Formulación de Química Inorgánica

Colegio Ntra. Sra. de los Remedios. Valencia de Alcántara
Formulación de Química Inorgánica
Conceptos básicos:
Elemento químico: sustancia que no puede descomponerse en otra más sencilla por
procedimientos químicos ordinarios. Cobre, plata, oro, sodio, azufre…
Compuesto químico: Es toda sustancia formada por la combinación de 2 o más
elementos químicos. Agua (hidrógeno + oxígeno), hipoclorito de sodio (cloro + oxígeno +
sodio)
Átomo: la parte más pequeña de un elemento que puede entrar en combinación química.
Molécula: porción más pequeña de un compuesto químico que puede existir con carácter
independiente.
Símbolo químico: Forma de representar un elemento químico. La letra inicial del símbolo
se escribe con mayúscula. Helio: He; sodio: Na.
Fórmula química: Representación escrita de una molécula. Agua: H2O; ácido nítrico:
HNO3.
Clasificación de los compuestos químicos inorgánicos
•
Compuestos binarios:
- hidrógeno
- hidruros metálicos
- (hidruros volátiles)
- haluros de hidrógeno
- oxígeno
- metales
- óxidos metálicos
(óxidos básicos)
- peróxidos
- no metal
- óxidos no metálicos
(Anhídridos)
- metal–no metal
- sales binarias (neutras)
- no metal – no metal (sales volátiles)
•
Compuestos ternarios: - hidróxidos
- Ácidos oxoácidos
- Oxisales
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•
Compuestos cuaternarios:
- sales ácidas
Formulación de Compuestos Binarios del hidrógeno
-
Hidruros metálicos
Son las combinaciones del hidrógeno con los metales.
Se formulan poniendo el símbolo del metal a la izquierda y el del hidrógeno a la
derecha. Con la nomenclatura sistemática se nombran anteponiendo a la palabra hidruro
prefijos numerales que indican el número de átomos de hidrógeno presente en la
molécula. Con la nomenclatura de stock se nombran con la palabra hidruro seguida del
nombre del metal e indicando entre paréntesis su valencia en números romanos solo en
el caso de que el metal presente más de una valencia.
FÓRMULA
AlH3
CuH2
SISTEMÁTICA
Trihidruro de aluminio
Dihidruro de cobre
STOCK
Hidruro de aluminio
Hidruro de cobre (II)
*hidruros volátiles.
Los elementos que forman estos compuestos son B, C, Si, N, P, As y Sb. El C y el
Si actúan con valencia 4 y los demás con valencia 3. Se formulan con el símbolo del no
metal y a continuación el del hidrógeno a la derecha. Sus nomenclaturas son:
BH3
B2H6
CH4
SiH4
NH3
PH3
AsH3
SbH3
-
N. tradicional
Borano
Diborano
Metano
Silano
Amoniaco
Fosfina
Arsina
Estibina
N. sistemática
trihidruro de boro
hexahidruro de diboro
metano
tetrahidruro de silicio
trihidruro de nitrógeno
trihidruro de fósforo
trihidruro de arsénico
trihidruro de antimonio
Haluros de hidrógeno
Resultan de combinar hidrógeno con un no metal.
El hidrógeno actúa con valencia +1 (H1+) y los no metales con su valencia negativa.
EN DISOLUC. ACUOSA
FÓRMULA
SISTEMÁTICA
(TRADICIONAL)
HCl
Cloruro de hidrógeno
ácido clorhídrico
H2Se
Seleniuro de hidrógeno
ácido selenhídrico
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Formulación de Compuestos Binarios del oxígeno: Óxidos, anhídridos y peróxidos.
Óxidos y anhídridos
Son combinaciones del oxígeno con metales (óxidos básicos) y no metales (anhídridos).
El oxígeno actúa con valencia -2 (O2-) y el otro elemento con cualquiera de sus valencias
positivas. Se formulan poniendo a la izquierda el símbolo del metal ( o el no metal) y el
oxígeno a la derecha y se intercambian las valencias colocándose como un subíndice.
M2On (si n es par se divide por dos los subíndices para simplificar la fórmula).
Se nombran según las nomenclaturas: tradicional, sistemática y stock.
- Sistemática: se nombra con la palabra óxido y el nombre del elemento
utilizando prefijos numerales que indican el número de átomos que hay de cada
elemento.
Fe2O2 = FeO = monóxido de hierro
Fe2O3 =trióxido de dihierro
Ca2O2 = CaO = monóxido de calcio
Cl2O5 = pentaóxido de dicloro
SO2 = dióxido de azufre.
- Stock: la palabra óxido seguida del nombre del elemento y si este presenta
más de una valencia se pone ésta entre paréntesis en números romanos.
Fe2O2 = FeO = óxido de hierro(II)
Fe2O3 =óxido de hierro(III)
Ca2O2 = CaO =óxido de calcio
NOMENCLATURA TRADICIONAL
Óxidos básicos: En la nomenclatura tradicional se utiliza la palabra óxido
seguida del metal al que se añade la terminación –oso o –ico para indicar si se refiere a
la menor o mayor valencia del metal respectivamente.
FeO: Óxido ferroso
Fe2O3: óxido férrico
Óxidos ácidos o anhídridos: En la nomenclatura tradicional se utiliza la palabra
anhídrido seguida del
no metal. En este caso, los no metales pueden presentar 4
valencias o 3 valencias. En el caso de presentar 4 valencias se utilizan los términos
hipo…oso, -oso, -ico y per…ico en orden creciente desde la menor a la mayor valencia
respectivamente.
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VALENCIA
1
3
5
7
COMPUESTO
Cl2O
Cl2O3
Cl2O5
Cl2O7
NOMBRE
Anhídrido hipocloroso
Anhídrido cloroso
Anhídrido clórico
Anhídrido perclórico
En el caso de presentar 3 valencias se utilizan los términos hipo…oso, -oso e -ico
en orden creciente desde la menor a la mayor valencia respectivamente.
VALENCIA
2
4
6
-
COMPUESTO
SO
SO2
SO3
NOMBRE
Anhídrido hiposulfuroso
Anhídrido sulfuroso
Anhídrido sulfúrico
Peróxidos
Son combinaciones de los metales con el grupo peróxido: O2=
Se formula poniendo el símbolo del metal, a continuación el grupo peróxido y
luego se intercambian las valencias.
Ca2(O2)2 = CaO2
En la nomenclatura sistemática se utilizan la palabra óxido y los prefijos
numerales.
CaO2
Na2O2
N. tradicional
peróxido de calcio
peróxido de sodio
N. sistemática
dióxido de calcio
dióxido de disodio
ATENCIÓN: el subíndice 2 del grupo peróxido no se simplifica.
•
Combinaciones Metal – No Metal. (sales neutras binarias)
Son combinaciones de una metal con un no metal. En estos compuestos, el metal
actúa con cualquiera de sus valencias positivas, mientras que el no metal actúa con la
valencia negativa. Para formular se coloca el símbolo del metal a la izquierda y el del no
metal a la derecha, e intercambiamos las valencias.
- En la nomenclatura tradicional se nombra primero el no metal acabando su
nombre en –uro y a continuación se nombra el metal que si presenta más de una valencia
, se le añadirán los sufijos –oso para la menor e –ico para la mayor.
FeS = sulfuro ferroso
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- En la nomenclatura sistemática se nombran con el no metal acabado en –uro
seguido con el nombre del meta e indicando con prefijos numerales el número de
átomos que hay de cada uno de ellos.
FeS = monosulfuro de hierro
Fe2S3 = trisulfuro de dihierro.
- En la nomenclatura de stock se nombran con el nombre del no metal acabado en
–uro seguido del nombre del metal que si presenta más de una valencia se indicará
entre paréntesis y en números romanos.
FeS = sulfuro de hierro(II)
•
Combinaciones No Metal – NO Metal. (sales volátiles)
Se nombran acabando en –uro el nombre del elemento que se sitúa a la derecha
de la fórmula. Este no metal actúa con la misma valencia que los hidruros(la menor)
mientras que el elemento situado a la izquierda podrá actuar con todas sus posibles
valencias.
B3P3 = BP = fosfuro de boro
BrF3 = trifluoruro de bromo
BrF = fluoruro de bromo(I)
Formulación de Compuestos Ternarios.
Hidróxidos.
Los hidróxidos son combinaciones de los metales con el grupo hidróxido (OH-).
Se formulan con el símbolo del metal y con el grupo OH entre paréntesis, y como
subíndice la valencia del metal.
•
M(OH)n
Se pueden utilizar para nombrar estos compuestos las tres nomenclaturas pero
la más correcta la nomenclatura de stock:
- Stock: la palabra hidróxido más el nombre del metal con la valencia de este
entre paréntesis y en números romanos si presenta más de una valencia.
Pb(OH)2 = hidróxido plumboso / dihidróxido de plomo / hidróxido de plomo (II)
Mg(OH)2 = hidróxido de magnesio / dihidróxido de magnesio / hidróxido de magnesio
Trihidróxido de bismuto = Bi(OH)3
Hidróxido platinico = Pt(OH)4
•
Ácidos oxoacidos.
Son compuestos ternarios formados por hidrogeno, un no metal y oxígeno en cuya
formula se disponen de la siguiente manera:
HaNmbOc
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En general se formulan a partir de los óxidos no metálicos (anhídridos)
sumando una molécula de H2O. Si la formula final se puede simplificar se
simplifica.
Cl:
1
3
5
7
Cl2O + H2O
Cl2O3 + H2O
Cl2O5 + H2O
Cl2O3 + H2O
H2Cl2O2
H2Cl2O4
H2Cl2O6
H2Cl2O8
HClO
HClO2
HClO3
HClO4
En la nomenclatura tradicional se nombran lo mismo que los anhídridos pero
cambiando la palabra anhídrido por ácido.
En la nomenclatura sistemática nombramos primero con la palabra oxo a la que
pondremos prefijos numerales que indique el número de oxígenos, seguido a él, el
nombre del no metal terminado en “- ato” e indicando entre paréntesis la valencia con la
que actúa en números romanos, y a continuación “de hidrogeno”.
HClO
HClO2
HClO3
HClO4
oxoclorato (I) de hidrogeno
dioxoclorato (III) de hidrogeno
trioxoclorato (V) de hidrogeno
tetraoxoclorato (VII) de hidrogeno
En la nomenclatura sistemática funcional se nombra primero con la palabra
ácido, seguido del nombre del no metal acabado en ico anteponiéndole el prefijo oxo y
prefijos numerales que indiquen el número de oxígenos, y por último la valencia del no
metal entre paréntesis en números romanos.
HClO
HClO2
HClO3
HClO4
•
ácido oxoclórico (I)
ácido dioxoclórico (III)
ácido trioxoclórico (V)
ácido tetraoxoclórico (VII)
Ácidos Polihidratados
Existen algunos elementos químicos que la formar los ácidos pueden añadir más
de una molécula de agua. Es el caso del fósforo, del arsénico, del silicio y del boro. En
este caso hay que distinguir mediante prefijos el ácido que ha adicionado una molécula
de agua del que ha adicionado más de una molécula de agua.
El prefijo meta indica que ha adicionado una molécula de H2O; y el prefijo orto
que ha adicionado el mayor número de moléculas de H2O. Para el fósforo, el arsénico y
el boro son tres moléculas de agua y para el silicio dos:
P2O3 + H2O
P2O3 + 3H2O
H2P2O4
H6P2O6
HPO2
H3PO3
ácido metafosforoso
ácido ortofosforoso
P2O5 + H2O
P2O5 + 3H2O
H2P2O6
H6P2O8
HPO3
H3PO4
ácido metafosfórico
ácido ortofosfórico
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El prefijo orto casi nunca se utiliza para los ácidos del fósforo y el arsénico.
Diácidos.
Se forman tomando dos moléculas del ácido y restándole una molécula de agua.
Se nombran como los ácidos de los que proceden solo que anteponiéndole el prefijo di-.
•
Ácido dicrómico
1º ácido crómico: Cr2O6 ÆCrO3 + H2O = H2CrO4
2º 2H2CrO4 – H2O = H2Cr2O7
Para formar los ácidos difosforoso, difosfórico, diarsenioso, diarsénico, se
parte de dos moléculas del ortoácido y se le resta una de agua.
Ácido difosfórico
1º ácido fosfórico: P2O5 + 3H2O Æ H3PO4
2º 2H3PO4 - H2O ÆH4P2O7
ácido diarsenioso
1º ácido arsenioso: As2O3 + 3H2O Æ H6As2O6 ÆH3AsO3
2º 2H3AsO3 - H2OÆH4As2O5
NOTA: solo se pueden formar diácidos cuando en lo formula del oxoácido hay por lo
menos dos moléculas de hidrógeno.
•
Oxisales
1) IONES NEGATIVOS (ANIONES) EN LOS ÁCIDOS OXÁCIDOS.
Los ácidos oxoácidos están constituidos por hidrógeno (H), un no metal (X) y
oxígeno (O), con fórmula general H (XO), por ejemplo, H2(SO)4: Ácido sulfúrico.
Como ocurre en todo compuesto binario (formado por dos elementos), siempre
se van a combinar dos iones: un catión con carga positiva y un anión con carga
negativa (por ejemplo, Fe3+ se une con O2- y obtenemos Fe2O3, óxido férrico).
En los ácidos oxácidos, el catión es H+ y el anión es (XO) con carga
negativa.
Así, si queremos separar un ácido oxoácido en sus iones y conocer la valencia del
anión, solamente nos fijaremos en el subíndice del hidrógeno(H3, por ejemplo) y
sabremos cual es la valencia del anión (en nuestro ejemplo, la valencia sería 3- pues el
hidrógeno tenía como subíndice el 3, H3).
Ejemplos:
H2 SO4:
(SO4)2-
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H3 PO4:
(PO4)3-
H ClO4:
(ClO4)1- o simplememte (ClO4)-
NOMENCLATURA DE LOS ANIONES:
ACIDO
ANIÓN
HIPO- OSO
HIPO-ITO
-OSO
-ITO
-ICO
-ATO
PER-ICO
PER-ATO
Ejemplos:
Acido clórico……………………………………………...Clorato
Acido yodoso....................................................yodito
Acido perbrómico..........................................perbromato.
Es importante conocer la valencia del anión para poder formar oxisales
2) SALES NEUTRAS U OXISALES.
Son compuestos ternarios constituidos por un no metal, oxígeno y metal.
Resultan de sustituir en el ácido correspondiente el hidrógeno por el metal (catión).
Ejemplo:
Carbonato de sodio:
Esta compuesto procede del ácido carbónico (ver tabla anterior) que es H2 CO3,
el anión carbonato es, según vimos antes, (CO3)2-. El sodio (Na) tiene valencia 1 (Na1+).
Si lo unimos con el anión carbonato e intercambiamos la valencia de ambos iones
obtenemos que el carbonato de sodio es Na2 CO3
Sulfato de hierro (III):
Proviene del ácido sulfúrico, que es H2SO4.
La valencia del hierro es 3 (Fe3+), así que si lo unimos con el anión sulfato (SO4)2- e
intercambiamos valencia obtenemos:
Fe2(SO4)3
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Formulación de Compuestos Cuaternarios.
Sales Ácidas.
Se obtienen a partir de los oxoácidos, sustituyendo por un metal parte de sus
hidrógenos, por tanto solo podrán formar estas sales aquellos oxoácidos que tengan dos
o más moléculas de hidrógeno.
Se formulan poniendo el símbolo del metal y a continuación el resto del oxoácido.
•
M(HXO)
Como subíndice al metal se le pone el número de hidrógenos que se ha sustituido,
y el resto del oxoácido entre paréntesis, como subíndice se le pone la valencia del
metal.
Se nombran exactamente igual que las sales neutras solo que anteponiéndole la
palabra hidrógeno e indicando con prefijos numerales el número de hidrógenos que hay
en la fórmula de la sal.
(anhídrido carbónico) CO2 Æ formamos el ácido carbónico Æ CO2 + H2O Æ
H2CO3 Æ sustituimos una molécula de hidrógeno por una de hierro con valencia II, y
obtenemos el hidrogenocarbonato ferroso o de hierro (II) Æ Fe(HCO2)2
(anhídrido fosfórico) P2O5 Æ formamos el ácido ortofosfórico Æ P2O5 + 3H2O
Æ H3PO4 Æ sustituimos una molécula de hidrógeno por una de hierro con valencia III,
y obtenemos el dihidrogenofosfato férrico o de hierro (III) Æ Fe(H2PO4)3
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ANEXO.
VALENCIA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁS FRECUENTES
No metales
ELEMENTOS SÍMBOLOS VALENCIAS ELEMENTOS SÍMBOLOS VALENCIAS
HIDRÓGENO
FLÚOR
CLORO
BROMO
YODO
H
F
Cl
Br
I
-1
1
OXÍGENO
O
-2
AZUFRE
SELENIO
TELURO
S
Se
Te
-2 2 4 6
-1
-1
1357
NITRÓGENO
FÓSFORO
N
P
12345
135
ARSÉNICO
ANTIMONIO
As
sb
-3
35
BORO
BISMUTO
CARBONO
SILICIO
B
Bi
-3
-3
3
35
C
Si
-4
24
4
Metales
ELEMENTOS SÍMBOLOS VALENCIAS ELEMENTOS SÍMBOLOS VALENCIAS
LITIO
SODIO
POTASIO
RUBIDIO
CESIO
FRANCIO
PLATA
AMONIO
BERILIO
MAGNESIO
CALCIO
ESTRONCIO
BARIO
RADIO
CADMIO
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Ag
NH4+
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
Cd
COBRE
MERCURIO
Cu
Hg
1 2
ALUMINIO
Al
3
ORO
Au
1 3
HIERRO
COBALTO
NIQUEL
Fe
Co
Ni
Sn
Pb
Pt
Ir
1
2
ESTAÑO
PLOMO
PLATINO
IRIDIO
2
3
2 4
CROMO
Cr
236
MANGANESO
Mn
23467
10