) de hidrógeno HAsO2 Ácido metarsenioso Dioxoarseniato (III) de hidrógeno H3AsO3 Ácido arsenioso Trioxoarseniato (III) de hidrógeno Con el Silicio (Si) y el Boro (B) se especifican las dos – meta y ortoH2SiO3 Ácido metasilícico Trioxosilicato (IV) de hidrógeno H4SiO4 Ácido ortosilícico Tetraoxosilicato (IV) de hidrógeno HBO2 Ácido metabórico Dioxoborato (III) de hidrógeno H3BO3 Ácido ortobórico Trioxoborato (III) de hidrógeno ÁCIDOS DI Los ácidos Di se forman sumando el elemento más si mismo y restándole agua (H2O). Ej: Seleccionamos un ácido cualquiera, en este caso H2SO4 (ácido sulfúrico); le sumamos otro sumamos H2SO4 y le restamos H2O H2SO4 + H2SO4 - H2O = H2S2O7 Para nombrarlos añadimos el prefijo di- en las dos nomenclaturas. En la nomenclatura IUPAC colocamos este interfijo entre el –oxo- y el nombre del elemento Ejemplos: Fórmula H2Se2O5 H2S2O5 H2S2O7 H2C2O5 Tradicional Ácido diselenioso Ácido disulfuroso Ácido disulfúrico Ácido dicarbónico IUPAC Pentaoxodiseleniato (VI) de hidrógeno Pentaoxodisulfato (IV) de hidrógeno Heptaoxodisulfato (VI) de hidrógeno Pentaoxodicarbonato (IV) de hidrógeno Los ácidos di se reconocen muy fácilmente porque el elemento del medio de la fórmula está duplicado. Nota: Presta atención con los compuestos del Extra 4, al convertirlos en ácidos Di. En estos casos no te sorprendas de ver más de dos H: Fórmula Tradicional H4As2O5 Ácido diarsenioso H4P2O7 Ácido difosfórico H4P2O5 Ácido difosforoso IUPAC Pentaoxodiarseniato (III) de hidrógeno Heptaoxodifosfato (V) de hidrógeno Pentaoxodifosfato (III) de hidrógeno SALES TERCIARIAS Para hacerlas eliminamos el/los hidrógeno/s obteniendo un grupo cargado negativamente (que actuará como un elemento) que podremos combinar con un metal. Es decir, H2SO4, sustraemos los hidrógenos, (SO4)-2 y obtenemos un grupo que podremos combinar con un metal. Como el hidrógeno tiene valencia 1-, al grupo le faltaran tantas cargas como hidrógenos tenga el ácido. Para combinarlo con el metal tomamos el número de cargas negativas como valencia y formulamos normalmente. Cuando hay más de dos grupos de ácidos, el grupo se coloca entre paréntesis y el subíndice fuera. Ej: Grupo (SO4)-2 con Hierro de valencia 3+ Fe2(SO4)3 También podemos formar sales terciarias a base de ácidos orto y di. Para nombrar las sales terciarias: En la nomenclatura Tradicional: si el ácido acaba en –oso en las sales binarias utilizaremos el sufijo –ito. Ej: Fe (2) con (SO3)-2 (que viene del H2SO3, ácido sulfuroso) FeSO3 (sulfito ferroso); si el ácido acaba en –ico en las sales binarias utilizaremos el sufijo -ato Ej: Fe (2) con (ClO3)-1 (que viene del HClO3, ácido clórico) Fe(ClO3)2 (clorato ferroso); cuando tenemos un ácido con los prefijos hipo- y per- mantenemos estos prefijos en la sal binaria. Ej: HBrO4 (Usa valencia 7) con níquel de valencia 2 Ni(BrO4)2 (es decir, perbromato niqueloso); K2TeO3 (telurito de potasio). En la nomenclatura IUPAC: mantiene las reglas normales salvo que en vez de acabar con de hidrógeno acaba con el nombre del metal más su valencia entre paréntesis. Ej: FeSO3 trioxosulfato (IV) de hierro (II). Ejemplos Fórmula Al2(SO3)3 CaSO4 Pb(ClO)2 Ca3(PO3)2 Fe2(Cr2O7)3 Tradicional Sulfito de aluminio Sulfato de calcio Hipoclorito plumboso Fosfito de calcio Dicromato férrico IUPAC Trioxosulfato (IV) de aluminio Tetraoxosulfato (VI) de calcio Oxoclorato (I) de plomo (II) Trioxofostato (III) de calcio Heptaoxodicromato (VI) de hierro (III) EXTRA 5: VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS MÁS COMUNES Grupo Elementos del grupo Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Rubidio (Rb) Cesio (Cs),Francio (Fr) Alcalinos Alcalinotérreos Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Estroncio (Sr), Bario (Ba), Radio (Ra) Boro (B) Térreos Aluminio (Al), Galio (Ga) Carbono (C), Silicio (Si) , Germanio (Ge) Carbonoideos Estaño (Sn), Plomo (Pb) Nitrógeno (N) Nitrogenoideos Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb) Oxígeno (O) Anfígenos Azufre (S), Selenio (Se), Teluro (Te) Flúor (F) Halógenos Cloro (Cl), Bromo (Br), Yodo (I) Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni) Cromo (Cr) Manganeso (Mn) Oro (Au) Otros Paladio (Pd), Platino (Pt), Iridio (Ir) Elementos Hidrógeno (H) Mercurio (Hg), Cobre (Cu) Plata (Ag) Cinc (Zn), Cadmio (Cd) Valencias 1+ 2+ 3+, 33+ 2+, 4+, 42+, 4+ 1+, 2+, 3+, 4+, 5+, 3- 3+, 5+, 322+, 4+, 6+, 21+ 1+, 3+, 5+, 7+, 1- 2+, 3+ 2+, 3+, 6+ 2+, 3+, 4+, 6+, 7+ 1+, 3+ 2+, 4+ 1+, 11+, 2+ 1+ 2+