TEMA 4: FORMULACIÓN 1.- CONCEPTOS PREVIOS

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1 TEMA 4: FORMULACIÓN 1.- CONCEPTOS PREVIOS Compuesto químico: es la unión de varios átomos que no pueden separarse por procedimientos físicos pero sí mediante procedimientos químicos. Ejemplo: dos átomos de hidrógeno (H) unidos a un átomo de oxígeno (O) forman un compuesto llamado agua (H 2 O). Valencia de un elemento: es uno o varios números que se le asocian a cada elemento químico y que indica el número de átomos de hidrógeno con los que se podría combinar o unir para formar sustancias. Compuesto binario: es una sustancia formada por dos elementos distintos. Na Cl sodio y cloro (cloruro sódico), H 2 O hidrógeno y oxígeno (óxido de dihidrógeno o agua). Compuesto ternario: es una sustancia formada por tres elementos distintos. Ejemplo: H 2 SO 4 hidrógeno, azufre y oxígeno (ácido sulfúrico). Compuesto cuaternario: es una sustancia formada por cuatro elementos distintos. Ejemplo: NaH 2 PO 4 sodio, hidrógeno, fósforo y oxígeno (dihidrogenofosfato de sodio o dihidrogenotetrafosfato (V) de sodio) 2.- NOMENCLATURAS Existen tres nomenclaturas; es decir, tres maneras diferentes de nombrar el mismo compuesto: la nomenclatura sistemática, la de Stock y la tradicional Nomenclatura sistemática Consiste en utilizar prefijos delante del nombre de cada elemento que indiquen el número de átomos de cada uno de ellos que intervienen en el compuesto: 1 átomo = mono (no se suele utilizar) 2 átomos = di 3 átomos = tri 4 átomos = tetra 5 átomos = penta 6 átomos = hexa 7 átomos = hepta - Cl 2 O 3 : trióxido de dicloro - I 2 O: óxido de diyodo o monóxido de diyodo Nomenclatura de Stock Esta nomenclatura se caracteriza porque hay que indicar con números romanos entre paréntesis la valencia con la que actúa uno de los elementos SIEMPRE QUE PUEDA ACTUAR CON MÁS DE UNA VALENCIA. 1

2 - Fe (OH) 2 : hidróxido de hierro (II) - Fe (OH) 3 : hidróxido de hierro (III) Nomenclatura tradicional Consiste en utilizar una serie de prefijos y sufijos que indiquen, cuando un elemento tiene más de una valencia, con cuál de ellas lo está haciendo. Elemento con una valencia: terminación ico. Elemento con dos valencias: Elemento con tres valencias : Elemento con cuatro valencias: valencia menor terminación oso. valencia mayor terminación ico. valencia menor prefijo hipo- y terminación oso. valencia intermedia terminación oso. valencia mayor terminación ico. valencia mayor prefijo hipo- y terminación oso. segunda valencia menor terminación oso. tercera valencia menor terminación ico. valencia mayor: prefijo per- y terminación ico. El sodio es un elemento con una sola valencia - Na 2 O: óxido sódico El hierro es un elemento con dos valencias: 2 y 3. - Fe O: óxido ferroso (aquí el hierro está actuando con valencia 2) - Fe 2 O 3 : óxido férrico (aquí el hierro está actuando con valencia 3) El azufre es un elemento con tres valencias: 2, 4 y 6. - S O: anhídrido hiposulfuroso (el azufre está actuando con valencia 2) - S O 2 : anhídrido sulfuroso (el azufre está actuando con valencia 4) - S O 3 : anhídrido sulfúrico (el azufre está actuando con valencia 6) El cloro es un elemento con cuatro valencias: 1, 3, 5 y 7. - Cl 2 O: anhídrido hipocloroso (el cloro está actuando con valencia 1) - Cl 2 O 3 : anhídrido cloroso (el cloro está actuando con valencia 3) - Cl 2 O 5 : anhídrido clórico (el cloro está actuando con valencia 5) - Cl 2 O 7 : anhídrido perclórico (el cloro está actuando con valencia 7) Observación: en formulación a la hora de nombrar un compuesto hay que leer la fórmula de derecha a izquierda. 2

3 3.- FORMULACIÓN DE COMPUESTOS BINARIOS Para escribir la fórmula de un compuesto binario tendremos en cuenta la nomenclatura que estén utilizando para darnos el nombre del compuesto: - Si nos dan la nomenclatura sistemática: como los prefijos nos indican el número de átomos de cada elemento que forman el compuesto, solo hay que escribir los símbolos de los elementos en el orden contrario al que se nombran y debajo de cada uno el número que indique el prefijo que lleve en el nombre. - Si nos dan cualquiera de las otras dos nomenclaturas: hay que escribir los símbolos de los elementos en el orden contrario al que se nombran e intercambiar las valencias. En la nomenclatura de Stock el número romano nos da una de las valencias (la otra será conocida) y en la nomenclatura tradicional, según los prefijos y los sufijos hay que deducir cuál es la valencia de uno de los elementos (la del otro será conocida). Por último hay que simplificar la fórmula. - Dióxido de plomo: Pb O 2 - Óxido de calcio: Ca 2 O 2 Ca O - Óxido de cloro (V): Cl 2 O 5 - Trióxido de dicobalto: Co 2 O COMBINACIONES BINARIAS CON EL OXÍGENO A las combinaciones binarias entre el oxígeno y otro elemento se le llaman óxidos y pueden ser de varios tipos: óxidos básicos, peróxidos y óxidos no metálicos (llamados también anhídridos) Óxidos básicos Son compuestos binarios formados por la combinación de un metal y el oxígeno. En este tipo de compuestos el oxígeno actúa siempre con valencia 2. Na 2 O Óxido de disodio Óxido de sodio Óxido sódico Ca O Óxido de calcio Óxido de calcio Óxido cálcico Fe O Óxido de hierro Óxido de hierro (II) Óxido ferroso Peróxidos Son combinaciones de los metales con el grupo peroxo O 2. Se formula poniendo el símbolo del metal, a continuación el grupo peroxo y luego se cruzan las valencias: M 2 (O 2 ) n - Si n es par, la fórmula se divide por dos. - Si n es impar, la fórmula se multiplica por el subíndice del oxígeno y no se simplifica. 3

4 Ca 2 (O 2 ) 2 = Ca O 2 ; Fe 2 (O 2 ) 3 = Fe 2 O 6 Para nombrar un peróxido, en las nomenclaturas tradicional y de Stock, en lugar de la palabra óxido utilizamos la palabra peróxido. La nomenclatura sistemática se utiliza como si se tratara de un óxido normal. Ca O 2 Dióxido de calcio Peróxido de calcio Peróxido cálcico Fe 2 O 6 hexaóxido de dihierro Peróxido de hierro (III) Peróxido férrico Óxidos ácidos o anhídridos Son compuestos binarios formados por un no metal y el oxígeno. La única diferencia a la hora de formular estos compuestos con respecto a los óxidos básicos es que en la nomenclatura tradicional se sustituye la palabra óxido por anhídrido. Cl 2 O Óxido de dicloro Óxido de cloro (I) Anhídrido hipocloroso S O Óxido de azufre Óxido de azufre (II) Anhídrido hiposulfuroso I 2 O 3 Trióxido de diyodo Óxido de yodo (III) Anhídrido yodoso - Óxido de selenio (IV): Se 2 O 4 Se O 2 - Pentaóxido de dibromo: Br 2 O 5 - Anhídrido sulfúrico: S 2 O 6 S O 3 - Anhídrido peryódico: I 2 O 7 - Óxido de arsénico (V): As 2 O 5 - Dióxido de silicio: Si O 2 Excepciones: El manganeso: tiene por valencias 2, 3, 4, 6 y 7, pero solo actúa como un no metal con las valencias 4, 6 y 7, dando lugar a los siguientes compuestos: Mn O 2 Dióxido de manganeso Óxido de manganeso (IV) Anhídrido manganoso Mn O 3 Trióxido de manganeso Óxido de manganeso (III) Anhídrido mangánico Mn 2 O 7 Heptaóxido de dimanganeso Óxido de manganeso (VII) Anhídrido permangánico 4

5 El cromo: el cromo se comporta como un no metal cuando actúa con valencia 6. Cr O 3 Trióxido de cromo Óxido de cromo (VI) Anhídrido crómico Cálculo de la valencia del elemento A la hora de nombrar un compuesto binario necesitamos saber la valencia con la que actúa cada elemento. En las combinaciones binarias con el oxígeno sabemos que este actúa siempre con valencia 2, pero cómo sabemos la valencia con la que está actuando el otro elemento? - Si el elemento que se ha combinado con el oxígeno solo tiene una valencia, lo hará con la única que tiene. Ca O El calcio está actuando con valencia 2, ya que es la única que tiene. Al 2 O 3 El aluminio está actuando con valencia 3, ya que es la única que tiene. - Si el elemento que se ha combinado con el oxígeno tiene más de una valencia, hay que multiplicar el número que lleve el oxígeno por 1 o por 2, siempre el contrario del número que lleve el elemento. S O 3 El azufre está actuando con valencia 6 (como el azufre lleva un 1, hay que multiplicar el número que lleve el oxígeno por 2). Br 2 O 3 El bromo está actuando con valencia 3 (como el bromo lleva un 2, hay que multiplicar el número que lleve el oxígeno por 1). 5.- COMBINACIONES BINARIAS CON EL HIDRÓGENO A las combinaciones binarias entre el hidrógeno y otro elemento se le llaman hidruros y pueden ser de dos tipos: hidruros metálicos e hidruros no metálicos (llamados también ácidos hidrácidos) Hidruros metálicos Son compuestos binarios formados por un metal y el hidrógeno. En estos compuestos el hidrógeno actúa siempre con valencia 1, y para formularlos o nombrarlos se siguen las mismas normas que establecimos para los óxidos básicos. Na H Hidruro de sodio Hidruro de sodio Hidruro sódico Fe H 2 Dihidruro de hierro Hidruro de hierro (II) Hidruro ferroso Sn H 4 Tetrahidruro de estaño Hidruro de estaño (IV) Hidruro estánnico 5

6 - Trihidruro de hierro: Fe H 3 - Hidruro de manganeso (III): Mn H 3 - Hidruro hipocromoso: Cr H Cálculo de la valencia del elemento A la hora de nombrar un compuesto binario necesitamos saber la valencia con la que actúa cada elemento. En las combinaciones binarias con el hidrógeno sabemos que este actúa siempre con valencia 1, pero cómo sabemos la valencia con la que está actuando el otro elemento? En este caso la valencia del elemento es el número que lleve el hidrógeno. Au H 3 El oro está actuando con valencia 3 (el número que lleva el hidrógeno). Ni H 2 El níquel está actuando con valencia 2 (el número que lleva el hidrógeno) Hidruros no metálicos o ácidos hidrácidos Son combinaciones del hidrógeno con uno de los siguientes elementos no metálicos: F, Cl, Br, I, S, Se, Te. En estos compuestos el hidrógeno actúa siempre con valencia 1 y los elementos anteriores con la valencia más pequeña que tengan. Para este tipo de compuestos utilizaremos solo dos nomenclaturas, la sistemática y la tradicional. - En la nomenclatura sistemática se escribe el nombre del elemento con terminado en uro seguido de las palabras de hidrógeno, ambos con el.prefijo correspondiente. - En la nomenclatura tradicional se escribe primero la palabra ácido seguida del nombre del elemento terminado en -hídrico. Sistemática Tradicional H F Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico H Cl Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico H Br Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico H I Yoduro de hidrógeno Ácido yodhídrico H 2 S Sulfuro de dihidrógeno Ácido sulfhídrico H 2 Se Seleniuro de dihidrógeno Ácido selenhídrico H 2 Te Teluriuro de dihidrógeno Ácido telurhídrico Otros hidruros no metálicos Hay no metales como el nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio, boro carbono y silicio que forman compuestos con el hidrógeno y que reciben nombres especiales. En estos compuestos el carbono y el silicio actúan con valencia 4 y los demás con valencia 3. 6

7 Sistemática Tradicional N H 3 Trihidruro de nitrógeno Amoniaco P H 3 Trihidruro de fósforo Fosfina As H 3 Trihidruro de arsénico Arsina Sb H 3 Tirhidruro de antimónico Estibina B H 3 Trihidruro de boro Borano C H 4 Tetrahidruro de carbono Metano Si H 4 Tetrahidruro de silicio Silano 6.- SALES BINARIAS Son combinaciones entre un metal y un no metal (compuesto iónico) o entre un no metal con otro no metal (compuesto covalente). Para nombrarlos se le añade la terminación uro al elemento que se encuentra más a la derecha en la tabla periódica y con el elemento que se encuentra más a la izquierda en la tabla periódica se siguen los criterios de cada nomenclatura. En este tipo de compuestos el elemento que esté a la derecha actúa siempre con la valencia más pequeña, excepto el nitrógeno que lo hace con valencia 3 y el carbono que lo hace con valencia 4. Fe Cl 2 Dicloruro de hierro Cloruro de hierro (II) Cloruro ferroso Pt S 2 Disulfuro de platino Sulfuro de platino (IV) Sulfuro platínico Al 2 Se 3 Triseleniuro de dialuminio Seleniuro de aluminio Seleniuro alumínico Pb 2 C Carburo de diplomo Carburo de plomo (II) Carburo plumboso Pb C Carburo de plomo Carburo de plomo (IV) Carburo plúmbico Cálculo de la valencia del elemento En las sales binarias el elemento que esté a la derecha actúa siempre con su valencia más pequeña excepto el nitrógeno que lo hace con valencia 3 y el carbono que lo hace con valencia 4, y el que esté a la izquierda con el número que lleve el elemento que esté a la derecha multiplicado por 1 (si el elemento de la izquierda lleva la valencia con la que actúa el que está a la derecha) o por la valencia con la que está actuando el de la derecha (en otro caso). Fe S El azufre está actuando con valencia 2 (la menor) y el hierro con valencia 2 (el número que lleva el azufre se multiplica por 2, que es la valencia con la que está actuando). 7