Formulación y nomenclatura de qu´ımica inorgánica

Formulación y nomenclatura
de
quı́mica inorgánica
versión 1.2 — 23 de junio de 2015
Índice
1. Valencias
2
2. Nomenclaturas
2
3. Combinaciones binarias
3.1. Óxidos . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1. Oxı́geno + metal . . . . . . . .
3.1.2. Oxı́geno + no metal . . . . . .
3.2. Peróxidos . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Hidruros . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1. H + metal . . . . . . . . . . .
3.3.2. H + no metal . . . . . . . . .
a) H + F, Cl, Br, I , S, Se, Te.
b) H + B, C, Si, N, P, As, Sb.
3.4. Sales binarias . . . . . . . . . . . . . .
3.4.1. Metal + no metal . . . . . . .
3.4.2. No metal + no metal . . . . . .
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2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4. Combinaciones ternarias
4.1. Hidróxidos . . . . . . .
4.2. Ácidos oxácidos . . . .
4.3. Sales neutras . . . . .
4.4. Sales ácidas . . . . . .
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4
4
4
4
5
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5. Meta, piro y orto
5
6. Ácidos del manganeso, cromo y boro
5
7. Fórmulas y estado fı́sico de algunos elementos quı́micos
6
8. Formula o nombra los siguientes compuestos:
6
1
VALENCIAS
1.
2
Valencias
1+
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Ag
NH+
4
2+
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
Zn
Cd
3+
B
Al
Bi
1+ y 2+
Cu
Hg
negativas
1−
1−
1−
2−
2−
3−
4−
3−
2.
metales
1+ y 3+
Au
2+ y 3+
Fe
Co
Ni
Cr
2+ y 4+
Pd
Pt
Sn
Pb
Mn
4+
Ti
no metales
no metales
positivas
H
1+
F
Cl, Br, I
1+, 3+ ,5+ ,7+
O
S, Se, Te
2+, 4+, 6+
N, P, As, Sb 3+, 5+
C, Si
4+
B
3+
Nomenclaturas
La Unión Internacional de Quı́mica Pura y Aplicada (iupac en inglés) establece las recomendaciones
sobre nomenclatura y formulación. Las actualmente vigentes datan del año 2005. Según estas recomendaciones hay tres posibles nomenclaturas sistemáticas: composición, adición y sustitución. También se
permite el uso de determinados nombres tradicionales. En estos apuntes usaremos solo la nomenclatura
sistemática de composición y la nomenclatura tradicional.
3.
Combinaciones binarias
El elemento de valencia negativa se escribe a la derecha en la fórmula y a la izquierda en el nombre
(salvo unas excepciones que veremos). En inglés el orden es el mismo en la fórmula y en el nombre.
En la nomenclatura de composición el elemento situado a la derecha lo acabamos con el sufijo -uro,
excepto el oxı́geno, que en vez de oxigenuro pondremos óxido, y el grupo OH− ,que en vez de hidroxigenuro pondremos hidróxido. La cantidad de átomos la indicaremos mediante:
a) Prefijos multiplicativos latinos (mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona, deca, etc.). Cuando solo hay un átomo no hace falta indicar el prefijo mono.
b) Indicando el número de carga entre paréntesis. Cuando un átomo tiene una sola valencia no indicamos
el número de carga.
3.1.
Óxidos
El oxı́geno actúa con valencia 2−.
3.1.1.
Oxı́geno + metal
Mg2+ O2− → MgO
Al3+ O2− → Al2 O3
Fe2+ O2− → FeO
Fe3+ O2− → Fe2 O3
cprefijos
óxido de magnesio
trióxido de dialuminio
óxido de hierro
trióxido de dihierro
óxido
óxido
óxido
óxido
ccarga
de magnesio
de aluminio
de hierro(2+)
de hierro(3+)
3
COMBINACIONES BINARIAS
3.1.2.
Oxı́geno + no metal
S2+ O2− → SO
S4+ O2− → SO2
S6+ O2− → SO3
3.2.
3
cprefijos
óxido de azufre
dióxido de azufre
trióxido de azufre
ccarga
óxido de azufre(2+)
óxido de azufre(4+)
óxido de azufre(6+)
Peróxidos
El oxı́geno actúa en vez de O2− como en los óxidos, como O2−
2 . No se simplifican.
Cu2+ O2−
2 → CuO2
H+ O22− → H2 O2
Fe3+ O2−
2 → Fe2 O6
Na+ O2−
2 → Na2 O2
3.3.
cprefijos
dióxido de cobre
dióxido de dihidrógeno
hexaóxido de dihierro
dióxido de disodio
ccarga
dióxido(2-) de
dióxido(-2) de
dióxido(2-) de
dióxido(2-) de
cobre(2+)
hidrógeno (agua oxigenada)
hierro(3+)
sodio
Hidruros
Son compuestos formados por H y otro átomo.
3.3.1.
H + metal
El H actúa con valencia negativa.
Pb4+ H1− → PbH4
Cu1+ H1− → CuH
3.3.2.
cprefijos
tetrahidruro de plomo
hidruro de cobre
ccarga
hidruro de plomo(4+)
hidruro de cobre(1+)
H + no metal
El H actúa con valencia positiva.
a) H + F, Cl, Br, I , S, Se, Te. Son gases. Disueltos en agua son ácidos y se llaman hidrácidos.
Se indican los nombres tradicionales aceptados por la iupac.
H+ Cl1− → HCl
H+ S2− → H2 S
ccarga
cloruro de hidrógeno
sulfuro de hidrógeno
t
ácido clorhı́drico
ácido sulfhı́drico
b) H + B, C, Si, N, P, As, Sb. Las fórmulas y los nombres se escriben al revés, es decir, el elemento
de valencia negativa se escribe a la izquierda en la fórmula y a la derecha en el nombre.
C4− H1+ → CH4
Si4− H+ → SiH4
B3− H+ → BH3
N3− H1+ → NH3
P3− H+ → PH3
As3− H1+ → AsH3
Sb3− H+ → SbH3
cprefijos
tetrahidruro de carbono
tetrahiduro de silicio
trihidruro de boro
trihidruro de nitrógeno
trihiduro de fósforo
trihiduro de arsénico
trihiduro de antimonio
t
metano
amoniaco
4
COMBINACIONES TERNARIAS
3.4.
3.4.1.
4
Sales binarias
Metal + no metal
El metal siempre actúa con valencia positiva, luego el no metal actúa con su valencia negativa.
cprefijos
tricloruro de oro
cloruro de sodio
Au3+ Cl− → AuCl3
Na+ Cl− → NaCl
3.4.2.
ccarga
cloruro de oro(3+)
cloruro de sodio
No metal + no metal
Actúa con valencia negativa el más electronegativo. En la tabla periódica los elementos tienen más
electronegatividad conforme vamos hacia la derecha y hacia arriba.
I7+ F1− → IF7
P5+ Se2− → P2 Se5
4.
cprefijos
heptafluoruro de yodo
pentaseleniuro de difósforo
ccarga
fluoruro de yodo(7+)
seleniuro de fósforo(5+)
Combinaciones ternarias
4.1.
Hidróxidos
Metal + grupo hidróxido (OH− ).
Na+ OH− → NaOH
Fe2+ OH− → Fe(OH)2
4.2.
cprefijos
hidróxido de sodio
dihidróxido de hierro
ccarga
hidróxido de sodio
hidróxido de hierro(2+)
Ácidos oxácidos
Se consideran formados al añadir a un óxido no metálico una molécula de agua.
Por ejemplo, si al óxido de azufre(6+), SO3 , le añadimos agua obtenemos el ácido:
SO3 + H2 O → H2 SO4
ácido sulfúrico
Los nombraremos usando los siguientes prefijos y sufijos:
Dos valencias:
pequeña: –oso
grande:
–ico
Tres valencias:
pequeña:
hipo–
intermedia:
grande:
–oso
–oso
–ico
Por ejemplo, los ácidos del cloro y del azufre son:
t
HClO
ácido hipocloroso
H2 SO2
HClO2
” cloroso
H2 SO3
HClO3
” clórico
H2 SO4
HClO4
” perclórico
4.3.
Cuatro valencias:
pequeña:
hipo–
intermedia:
grande:
per–
–oso
–oso
–ico
t
ácido hiposulfuroso
” sulfuroso
” sulfúrico
Sales neutras
Sustituimos todos los hidrógenos de un oxoácido por un metal. Cambiamos –oso por –ito e –ico por
–ato.
5
META, PIRO Y ORTO
t
hipoclorito de sodio (lejı́a)
clorato de calcio
sulfato de estaño(4+)
sulfato de hierro(3+)
NaClO
Ca(ClO3 )
Sn(SO4 )2
Fe2 (SO4 )3
4.4.
5
Sales ácidas
Sustitución parcial de los hidrógenos de un ácido por metal.
NaHSO4
NaH2 PO4
NaHCO3
NaHS
5.
t
hidrogenosulfato de sodio
dihidrogenofosfato sódico
hidrogenocarbonato de sodio
hidrógenosulfuro de sodio (proviene del H2 S)
Meta, piro y orto
meta
piro
orto
→
→
→
1
2
3
molécula
”
”
de
”
”
H2 O
”
”
Todos los ácidos vistos hasta ahora son meta, pero se omite el prefijo:
SO3 + 1 H2 O → H2 SO4 ácido metasulfúrico
ácido sulfúrico
Los ácido del fósforo, arsénico y antimonio son excepción :
P5+ O2− → P2 O5
P2 O5 + 3 H2 O → H6 P2 O8 → H3 PO4
ácido ortofosfórico
ácido fosfórico
Se omite el orto, luego el ácido fosfórico es el ácido ortofosfórico.
P2 O5 + 2 H2 O → H4 P2 O7 ácido pirofosfórico
P2 O5 + 1 H2 O → HPO3
ácido metafosfórico
6.
Ácidos del manganeso, cromo y boro
Aunque son metales, también se comportan como no metales y forman oxoácidos y sus sales. En este
caso trabajan con estas valencias:
Cr → 6+
Mn → 6+, 7+
B → 3+
Cr6+ O2− → CrO3
CrO3 + H2 O → H2 CrO4
ácido crómico
Cr2 O6 + H2 O → H2 Cr2 O7
K2 Cr2 O7
ácido dicrómico
dicromato de potasio (sal habitual en el laboratorio)
Mn6+ O2− → MnO3
MnO3 + H2 O → H2 MnO4
ácido mangánico
Mn7+ O2− → Mn2 O7
Mn2 O7 + H2 O → H2 Mn2 O8 → HMnO4
ácido permangánico
KMnO4
permanganato de potasio (sal habitual en el laboratorio)
B2 O3 + 3H2 O → H3 BO3
ácido bórico (como en el caso del fósforo se omite el prefijo orto)
7
FÓRMULAS Y ESTADO FÍSICO DE ALGUNOS ELEMENTOS QUÍMICOS
7.
Fórmulas y estado fı́sico de algunos elementos quı́micos
A P =1 atm y T =25 o C, tenemos:
H2 , O2 , F2 , Cl2 , N2
gases
Br2
lı́q.
I2
sólido cristalino
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
gases
Fe, Hg, Na, Cu, . . .
sólidos cristalinos excepto el Hg
8.
Formula o nombra los siguientes compuestos:
1. óxido de mercurio(1+)
2. dióxido de estaño
3. óxido de azufre(4+)
4. trióxido de dinitrógeno
5. óxido de manganeso(2+)
6. óxido de nitrógeno(3+)
7. óxido de azufre(6+)
8. óxido de estaño(4+)
cprefijos
9. HgO
10. CaO
11. Al2 O3
12. CO2
13. I2 O5
14. Au2 O3
15. NiO
16. N2 O5
17. CO
18. Cr2 O3
19. MnO2
20. CrO
21. hidruro de sodio
22. ácido fluorhı́drico
ccarga
6
8
FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:
7
23. hidruro de calcio
24. telururo de dihidrógeno
25. tetrahidruro de carbono
26. bromuro de hidrógeno
27. metano
28. trihidruro de fósforo
cprefijos
ccarga
cprefijos
ccarga
29. NH3
30. FeH3
31. CrH2
32. BH3
33. SiH4
34. HI
35. H2 S
36. SbH3
37. cloruro de hierro(2+)
38. yoduro de cobre(1+)
39. fluoruro de fósforo(5+)
40. pentacloruro de fósforo
41. fluoruro de azufre(6+)
42. KBr
43. ZnI2
44. Ca3 P2
45. Ag2 Te
46. NiI3
47. SF2
48. PI3
49. CrB
50. NaOH
51. Ca(OH)2
52. ácido carbónico
8
FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:
8
53. ácido perbrómico
54. ácido hiposulfuroso
55. ácido selenioso
56. ácido nitroso
57. ácido arsénico
cprefijos
ccarga
t
ccarga
t
58. HClO
59. H2 SO4
60. HNO2
61. H2 SeO3
62. HIO4
63. HBrO2
64. clorato de potasio
65. sulfito de hierro(2+)
66. hidróxido de hierro(3+)
67. hidróxido de amonio
68. sulfato de amonio
69. hidrogenosulfuro de hierro(3+)
70. hidrógenosulfito de litio
71. ácido fosfórico
72. ácido bórico
73. ácido dicrómico
74. permanganato de cobre(2+)
75. dicromato de sodio
76. ácido mangánico
cprefijos
77. Ca(HCO3 )2
78. (NH4 )2 Cr2 O7
79. H4 P2 O7
80. HPO3
81. Fe3 (PO4 )2
82. Na2 O2
8
FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:
9
83. H2 O
84. CO
85. (NH4 )2 Se
86. Fe2 O6
87. FePO3
88. NH4 OH
89. Al(OH)3
90. Co(IO3 )2
91. óxido de plomo(4+)
92. hidruro de platino(2+)
93. sulfito de estaño(2+)
94. permanganato de oro(3+)
95. hidrógenotelururo de titanio
96. fosfato de plata(1+)
97. ácido pirofosfórico
98. peryodato de mercurio(1+)
99. tetraóxido de titanio
100. sulfuro de amonio
101. óxido de carbono
102. óxido de selenio(4+)
103. ácido bromhı́drico
104. yoduro de potasio
105. boruro de manganeso(2+)
106. hidrógenosulfato de litio
107. sulfuro de oro(3+)
108. hidróxido de hierro(3+)
cprefijos
109. SrO
110. Br2 O3
111. TiO2
112. CaO2
113. MgCr2 O7
ccarga
t
8
FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:
114. NH4 IO
115. P2 S3
116. Al(HSO3 )3
117. Ni(OH)3
118. SbH3
119. PCl5
120. BaTe
121. HI
122. Mn(HSe)4
123. CaMnO4
124. HPO3
125. ICl5
126. CH4
127. CO2
128. Ca(MnO4 )2
129. Sn(Cr2 O7 )2
130. HgCl2
131. PtBr2
10