Apuntes Formulación I

CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica FORMULACIÓN INORGÁNICA FÓRMULAS QUÍMICAS -­‐ INTRODUCCIÓN Las fórmulas químicas expresan la composición de las sustancias puras por medio de símbolos químicos y subíndices numéricos. Sustancias atómicas La fórmula de las sustancias atómicas coincide con el símbolo del elemento. Ejemplos: o Gases nobles: Ne, Ar… o Cristales metálicos: Fe, Cu, Hg…. Cristal metálico Sustancias moleculares Una molécula es un agregado de átomos: XnYm, donde X e Y son los símbolos de los elementos que forman la molécula y n y m son el número de átomos del elemento que hay en cada molécula. Cuando n=1, no se escribe, se sobreentiende. Ejemplos: NH3: 1 átomo de nitrógeno y 3 átomos de oxígeno se combinan en la molécula H2SO4: 2 átomos de hidrógeno, 1 átomo de azufre y 4 átomos de oxígeno. Sustancias iónicas Normalmente no se encuentran en forma de moléculas sino que se encuentran en forma de cristales iónicos. La fórmula representa la relación en la que se encuentran los iones de cada signo para que el cristal esté eléctricamente neutro. Ejemplo: Cristal de cloruro sódico (NaCl) 1 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA Nomenclatura: Conjunto de reglas para nombrar compuestos químicos. Del mismo modo que hay varios sistemas de unidades también hay varias nomenclaturas. Nosotros vamos a estudiar la nomenclatura sistemática (IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry) y también la tradicional y la de Stock. Valencia de un elemento: Poder de combinación de un átomo para unirse con otros y formar un compuesto. Indica el número de uniones químicas o enlaces que puede realizar. Evidentemente, esto tiene que ver con la distribución de los electrones y con la búsqueda de la configuración electrónica más estable (gases nobles). Sabemos que según la tendencia a ganar o perder electrones la valencia puede ser negativa o positiva. VALENCIAS NEGATIVAS: Corresponden a los “no metales”, que tienden a formar aniones (iones negativos). Se calcula restando a 18 el número de grupo (columna) en el que se encuentra el elemento. Ej.: la valencia del N es – 3, porque 18 – 15 = 3 VALENCIAS POSITIVAS: Las tienen tanto los metales como los no metales. Un mismo elemento puede tener varias valencias positivas, pero se puede decir que la valencia positiva mayor coincide con la cifra de unidades del número de columna en la que se encuentra. Ej.: la valencia positiva máxima del Cl es 7, porque está en el grupo 17. La valencia positiva máxima del Ca es 2, porque está en el grupo 2. Valencias principales 2 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica Para los metales de transición hay muchas excepciones. Por tanto, se estudian en la siguiente tabla: METALES DE TRANSICIÓN VALENCIAS Ag 1 Zn, Cd 2 Cu, Hg 1, 2 Au 1, 3 Fe, Co, Ni 2, 3 Os, Ir, Pt 2, 4 Mn 7, 6, 4 3 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica COMBINACIONES BINARIAS DEL OXÍGENO ÓXIDOS El oxígeno se combina con casi todos los elementos químicos (metales o no metales) para dar óxidos. Cuando lo hace actúa con valencia -­‐2. Formulación: 1. Se escribe 1º el símbolo del otro elemento y a continuación el del oxígeno. 2. Se intercambian las valencias, colocándolas como subíndices. 3. Si se puede se simplifican los subíndices. (Los subíndices son siempre números enteros) X2On, siendo n la valencia de X. Ej: Óxido de potasio: Valencia K= 1 Valencia O= -­‐2, Por tanto: K2O Nomenclatura: Sistemática: Se nombran con a. el término “óxido” precedido de los prefijos mono-­‐, di-­‐, tri-­‐, tetra-­‐, penta-­‐, hexa-­‐, etc., según el número de átomos de oxígeno que haya en la fórmula. b. de c. nombre del otro elemento precedido del prefijo correspondiente (excepto “mono”). Ejemplo: K2O: Monóxido de dipotasio MgO: Monóxido de magnesio De Stock: a. Palabra Óxido b. De c. Nombre del elemento (en minúsculas) seguido de la valencia del elemento en números romanos y entre paréntesis (si tiene más de una) Ejemplos: K2O: Óxido de potasio MgO: Óxido de magnesio N2O3: Óxido de nitrógeno (III) 4 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica PERÓXIDOS Todos contienen el ión peróxido: O22-­‐ Formulación: Igual que los óxidos siguiendo la fórmula: X2(O2)n donde n es la valencia de X Ejemplos: Peróxido de litio: Li2(O2)1, por tanto: Li2O2 (cuando el subíndice de ambos símbolos es 2 no se simplifica) Peróxido de bario: Ba2(O2)2, por tanto: Ba2O4, simplificando: BaO2 Nomenclatura: 1. Sistemática: 1. Palabra “óxido” precedida del prefijo mono-­‐, di-­‐, tri-­‐, etc. 2. Palabra “de” 3. Nombre del otro elemento precedido del prefijo correspondiente (excepto en el caso de mono que no se escribe) Ejemplo: H2O2: Dióxido de dihidrógeno 2. De Stock: 1. Palabra “Peróxido” 2. “de” 3. nombre del otro elemento y entre paréntesis y en números romanos la valencia con la que éste actúa (sólo si tiene más de una). Ejemplo: H2O2: Peróxido de hidrógeno BaO2: Peróxido de bario (el Bario solo tiene una valencia, la valencia 2) Actividades: a. Completa la siguiente tabla de peróxidos: Fórmula Nom. sistemática Nom. De Stock H2O2 Dióxido de dilitio Peróxido de sodio BaO2 CuO2 b. Formula los siguientes peróxidos: o Peróxido de hidrógeno o Peróxido de cobre (I) o Peróxido de oro (I) 5 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica HIDRUROS HIDRUROS METÁLICOS Formulación: 1. Se escribe primero el símbolo del elemento metálico y luego el del hidrógeno. 2. Se intercambian las valencias: MHn Ej.: Hidruro de potasio: KH Nomenclatura: A. Sistemática: 1. Prefijo indicando el número de átomos de hidrógeno seguido de la palabra hidruro (no se escribe mono) 2. Preposición “de” 3. Nombre del metal Ej.: CaH2: Dihidruro de calcio FeH3: Trihidruro de hierro B. De Stock: 1. Hidruro 2. de 3. nombre del metal y entre paréntesis y en números romanos la valencia con la que éste actúa (si tiene más de una valencia). Ej.: CaH2: Hidruro de calcio FeH3: Hidruro de hierro (III) HIDRUROS NO METÁLICOS Hidruros no metálicos de los grupos 16 y 17 En estos compuestos, los elementos del grupo 16 actúan con valencia 2 y los del grupo 17 con valencia 1. Formulación: 3. Se escribe primero el símbolo del hidrógeno y luego el del no metal. 4. Se intercambian las valencias: HnX Ej.: Fluoruro de hidrógeno: HF Sulfuro de hidrógeno: H2S Nomenclatura: A. Sistemática: a. Nombre del no metal seguido del sufijo –uro b. de 6 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica c. hidrógeno. Ej.: HF: Fluoruro de hidrógeno B. Tradicional (se les llama ácidos hidrácidos): 1. Ácido 2. Nombre del no metal seguido del sufijo –hídrico. Ej.: HF: Ácido fluorhídrico H2Se: Ácido selenhídrico Hidruros no metálicos de los grupos 13, 14 y 15 Formulación: Se formulan poniendo primero el símbolo del elemento y, a continuación, el del hidrógeno. Luego se intercambian las valencias.: XHn Nomenclatura: A. Sistemática: Igual que los hidruros metálicos. Ej.: BH3: Trihidruro de boro B. Tradicional: Tienen nombres comunes NH3 Amoniaco CH4 Metano 7 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica SALES BINARIAS No metal + no metal No metal + metal Formulación: 1. Primero se escribe el símbolo del metal y luego el del no metal (si son dos no metales se sigue un orden establecido internacionalmente por la IUPAC∗, pero no necesitáis memorizarlo). 2. Se intercambian las valencias: MxXm (la valencia del no metal es la negativa, 18 – nº grupo) 3. Se simplifica siempre que sea posible. Ej.: Cloruro de sodio: NaCl Cloruro de magnesio: MgCl2 Nomenclatura: A. Sistemática: 1. Al elemento situado a la derecha de la fórmula se le añade el prefijo mono-­‐, di-­‐, tri-­‐, etc y el sufijo –uro 2. “de” 3. nombre del primer elemento (sin prefijo) Ej.: K2S: Monosulfuro de potasio B. De Stock: 1. Se añade al elemento situado a la derecha de la fórmula el sufijo –uro 2. “de” 3. Nombre del otro elemento seguido de su valencia en números romanos si tiene más de una. Ej.: K2S: Sulfuro de potasio PCl3: Cloruro de fósforo (III) ∗ International Union of Pure and Applied Chemistry Actividades: 1. Completa la tabla: Fórmula N. sistemática N. de Stock NaCl Cloruro de magnesio Sulfuro de potasio Sulfuro de manganeso (II) 2. Nombra (2 nomenclaturas) o formula las siguientes sales binarias: Fe2S3 Tetracloruro de estaño Nitruro de hierro (II) Sulfuro de aluminio FeN Cloruro de paladio (II) Tricloruro de cobalto PbCl4 Arseniuro de hierro (III) Fosfuro de plata 8 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica HIDRÓXIDOS Catión metálico + Anión hidróxido (OH-­‐) (El ión OH-­‐ siempre actúa con -­‐1) Formulación: 1. Símbolo del metal 2. Ión hidróxido – sin carga (OH) 3. Se intercambian las valencias: M (OH)n siendo n la valencia del metal Ejemplo: Hidróxido de aluminio: Al (OH)3 Hidróxido de potasio: KOH Nomenclatura: A. Sistemática: 1. Prefijo mono-­‐, di-­‐, etc. seguido de la palabra hidróxido 2. De 3. Nombre del metal Ej.: Al (OH)3: Trihidróxido de aluminio KOH: Monohidróxido de potasio B. De Stock: 1. Palabra hidróxido 2. De 3. Nombre del metal seguido de valencia entre paréntesis y en romanos si el metal tiene más de una valencia. Actividades: 1. Nombra los siguientes hidróxidos: a. AuOH: b. AgOH c. KOH d. Pt(OH)2 e. Zn(OH)2 f. Bi(OH)3 2. Formula: Fórmula Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock NaOH Ca(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Hidróxido de cadmio (II) 9 CCNN 3º ESO, Colegio Aljarafe Formulación Inorgánica ÁCIDOS OXOÁCIDOS: (Contienen oxígeno en sus moléculas). Catión hidrógeno (H+) + anión con oxígeno. Formulación: 1. Se escribe el catión H+ y a continuación la fórmula del anión correspondiente, teniendo en cuenta que ico= ato y oso= ito (por ejemplo sulfúrico es sulfato, sulfuroso es sulfito, hiposulfuroso es hiposulfito y persulfúrico sería persulfato) 2. Seguidamente se intercambian las cargas Ej.: Ácido sulfúrico: H+ SO42-­‐ (anión sulfato) -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐ H2 SO4 Formula: Ácido hipocloroso Ácido cloroso Ácido clórico Ácido perclórico Ácido carbónico Ácido sulfuroso Ácido sulfúrico Ácido hiponitroso Ácido nitroso Ácido nítrico SALES OXOÁCIDAS Formadas por metal + anión –ato, -­‐ito, -­‐per-­‐ato o hipo-­‐ito. Formulación: 1. Primero se escribe el símbolo del metal y luego el anión. 2. Se intercambian las valencias: Mx(XO)m 3. Se simplifica siempre que sea posible. Ej.: Carbonato de calcio: Ca CO3 Sulfito de potasio: K2SO3 Formula: Hipoclorito de potasio Sulfato de sodio Sulfito de sodio Nitrato de potasio Sulfato de cobre (II) Carbonato de calcio Clorato de plata Nitrito de zinc Hipoclorito de estaño (II) Perclorato de magnesio 10