Compuestos terciarios

FORMULACION 4º E.S.O.
4.3. COMPUESTOS TERNARIOS.
4.3.1. ÁCIDOS I.
Los ácidos u oxiácidos son compuestos ternarios, formados por tres
elementos distintos: hidrógeno, que actúa con su estado de oxidación 1,
oxígeno, que siempre actúa con estado de oxidación -2 y un tercer elemento
de la tabla periódica, que actuará con un estado de oxidación positivo.
La fórmula de los oxiácidos empieza por el símbolo del hidrógeno, a
continuación el símbolo del elemento y, finalmente, el símbolo del oxígeno,
cada uno con un subíndice de forma que la suma de los estados de oxidación
de los átomos de la fórmula sea 0 y recordando que la valencia es el estado
de oxidación sin considerar su signo:
HaEbOc
a + b·VE - 2·c = 0
Conocida la fórmula, es posible calcular la valencia del átomo central, sin más
que aplicar esa fórmula. Así, para el H4P2O7 el fósforo tendrá como valencia:
a + b·VE - 2·c = 0
4 + 2·VE - 2·7 = 0
4 + 2·VE - 14 = 0
2·VE - 10 = 0
2·VE = 10
VE = 5
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En la nomenclatura sistemática, el nombre empieza con el sustantivo ácido,
después sigue una palabra que se obtiene con un prefijo que indica el
subíndice del oxígeno y que se aplica a la raíz oxo, un prefijo que indica el
subíndice del elemento central, y la raíz del nombre de dicho elemento con el
sufijo ico y, entre paréntesis y en números romanos, su valencia:
H4P2O7
H2SO4
Ácido heptaoxodifosfórico(V)
Ácido tetraoxosulfúrico(VI)
Conocida la fórmula, determinar el nombre es calcular la valencia del
elemento central y leer la fórmula de derecha a izquierda:
Para determinar el nombre del ácido cuya fórmula es H2Cr2O7,
determinamos primero su valencia.
Recordando que a es el subíndice del hidrógeno, b el del elemento
central, VE su valencia y c el subíndice del oxígeno:
a + b · VE - 2 · c = 0
2 + 2 · VCr - 2 · 7 = 0
2 + 2 · VCr = 14 – 2
2 · VCr = 12
12
VCr =
=6
2
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Una vez conocida la valencia, el nombre es fácil leyendo la fórmula de
derecha a izquierda:
H2Cr2O7
7O2Cr2H
7 - O - 2 - Cr - 2 -H
Hepta - oxo - di - cromo
Ácido Heptaoxodicrómico
Conocido el nombre sistemático, la determinación de la fórmula es, en
esencia, calcular el número de hidrógenos del ácido, lo que se puede realizar
como se determinó la valencia del elemento central, empleando la misma
ecuación:
Si
deseamos
conocer
la
fórmula
del
ácido
trioxonítrico(V).
Recordando que a es el subíndice del hidrógeno, b el del elemento
central, VE su valencia y c el subíndice del oxígeno.:
a + b · VE - 2 · c = 0
a+1·5-2·3=0
a=6–5
a=1
Ahora escribir la fórmula es leer el nombre de derecha a izquierda:
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Nítrico - oxo - tri
Hidrógeno - Nitrógeno - Oxígeno - 3
HNO3
En la nomenclatura de Stock se nombran con un prefijo que indica el
subíndice del oxígeno y que se aplica a la raíz oxo, un prefijo que indica el
subíndice del elemento central, y la raíz del nombre de dicho elemento con el
sufijo ato, entre paréntesis y en números romanos, su valencia, y finalmente
la preposición de y el sustantivo hidrógeno:
H2Cr2O7
HClO4
Heptaoxodicromato(VI) de hidrógeno
Tetraoxoclorato(VII) de hidrógeno
Conocida la fórmula, el nombre se determina calculando la valencia del
átomo central, como se ha visto anteriormente y aplicar las reglas anteriores:
Para determinar el nombre del ácido cuya fórmula es
H2SO3,
determinamos primero su valencia.
Recordando que a es el subíndice del hidrógeno, b el del elemento
central, VE su valencia y c el subíndice del oxígeno:
a+b·
VE - 2 · c = 0
2 + VS - 2 · 3 = 0
2 + VS = 6 – 2
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VS = 4
Una vez conocida la valencia, el nombre es fácil leyendo la fórmula de
derecha a izquierda:
H2SO3
3OS2H
3-O-S-2-H
Tri - oxo - azufre - hidrógeno
Tri - oxo - sulf - hidrógeno
Trioxosulfato(IV) de hidrógeno
Si lo que se conoce es el nombre, este lleva implícita la fórmula, salvo por el
número de hidrógenos, que habría que calcular:
Si deseamos conocer la fórmula del pentaoxodifosfato(III) de
hidrógeno. Recordando que a es el subíndice del hidrógeno, b el del
elemento central, VE su valencia y c el subíndice del oxígeno.:
a + b · VE - 2 · c = 0
a+2·3-2·5=0
a = 10 – 6
a=4
Ahora escribir la fórmula es leer el nombre de derecha a izquierda
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fosfato - di - oxo - penta
Hidrógeno - Fósforo - 2 - Oxígeno - 3
H4P2O5
4.3.2. CATIONES.
Los cationes son átomos o grupos de átomos que tienen carga positiva. Esta
carga positiva es lo que se considera su valencia.
+
+
2+
Por ejemplo, Na o Au son cationes con valencia 1, Fe
3+
cationes con valencia 2 y Al
2+
y Cd
son
es un catión con valencia 3. Como se ve, para
formular el catión, se escribe el símbolo del elemento correspondiente y se
coloca, como superíndice, la carga positiva del catión.
Los cationes siempre se nombran siguiendo la nomenclatura de Stock.
Pueden presentarse dos casos:
•
Elementos con un único estado de oxidación. Su nombre es el
mismo que el del elemento, anteponiendo la palabra catión o ion.
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Ba2+
Ag+
Catión bario
Catión plata
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•
Elementos con más de un estado de oxidación. Además de
anteponer al nombre del elemento la palabra catión o ion, hay que
añadirle la carga del catión entre paréntesis y en números romanos.
Pb2+
Au+
Catión plomo(II)
Catión oro(I)
+
Un caso especial es el ión amonio, cuya fórmula es NH4
4.3.3. ANIONES.
Los aniones son átomos o grupos de átomos que tienen carga negativa. Esta
carga negativa es lo que se considera su valencia.
La mayoría de los aniones se pueden considerar derivados de un ácido al que
se le eliminan los átomos de hidrógeno, quedando con tantas cargas
negativas, que se colocan como superíndice, como átomos de hidrógeno se
han quitado.
H2SO4
H4P2O7
HClO
SO42-
P2O74-
ClO-
Los aniones, como los cationes, siempre se nombran siguiendo la
nomenclatura de Stock. A partir del nombre del ácido se antepone la palabra
anión o ion y se elimina de hidrógeno. Así, para los iones anteriores:
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H2SO4
H4P2O7
HClO
Tetraoxosulfato(VI) de
Heptaoxodifosfato(V) de
Oxoclorato(I) de
hidrógeno
hidrógeno
hidrógeno
SO42-
P2O74-
ClO-
Anión
Anión
Anión
tetraoxosulfato(VI)
heptaoxodifosfato(V)
oxoclorato(I)
4.3.4. SALESI.
Producidas por la neutralización de una base y un ácido, las sales pueden
considerarse como resultado de la unión de un catión y un anión.
Para formular una sal, se escribe, sin indicar la carga, en primer lugar el
catión, después el anión, y se intercambian las valencias. Si se puede, los
subíndices se simplifican y si alguno vale 1 no se escribe.
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Catión
Anión
Sal
Al+3
SO42-
Al2(SO4)3
Fe+2
SeO42-
Fe2(SeO4)2
FeSeO4
Pb+2
P2O74-
Pb4(P2O7)2
Pb2P2O7
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Para nombrar las sales se emplea habitualmente la nomenclatura de Stock.
En primer lugar se nombra al anión, después se usa la preposición de y se
pone el nombre del catión. Para las sales anteriores:
Al+3
SO42-
Ion aluminio Ion tetraoxosulfato(VI)
Fe+2
SeO42-
Al2(SO4)3
Tetraoxosulfato(VI) de aluminio
FeSeO4
Ion hierro(II) Ion tetraoxoseleniato(VI) Tetraoxoseleniato(VI) de hierro(II)
Pb+2
P2O74-
Pb2P2O7
Ion plomo(II) Ion heptaoxodifosfato(V) Heptaoxodifosfato(V) de plomo(II)
Si conocemos el nombre de la sal, determinar su fórmula debe hacerse en
varios pasos. En primer lugar se escribe la fórmula del catión, después la del
anión, y finalmente se unen intercambiándo las valencias y simplificando si es
necesario:
Si la sal es el trioxocarbonato(IV) de hierro(III). Determinamos la fórmula del
catión: hierro(III), así que el catión tiene valencia 3 y otras tantas cargas
positivas: Fe+3
Determinamos la fórmula del anión: trioxocarbonato(IV). Primero debemos
determinar la carga,empleando la fórmula de los ácidos, ya que las cargas
negativas serán el número de hidrógenos que tenía el ácido (a). Como el
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número de oxígenos (c) es 3, porque tiene el prefijo tri y hay un único
elemento central con valencia 4:
a + b·VE - 2·c = 0
a + 1·4 - 2·3 = 0
a+4-6=0
a=2
La fórmula del anión será: CO32-
Uniendo los iones e intercambiando valencias, la fórmula de la sal resulta:
Fe2(CO3)3
En realidad no es necesario escribir los iones, basta con conocer sus valencias, e
intercambiarlas.
4.3.5. SALES II.
Conocida la fórmula de una sal, determinar su nombre requiere identificar los
iones que la forman. Pueden presentarse dos opciones.
Catión con una única valencia. Si el catión sólo tiene una valencia, se
conoce inmediatamente las valencias del catión y del anión, ya que las
valencias se intercambian y, salvo simplificación, serán los subíndices de los
iones.
Una vez determinado el catión y el anión, basta nombrarlos según sus propias
reglas de nomenclatura.
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Obsérvese como, en la fórmula, las valencias aparecen intercambiadas en los
subíndices de los iones, salvo simplificación.
(NH4)2SO4
+
Catión NH4
Amonio
2-
Anión SO4
Al2(CO3)3
BaCr2O7
Al3+
Ba2+
Aluminio
Bario
CO32-
Cr2O72-
Tetraoxosulfato(VI) Trioxocarbonato(IV) Heptaoxodicromato(VI)
Catión con varias valencias. Si el catión tiene varias valencias, no es posible
conocer, de forma inmediata, las cargas del catión y el anión, habrá que
probar hasta determinar cuál es la valencia correcta. Para eso, la valencia del
átomo central del anión debe ser correcta:
CuSO4
+
Cu2+
Catión Cu
Cobre(I)
1-
Anión SO4
Cobre(II)
SO42-
Tetraoxosulfato(VII) Tetraoxosulfato(VI)
Como el azufre tiene valencia 6 pero no valencia 7, es la segunda opción la
correcta y, por lo tanto, el nombre es Tetraoxosulfato(VI) de cobre(II).
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