QUÍMICA Formulación química inorgánica

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QUÍMICA
Formulación química inorgánica
Conceptos básicos
Antes de estudiar como se formulan los compuestos químicos, es necesario definir algunos conceptos fundamentales,
como son: elemento químico (nombre y símbolo), compuestos químicos, fórmulas químicas, valencia y número de oxidación.
Elementos químicos. Compuestos químicos. Formulación química. Valencia y número de oxidación. Tabla Periódica de los elementos. Nomenclatura química. Clasificación de los compuestos en Química Inorgánica.
Elementos químicos
Son sustancias simples que no pueden descomponerse en otras más sencillas por
procedimientos químicos. Se caracterizan por su número atómico y por su número másico. A cada elemento se le asigna un nombre y un símbolo para identificarlo. El nombre proviene principalmente de voces griegas y latinas. El símbolo
consta de una o dos letras que coinciden con las iniciales del nombre en inglés,
excepto para aquellos elementos conocidos desde la antigüedad.
Isótopos son dos átomos que pertenecen al mismo elemento y tienen igual núme12
14
ro atómico, pero distinto número másico. Por ejemplo. el 6 C y el 6 C son isótopos del elemento C, con números másicos 12 y 14 y número atómico 6.
Número atómico Z:
Número de protones.
Número másico A:
Número de protones y
neutrones.
Protio:
1
H
Compuestos químicos
Un compuesto químico está formado por la unión de varios elementos químicos
combinados en proporciones fijas y que se pueden separar por procedimientos
químicos.
Los compuestos químicos se representan mediante fórmulas químicas.
Una fórmula indica la proporción entre el número de átomos que forman un compuesto.
Ejemplo:
La fórmula del agua H2O
indica que está formada
por hidrógeno y oxígeno
y, además, por cada átomo de oxígeno, hay dos
átomos de hidrógeno.
Formulación química
El objetivo de la formulación y de la nomenclatura química es que, a partir del nombre de un compuesto se
sepa cuál es su fórmula y, que a partir de la fórmula se sepa el nombre. Esto ha sido normalizado por la
IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada).
Valencia y número de oxidación
Valencia es la capacidad que tiene un de un elemento para combinarse con los
átomos de otros elementos y formar compuestos. Es un número positivo o negativo que indica el número de electrones que gana, pierde o comparte un átomo con
otro átomo o átomos.
Ejemplo: En el HCl, el cloro tiene valencia 1 porque se combina con un átomo de
hidrógeno (con valencia 1).
Número de oxidación de un átomo en un compuesto es un número entero que
representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un
compuesto determinado.
Ejemplo: En el CH4, el carbono tiene número de oxidación +4 y el hidrógeno +1.
Valencia:
Si se toma como referencia el hidrógeno, al que se
le asigna valencia 1, entonces valencia es el número de átomos de hidrógeno que se combinan o
equivalen a un átomo de
ese elemento.
Número de oxidación
Es un número entero que
representa el número de
electrones que un átomo
pone en juego cuando
forma un compuesto determinado.
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TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
A mediados del siglo XIX el número de elementos conocidos era tal, que los químicos de la época se plantearon la necesidad de clasificarlos de alguna forma, para facilitar su estudio y comprender mejor sus propiedades.
La Tabla Periódica o Sistema Periódico de los elementos es la ordenación que, atendiendo a diversos
criterios, distribuye los distintos elementos químicos conforme a ciertas características.
Suele atribuirse la tabla a Dimitri Mendeleiev, quien ordenó los elementos basándose en la
variación computacional de las propiedades químicas, si bien Julios Lotear Meyer trabajando
por separado, llevó a cabo una ordenación a partir de las propiedades físicas de los átomos.
En la actualidad se conocen 109 elementos que están colocados en orden creciente del número atómico (Z) en la Tabla Periódica.
Imagen tomada de Wikipedia
Imagen tomada de Wikipedia
Grupos
Son las columnas verticales de la Tabla Periódica. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la
misma valencia, y por ello, tienen características o propiedades similares entre si. Por ejemplo los elementos
en el grupo IA tienen valencia de 1.
Los grupos de la Tabla Periódica, numerados de izquierda a derecha son:
Grupo 1 (IA): metales alcalinos
Grupo 2 (IIA): metales alcalinotérreos
Grupo 3 al Grupo 12: metales de transición , metales nobles y metales mansos
Grupo 13 (IIIA): térreos
Grupo 14 (IVA): carbonoideos
Grupo 15 (VA): nitrogenoideos
Grupo 16 (VIA): calcógenos o anfígenos
Grupo 17 (VIIA): halógenos
Grupo 18 (Grupo VIII): gases nobles
Periodos
Son las filas horizontales de la Tabla Periódica. En este caso, los elementos que componen una misma fila
tienen propiedades diferentes pero masas similares.
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Valencias de los elementos más importantes del Sistema Periódico:
METALES
Valencia -1
Flúor
F
Sodio
Na
Potasio
K
Rubidio
Rb
Cesio
Cs
Francio
Fr
Plata
Ag
Valencias 1, 2
Cobre
Cu
Mercurio Hg
Valencia 2
Berilio
Be
Magnesio
Mg
Calcio
Ca
Estroncio
Sr
Cinc
Zn
Cadmio
Cd
Bario
Ba
Radio
Ra
Valencias 1,3
Oro
Au
Talio
Tl
Valencias 2,4
Platino
Pt
Plomo
Pb
Estaño
Sn
Valencias 2,3 6
Cromo
Cr
Valencia 1
Valencias
+/-1,3,5,7
Cloro
Cl
Bromo
Br
Yodo
I
Valencias 2
+/-3,4,5
Nitrógeno
N
Valencia 3
Aluminio
Al
Valencias 2,3
Níquel
Ni
Cobalto
Co
Hierro
Fe
Valencias 2,3,4,6,7
Manganeso
Mn
NO METALES
Flúor
F
Valencias
+/-2,4,6
Azufre
S
Selenio
Se
Teluro
Te
Valencias
+/-2,4
Carbono
C
Valencias +/-1
Hidrógeno H
Valencia 4
Silicio
Si
Valencia -2
Oxígeno
O
Valencias
+/-3,5
Fósforo
P
Arsénico
As
Antimonio
Sb
Valencia 3
Boro
B
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NOMENCLATURA QUÍMICA
Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para los compuestos inorgánicos:
o Sistemática
o De StocK
o Tradicional.
Nomenclatura sistemática
Para nombrar compuestos químicos según esta nomenclatura se utilizan los prefijos: MONO.., DI.., TRI.., TETRA.., PENTA.., HEXA.., HEPTA.., etc.
Ejemplo:
Trióxido de dicloro:
Cl2O3
Monóxido de diiodo:
I2O
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.
Ejemplo:
Hidróxido de hierro (II):
Fe(OH)2
Hidróxido de hierro (III):
Fe(OH)3
Nomenclatura tradicional
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.
Ejemplo:
Hidróxido de hierro (II):
Fe(OH)2
Hidróxido de hierro (III):
Fe(OH)3
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CLASIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS EN QUÍMICA INORGÁNICA
Los compuestos químicos inorgánicos se pueden clasificar de la siguiente forma:
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SUSTANCIAS SIMPLES
Las sustancias simples están formadas por átomos de un mismo elemento. En la naturaleza, salvo los gases
nobles y algunos metales en estado gaseoso, el resto se enlazan para formar agregados superiores.
Formulación
Las fórmulas de algunas sustancias simples están compuestas por el símbolo del elemento y un subíndice
que indica el número de átomos iguales que la forman. Los gases nobles son monoatómicos, por lo que se
formulan mediante símbolo del elemento: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.
Ejemplo: H2, O2, I2.
Nomenclatura
Se pueden encontrar moléculas biatómicas, triatómicas, tetratómicas, etc. y se nombran según la nomenclatura sistemática, que antepone el prefijo numeral di-, tri-, tetra-,…al nombre del elemento.
Fórmula
O2
O3
P4
C
N2
N. Sistemática
Oxígeno o dioxígeno
Ozono o trioxígeno
Fósforo o tetrafósforo
Carbono
Nitrógeno o dinitrógeno
Imagen tomada de Wikipedia
Otros conceptos relacionados que conviene recordar/consultar
Átomo. Ver ficha: Átomo: estructura.
Compuesto químico. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades.
Elemento químico. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades.
Fórmula química. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades.
Molécula. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades.
Número atómico y número másico. Ver ficha: Átomo: estructura.
Ejemplo
Escribir el símbolo de los metales de la Tabla Periódica con valencia +1, +2 y +3.
Solución:
Valencia +1: Li, Na, K, Rb, Cs y Ag
Valencia +2: Be, Mg, Ca , Sr, Ba, Ra, Zn y Cd
Valencia +3: Al
Ejercicio de autoevaluación
Escribir el símbolo de los no metales de la Tabla Periódica con valencia +1, +2, -3 y +3.
Solución:
Valencia +1: H
Valencia +2: O
Valencia -3 y +3: B
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