FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA (Para 3º de E.S.O.) ==============================================

Transcripción

1 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) 1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA (Para 3º de E.S.O.) ============================================== CONCEPTOS FUNDAMENTALES. Antes de proceder al estudio de las reglas de formulación es preciso conocer perfectamente los símbolos y los nombres de los diferentes elementos químicos, base de esta forma de expresión. Una memorización previa de todos ellos resulta, pues, imprescindible. Tabla periódica La tabla periódica está dividida en elementos metálicos (a la izquierda y abajo) y no metálicos (a la derecha y arriba) separados por una escalera. Números de oxidación (valencias) De forma general y a efectos de formulación, a cada elemento dentro de un compuesto se le asigna un número positivo o negativo denominado índice o número de oxidación (también se le suele llamar valencia, aunque es menos correcto). Dicho número sirve para deducir con facilidad las fórmulas de las diferentes combinaciones posibles. En la tabla adjunta se muestran los números de oxidación que se asignan a los elementos de más importancia. Cuando se analiza con detenimiento se advierte la existencia de ciertas relaciones entre el número de oxidación de un elemento y su posición en la tabla periódica de modo que es posible deducir las siguientes reglas básicas: a) Los elementos metálicos tienen números de oxidación positivos. b) Los elementos no metálicos pueden tener números de oxidación tanto positivos como negativos. c) El número de oxidación positivo de un elemento alcanza como máximo el valor del grupo (columna) al que pertenece dentro del sistema periódico. En el caso de que tome otros valores, éstos serán más pequeños, soliendo ser pares o impares según el grupo en cuestión sea par o impar. d) El número de oxidación negativo de un elemento viene dado por la diferencia entre ocho y el número del grupo al que pertenece dentro del sistema periódico.. Al escribir la fórmula de un compuesto binario se coloca a la izquierda el elemento más metálico (electropositivo) y a la derecha el menos metálico (electronegativo). Para fijar el orden de más electronegativo a menos, la I.U.P.A.C. ha tomado como base la siguiente secuencia de elementos: El número de oxidación del primer elemento, prescindiendo de su signo, se coloca como subíndice del símbolo del segundo elemento y viceversa, es decir se intercambian los números de oxidación. Por ejemplo: nº.oxidación del Al = +3 nº.oxidación del O = -2 por tanto se escribirá Al 2 O 3 Si uno de ellos o ambos coinciden con la unidad, es decir vale 1, no se escribe. Ejemplo: K 2 O Está mal si se escribe como K 2 O 1 Si uno es múltiplo del otro se dividen ambos por el menor, es decir se simplifican. Por ejemplo: nº oxid. del C = 4 nº de oxid. del O = 2 por tanto será C 2 O 4 que se simplificará hasta CO 2

2 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) 2. Para leer una fórmula de un compuesto binario se empieza de derecha a izquierda: primero se lee el menos metal y después el más metal. Por tanto observamos que se lee al contrario que se escribe. Tipos de nomenclatura: a) Sistemática o de composición (I.U.P.A.C.): Mediante ella se expresa la proporción entre los átomos que forman el compuesto. Puede ser de tres tipos (según las últimas normas de 2005): - Con prefijos multiplicadores o estequiométrica. En ella se dice el número de átomos de cada elemento mediante prefijos multiplicativos, de acuerdo a la siguiente tabla: Mono Di Tri Tetra Penta Exa Hepta Octa Nona Deca Se nombra, en primer lugar, el elemento más electronegativo (el de la derecha); para ello se modifica el nombre del elemento añadiendo el sufijo -uro a la raíz del nombre. Seguidamente, tras la palabra de, se nombra el elemento menos electronegativo (el de la izquierda) sin modificar. Delante del nombre de cada elemento, sin espacios ni guiones, se utilizan los prefijos multiplicativos que indican el número de átomos de cada uno. Por ejemplo: Fe 3 N 2 Dinitruro de trihierro Una excepción a esta regla se produce cuando el oxígeno es el elemento más electronegativo; en este caso, se nombra como óxido. Por ejemplo: Fe 2 O 3 Trióxido de dihierro. (No se dice trioxuro de dihierro) También se puede señalar el caso del azufre, cuando actúa como elemento más electronegativo, la terminación -uro se añade a la raíz latina (sulphur), nombrándose como sulfuro y no como azufruro. Por ejemplo: Fe 2 S 3 Trisulfuro de dihierro - Con números romanos o de Stock). De forma general podemos decir que en ella se cita en primer lugar y en forma abreviada el elemento situado a la derecha en la fórmula, terminado en -uro (excepto los óxidos, que se dice óxido), después se cita la palabra de y por último se nombra el elemento de la izquierda. En el caso de que dicho elemento pueda actuar con distintos índices de oxidación, el índice con el que actúa se escribirá a continuación en números romanos y entre paréntesis (sin signo). Por ejemplo: PBr 5 Bromuro de fósforo(v) Fe 2 O 3 Óxido de hierro(iii) Cuando los elementos tienen un único estado de oxidación, no se pone el mismo entre paréntesis, está mal ponerlo. Por ejemplo: CaCl 2 Cloruro de calcio. Estaría mal nombrarlo como cloruro de calcio(ii) - Con números arábigos seguidos de signo. Es igual a la anterior, pero en lugar de indicar el número de oxidación en números romanos se hace en números arábigos seguidos de su signo correspondiente. Por ejemplo: Fe 3 N 2 Nitruro de hierro(2+) Fe 2 O 3 Óxido de hierro(3+) b) Tradicional aceptada: Se utilizan prefijos y sufijos para indicar el número de oxidación del elemento. Está en desuso y se recomienda no utilizarla. Sólo se admite en casos concretos como agua o amoniaco. Nota: Las terminaciones oso e ico para indicar el número de oxidación de los metales no es aceptada ya por la IUPAC. Por ejemplo: Óxido férrico estaría mal. En este curso utilizaremos fundamentalmente la nomenclatura estequiométrica y la Stock.

3 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) SUSTANCIAS ELEMENTALES O SIMPLES (X n ) Se nombran con los prefijos di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-,etc. seguidos del nombre del elemento. Por ejemplo: N 2 : dinitrógeno O 3 : trioxígeno S 8 : octaazufre P 4 : tetrafósforo 2.- ÓXIDOS ( X 2 O x ) Son compuestos formados por la unión del oxígeno con cualquier otro elemento (X) metálico o no, a excepción de los halógenos. En ellos el oxígeno actúa siempre con número de oxidación -2. a) Estequiométrica: (Mono,di,tri,...)-óxido de (di,tri...)-elemento Fe 2 O 3 Trióxido de dihierro P 2 O 5 Pentaóxido de difósforo * Las vocales finales de los prefijos numéricos no deben suprimirse (con la excepción de monóxido ). Ejemplo: pentaóxido de dinitrógeno y no pentóxido de dinitrógeno * El prefijo mono solo se suele utilizar cuando hay confusión, es decir cuando el elemento tiene varios números de oxidación. Por ejemplo: CO se nombra como Monóxido de carbono para diferenciarlo del CO 2 que es Dióxido de carbono. Si al CO lo llamásemos óxido de carbono existiría confusión. * Aclaración: Las combinaciones del oxígeno con flúor, cloro, bromo, yodo y astato antes eran nombradas como óxidos, pero actualmente ya no se consideran óxidos. El oxígeno, que antes se escribía a la derecha, ahora debe ir a la izquierda. Por ejemplo: Antes era Cl 2 O 3 Trióxido de dicloro. Ahora es O 3 Cl 2 Dicloruro de trioxígeno b) De Stock: Óxido de elemento (nº oxid.) Fe 2 O 3 Óxido de hierro(iii) P 2 O 5 Óxido de fósforo(v) * Cuando el elemento tiene un solo número de oxidación éste no se pone (está mal ponerlo), pues no hay ninguna posibilidad de confusión o ambigüedad. Por ejemplo: El CaO se nombra como óxido de calcio y estaría mal llamarlo óxido de calcio(ii). * Hemos de tener cuidado pues el subíndice del oxígeno no siempre indica el número de oxidación del elemento, puesto que la fórmula puede estar simplificada. Por ejemplo: En el SO 2 el número de oxidación del azufre no es 2 sino 4, puesto que antes de simplificarlo sería S 2 O 4 (2 sería el número de oxidación del oxígeno y 4 el del azufre). Por tanto este óxido se nombra como Óxido de azufre(iv) Se escribe a la izquierda el símbolo del elemento y a la derecha el símbolo del oxigeno, a continuación se intercambian los números de oxidación y finalmente se simplifican, si es posible. Por ejemplo: Óxido de azufre(vi) => S 2 O 6 que se simplifica y queda SO 3 Hay que tener en cuenta que cuando el elemento tiene de número de oxidación 1 éste no se escribe. Por ejemplo: Óxido de plata => Ag 2 O (no se pone al oxigeno el subíndice 1 correspondiente a la plata)

4 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) 4 Ejercícios propuestos: Nombrar: NiO Cu 2 O MgO CO N 2 O N 2 O 5 SeO 3 Cr 2 O 3 Formular: Monóxido de cobre Dióxido de silicio Óxido de mercurio(i) Óxido de cobre (II) Trióxido de diniquel Óxido de oro(iii) Pentaóxido de diarsenico Dióxido de selenio 3.- HIDRUROS ( MH m ó H n N ) Son compuestos formados por la unión de un elemento y el hidrógeno (siempre con nº de oxidación 1). Vamos a distinguir tres tipos de hidruros: HIDRUROS METÁLICOS (MH m ). Están formados por un metal (M) e hidrógeno. a) Estequiométrica: (Mono, di,tri,...)-hidruro de metal PbH 4 Tetrahidruro de plomo BeH 2 Dihidruro de berilio b) De Stock: Hidruro de metal (nº oxid.) PbH 4 Hidruro de plomo(iv) BeH 2 Hidruro de berilio Se escribe a la izquierda el metal y a la derecha el hidrógeno y se pone el número de oxidación del metal como subíndice del hidrógeno. (El número de oxidación del hidrógeno no se pone al metal, pues vale 1). Por ejemplo: Trihidruro de aluminio AlH 3 Hidruro de oro(i) AuH HIDRUROS NO METÁLICOS DE LOS GRUPOS 16 Y 17 (H n N). Están formados por un no metal (S, Se, Te, F, Cl, Br o I) e hidrógeno. También se llaman haluros de hidrógeno. Observamos que en éstos a la izquierda se coloca el hidrógeno y a la derecha el elemento. El no metal actúa siempre con el número de oxidación negativo (que coincide con el menor) a) Estequiométrica: No metal-uro de hidrógeno HI Yoduro de hidrógeno H 2 Te Telururo de hidrógeno * Cuando tiene dos hidrógenos no se dice: de dihidrógeno. Por ejemplo: H 2 S se nombra como sulfuro de hidrógeno y no como sulfuro de dihidrógeno b) Tradicional aceptada: Ácido no metal-hídrico HI Ácido yodhídrico H 2 Te Ácido telurhídrico * A estos hidruros se les denominaba tradicionalmente ácidos hidrácidos, por tener propiedades ácidas cuando se disuelven en agua.

5 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) 5 Se escribe a la izquierda el hidrógeno y a la derecha el no metal y se pone el número de oxidación del no metal (recuerda que siempre es el negativo) como subíndice del hidrógeno. Por ejemplo: Seleniuro de hidrógeno H 2 Se Àcido bromhídrico HBr HIDRUROS NO METALICOS DE LOS GRUPOS 13, 14 Y 15. Son los hidruros de los elementos B, C, Si, N, P, As, Sb y O. El no metal actúa con el número de oxidación negativo. a) Estequiométrica: (Di,tri,...)-hidruro de no metal CH 4 Tetrahidruro de carbono AsH 3 Trihidruro de arsénico b) Nombres especiales admitidos: H 2 O (agua u oxidano) CH 4 (metano) SiH 4 (silano) BH 3 (borano) NH 3 (amoniaco o azano) PH 3 (fosfano) AsH 3 (arsano) SbH 3 (estibano) Se escribe a la izquierda el no metal y a la derecha el hidrógeno e intercambian los números de oxidación. Por ejemplo: Trihidruro de fósforo PH 3 Ejercicios propuestos: Nombrar: LiH BaH 2 SnH 4 CoH 2 HgH 2 AuH 3 H 2 Se HCl HBr Formular: Dihidruro de calcio Hidruro de potasio Trihidruro de antimonio Hidruro de plomo(ii) Hidruro de cobre(i) Monohidruro de oro Hidruro de platino(iv) Trihidruro de manganeso Tetrahidruro de silicio Fluoruro de hidrógeno Telururo de hidrógeno Yoduro de hidrógeno 4.- OTROS COMPUESTOS BINARIOS (X n N x ) Son los compuestos formados por un no metal (N) con cualquier otro elemento (X) que no sea O ó H. El no metal actúa siempre con el número de oxidación negativo. a) Estequiométrica: (Mono,di,tri...)-no metal-uro de (di,tri...)-elemento FeCl 3 Tricloruro de hierro N 2 S 3 Trisulfuro de dinitrógeno b) De Stock: No metal-uro de elemento (nº oxid.) FeCl 3 Cloruro de hierro(iii) N 2 S 3 Sulfuro de nitrógeno(iii)

6 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) 6 Se coloca a la izquierda el elemento más metálico y a la derecha el menos metálico y se intercambian sus números de oxidación. Recuerda que el que termina en uro es el que tiene el número de oxidación negativo y es el que va a la derecha. Por ejemplo: Dinitruro de tricobalto Co 3 N 2 Telururo de fósforo(v) P 2 Te 5 Ejercicios propuestos: Nombrar: CaF 2 CuBr Cr 2 S 3 Mg 3 N 2 SF 4 PBr 5 B 2 S 3 SiC NH 4 Cl Formular: Sulfuro de manganeso(ii) Nitruro de litio Bromuro de níquel(iii) Dibromuro de cobre Siliciuro de dihierro Trisulfuro de dihierro Cloruro de yodo(vii) Cloruro de selenio(iv) Sulfuro de amonio 5.- HIDRÓXIDOS [ M(OH) m ] Son los compuestos formados por un metal (M) y tantos grupos hidroxilo (OH ) como indique el número de oxidación con el que actúe dicho metal. El grupo hidroxilo forma una sola unidad y su número de oxidación es -1. Debido a sus propiedades básicas reciben también el nombre de bases. a) Estequiométrica: (Mono,di,tri,...)-hidróxido de metal Sn(OH) 4 Tetrahidróxido de estaño Ba(OH) 2 Dihidróxido de bario b) De Stock: Hidróxido de metal (nº oxid.) Sn(OH) 4 Hidróxido de estaño(iv) Ba(OH) 2 Hidróxido de bario * Cuando el número de oxidación del metal es 1 no se escribe el paréntesis. Por ejemplo: Hidróxido de oro(i) se escribe como AuOH y estaría mal escribir Au(OH) Se coloca a la izquierda el metal y a la derecha el grupo OH. Si el número de oxidación del metal es mayor de 1 se pone paréntesis al grupo OH y se escribe como subíndice del mismo el número de oxidación con el que actúa el metal. Por ejemplo: Trihidróxido de niquel Ni(OH) 3 Hidróxido de platino(iv) Pt(OH) 4 Ejercicios propuestos: Nombrar: Pt(OH) 2 Mn(OH) 3 KOH HgOH Pb(OH) 4 Zn(OH) 2 Formular: Dihidróxido de cobalto Hidróxido de sodio Trihidróxido de aluminio Hidróxido de cromo(ii) Hidróxido de mercurio(ii) Hidróxido de amonio =o-o-o =

7 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) 7 ÓXIDOS Fórmula estequiométrica de Stock FeO Monóxido de hierro u Óxido de hierro Óxido de hierro(ii) Fe 2O 3 Trióxido de dihierro Óxido de hierro(iii) K 2O Óxido de dipotasio u Óxido de potasio Óxido de potasio Al 2O 3 Trióxido de dialuminio u Óxido de aluminio Óxido de aluminio Cu 2O Monóxido de dicobre u Óxido de dicobre Óxido de cobre(i) CuO Monóxido de cobre u Óxido de cobre Óxido de cobre(ii) CdO Óxido de cadmio Óxido de cadmio MgO Óxido de magnesio Óxido de magnesio CO Monóxido de carbono u Óxido de carbono Óxido de carbono(ii) CO 2 Dióxido de carbono Óxido de carbono(iv) N 2O Monóxido de dinitrógeno u Óxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno(i) NO Monóxido de nitrógeno u Óxido de nitrógeno Óxido de nitrógeno(ii) NO 2 Dióxido de nitrógeno Óxido de nitrógeno(iv) HIDRUROS METÁLICOS Fórmula estequiométrica de Stock SnH 2 Dihidruro de estaño Hidruro de estaño(ii) SnH 4 Tetrahidruro de estaño Hidruro de estaño(iv) LiH Hidruro de litio Hidruro de litio ZnH 2 Dihidruro de cinc o Hidruro de cinc Hidruro de cinc HIDRUROS NO METÁLICOS Fórmula estequiométrica de Stock BH 3 Trihidruro de boro o Hidruro de boro Hidruro de boro PH 3 Trihidruro de fósforo Hidruro de fósforo(iii) PH 5 Pentahidruro de fósforo Hidruro de fósforo(v) Fórmula estequiométrica Tradicional aceptada HF Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico HCl Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico HBr Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico HI Yoduro de hidrógeno Ácido yodhídrico H 2S Sulfuro de hidrógeno o Sulfuro de dihidrógeno Ácido sulfhídrico H 2Se Seleniuro de hidrógeno o Seleniuro de dihidrógeno Ácido selenhídrico H 2Te Telururo de hidrógeno o Telururo de dihidrógeno Ácido telurhídrico

8 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) 8 OTROS COMPUESTOS BINARIOS Fórmula estequiométrica de Stock NaBr Bromuro de sodio Bromuro de sodio FeCl 2 Dicloruro de hierro Cloruro de hierro(ii) FeCl 3 Tricloruro de hierro Cloruro de hierro(iii) Ag 2S Sulfuro de diplata o Sulfuro de plata Sulfuro de plata Al 2Se 3 Triseleniuro de dialuminio o Seleniuro de aluminio Seleniuro de aluminio PtI 4 Tetrayoduro de platino Yoduro de platino(iv) CaF 2 Difluoruro de calcio o fluoruro de calcio Fluoruro de calcio Na 2Te Telururo de disodio o telururo de sodio Telururo de sodio AuI 3 Triyoduro de oro Yoduro de oro(iii) PbBr 2 Dibromuro de plomo Bromuro de plomo(ii) NiS Disulfuro de níquel Sulfuro de níquel(ii) ScAs Arseniuro de escandio Arseniuro de escandio NH 4Cl Cloruro de amonio Cloruro de amonio Fórmula estequiométrica de Stock SF 6 Hexafluoruro de azufre Fluoruro de azufre(vi) PCl 3 Tricloruro de fósforo Cloruro de fósforo(iii) PCl 5 Pentacloruro de fósforo Cloruro de fósforo(v) BN Nitruro de boro Nitruro de boro ICl 7 Heptacloruro de yodo Cloruro de yodo(vii) As 2Se 5 Pentaseleniuro de diarsénico Seleniuro de arsénico(v) CCl 4 Tetracloruro de carbono Cloruro de carbono(iv) HIDRÓXIDOS Fórmula estequiométrica de Stock Ca(OH) 2 Dihidróxido de calcio o Hidróxido de calcio Hidróxido de calcio NaOH Monohidróxido de sodio o Hidróxido de sodio Hidróxido de sodio Sn(OH) 2 Dihidróxido de estaño Hidróxido de estaño(ii) Sn(OH) 4 Tetrahidróxido de estaño Hidróxido de estaño(iv)

9 José Romero I.E.S. María Bellido (Bailén) 9 NÚMEROS DE OXIDACIÓN DE LOS ELEMENTOS MÁS FRECUENTES H ± 1 Li Be B C N O F 1 2 ± 3 2, ± 4 1, ±3, Na Mg Al Si P S Cl ± 4 1, ±3, 5 ±2, 4, 6 ±1,3,5,7 K Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn As Se Br 1 2 2, 3 3, 6 2,3 4,6,7 2, 3 2, 3 2, 3 1, 2 2 ± 3, 5 ±2, 4, 6 ±1,3,5,7 Rb Sr Ag Cd Sn Sb Te I , 4 ± 3, 5 ±2, 4, 6 ±1,3,5,7 Cs Ba Ir Pt Au Hg Pb Bi 1 2 2, 4 2, 4 1, 3 1, 2 2, 4 3, 5 Fr Ra 1 2 * El N a veces también actúa con números de oxidación +2 y +4 NH 4 + METAL * El O en los peróxidos actúa con número de oxidación -1 METAL 1 José Romero NO IES Mª Bellido (Bailén)