Formulación Inorgánica

Transcripción

1 Formulación Inorgánica Introducción Nomenclatura Tradicional Formulación de aniones (carga negativa) Iones uro : para formular un ion terminado en uro se escribe el símbolo del elemento y se le ponen tantas cargas negativas como resulte de restar de 18 el número de su grupo. Iones hipo...ito, -ito, -ato y per ato : estos iones resultan de poner el símbolo del elemento y poner tantos oxígenos como sean necesarios y suficientes para que el conjunto resulte con carga negativa. o Elementos con una valencia positiva: sufijo acabado en ato. Ejemplo: carbonato, CO = 3. o Elementos con dos valencias positivas: Con la valencia mínima sufijo terminado en ito. Fosfito, PO - 3. Con la valencia máxima sufijo terminado en ato. Fosfato, PO - 4. o Elementos con tres valencias positivas: Con la valencia mínima con prefijo hipo- y sufijo terminado en ito. (Hipo ito). Hiposulfito, SO = 2. Con la valencia media sufijo terminado en ito. Sulfito, SO = 3. Con la valencia máxima sufijo terminado en ato. Sulfato, SO = 4. o Elementos con cuatro valencias: Con la valencia mínima con prefijo hipo- y sufijo terminado en ito. (Hipo ito). Hipoclorito, ClO -. Con la valencia media inferior sufijo terminado en ito. Clorito, ClO - 2. Con la valencia media superior sufijo terminado en ato. Clorato, ClO - 3. Con la valencia máxima prefijo per- y sufijo terminado en ato. (Per ato). Perclorato, ClO - 4. Iones Tio. Son iones negativos en los que algunos O = se sustituyen por iones S =. Tiosulfato, S 2 O = 3. Formulación de cationes (carga positiva). Si un elemento tiene una valencia se le nombra con el nombre del elemento o el nombre acabado en ico. Magnésico, Mg +2. Si un elemento tiene 2 valencias: o Valencia menor acabado en oso. Ferroso, Fe +2. o Valencia mayor acabado en ico. Férrico, Fe +3. 1

2 Si un elemento tiene 3 valencias: o Valencia menor con prefijo hipo y sufijo oso (hipo nombre oso). Hipocromoso, Cr +2. o Valencia media acabado en oso. Cromoso, Cr +3. o Valencia mayor acabado en ico. Crómico, Cr +6. Si un elemento tiene 4 valencias: o Valencia menor con prefijo hipo y sufijo oso (hipo nombre oso). Hipovanadioso, V +2. o Valencia media inferior acabado en oso. Vanadioso, V +3. o Valencia media superior acabado en ico. Vanádico, V +4. o Valencia mayor con prefijo per y sufijo -ico (per nombre ico). Pervanádico, V +5. Si un elemento tiene 5 valencias sigue la nomenclatura de Stock. Nomenclatura sistemática. Se utilizan prefijos numerales griegos hasta doce, y de trece en adelante números árabes: mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, enea, deca, endeca, dodeca, 13, 14, etc. Están permitidos también hemi para la relación 1:2 y sesqui para 2:3. Los grupos de átomos se indican mediante prefijos numéricos multiplicativos (bis, tris, tetraquis, etc.) sobre todo si el nombre del grupo incluye otros prefijos numerales. Ejemplos: FeCl3, CaBr2, Cl2O5, Pb(OH)4, Br2O7 : tricloruro de hierro, dibromuro de calcio, pentaóxido de dicloro, tetrahidróxido de plomo, heptaóxido de dibromo. Nomenclatura de Stock. Se coloca la valencia o número de oxidación en números romanos, entre paréntesis, a continuación del nombre del elemento. Cuando sea necesario se utiliza el número árabe cero. Si la valencia es constante no es necesario indicarla. Ejemplos: FeCl3, SnH2, Cu2O, Hg(OH)2, HClO2, H2SO4, K [Fe(CN)], Na[Ni(CN)] cloruro de hierro (III), hidruro de estaño (II), óxido de cobre (I), hidróxido de mercurio (II), ácido dioxoclórico (III), tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno, hexacianoferrato (II) de potasio, tetracianoniccolato (0) de sodio. I. Hidruros Los compuestos binarios formados por hidrógeno con otros elementos se llaman hidruros. Hidrógeno con no metales En hidruros, y en general de todos los compuestos entre dos no metales, se escribe primero, y se nombra en segunda lugar, el elemento que aparece primero en la relación: B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F 2

3 Se escribe a la derecha de cada símbolo, el subíndice numérico que corresponde al número de oxidación del otro elemento. Para ello ten en cuenta que en las combinaciones del hidrógeno con un no metal, se considera que su número de oxidación es +1, mientras que el del otro elemento le corresponde un número de oxidación negativo. Nomenclatura: - Los hidruros formados con F, Cl, Br, I, S, Se y Te se pueden nombrar de dos formas distintas: o Añadiendo la terminación uro al nombre de dichos elementos, seguidos de las palabras de hidrógeno. HF Fluoruro de hidrógeno. HCl Cloruro de hidrógeno. o También se pueden nombrar como ácidos seguidos del nombre del no metal añadiéndole el sufijo hídrico. HF ácido fluorhídrico. HCl ácido clorhídrico. - El resto de los no metales se nombran con la terminación uro de dichos elementos. Fórmula Nombre sistemático Nombre en disolución acuosa HF Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico HCl Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico HBr Bromuro de Hidrógeno Ácido bromhídrico H 2 S Sulfuro de dihidrógeno Ácido sulfhídrico H 2 Te Teluro de dihidrógeno Ácido Telhídrico Hidrógeno con metales La fórmula se construye con símbolos y subíndices como en el caso de los no metales. El símbolo del metal siempre va delante del hidrógeno. En estos compuestos se considera que el hidrógeno tiene un número de oxidación -1, mientras que el del metal es positivo. Nomenclatura sistemática. Los nombres se forman con la palabra hidruro precedida de un prefijo numérico (mono-, di-, tri- ) que indica el número de hidrógenos seguida de la preposición de y el nombre del metal. Nomenclatura de Stock El nombre se forma con la expresión hidruro de seguida del nombre del metal y su número de oxidación entre paréntesis. Ejemplos: Fórmula Nombre sistemático Nombre Stock Nombre tradicional NaH Monohidruro de sodio Hidruro de sodio (I) Hidruro sódico CaH 2 Dihidruro de calcio Hidruro de calcio (II) Hidruro cálcico PbH 4 Tetrahidruro de plomo Hidruro de plomo (IV) Hidruro Plúmbico 3

4 II. Compuestos binarios del oxígeno (Óxidos). Los compuestos binarios del oxígeno se llaman óxidos, presentando el oxígeno un número de oxidación -2. Oxígeno con no metales Para formular los óxidos de los elementos no metálicos, se siguen las normas generales de formulación de los compuestos binarios. - Se escriben lo símbolos de los elementos: el más electronegativo a la derecha y el más electropositivo a la izquierda. - Escribe a la derecha de cada símbolo, el subíndice que representa el número de oxidación del otro elemento. Nomenclatura Sistemática. - Los nombres se forman con la palabra óxido acompañada de un prefijo numérico (mono-, di-, tri- ) que indica el número de átomos de oxígenos de la fórmula y el nombre del otro elemento, también acompañado de su correspondiente prefijo numérico. - Los prefijos se omiten en todos aquellos casos en los que los elementos de la fórmula tienen un único número de oxidación. Nomenclatura de Stock Se utiliza la expresión óxido de seguida del nombre del otro elemento y su número de oxidación entre paréntesis y sin signo. Fórmula Nombre sistemático Nombre Stock Nombre tradicional SiO 2 Dióxido de silicio Óxido de silicio (IV) Óxido silícico B 2 O 3 Trióxido de diboro Óxido de boro (III) Óxido bórico Oxígeno con metales Dependiendo de las características del metal y de sus estados de oxidación, cada uno de estos elementos pueden presentar una o más combinaciones distintas con oxígeno. - Se escriben los símbolos de los elementos: el metal, que es el más electropositivo, a la izquierda. - Escribe, a la derecha de cada símbolo, el subíndice correspondiente. Utiliza los números de oxidación de los elementos del mismo modo que en los no metales. Recuerda que, si es posible, la fórmula se simplifica. Nomenclatura. Podemos utilizar cualquiera de los dos procedimientos vistos anteriormente, es decir, la nomenclatura sistemática o la nomenclatura de Stock, construyendo los nombres de la misma manera que pasa los óxidos de los no metales. 4

5 Fórmula Nombre sistemático Nombre Stock Nombre tradicional FeO Monóxido de hierro Óxido de hierro (II) Óxido ferroso Fe 2 O 3 Trióxido de dihierro Óxido de hierro (III) Óxido férrico Li 2 O Óxido de dilitio Óxido de Litio (I) Óxido lítico Peróxidos Los peróxidos son compuestos en los que dos átomos de oxígeno están unidos entre sí (-O-O-) el peróxido más conocido es el peróxido de hidrógeno o agua oxigenada (H 2 O 2 ). En estos compuestos, el número de oxidación del oxígeno es -1. El ión con dos cargas negativas O 2-2 se denomina ion peróxido. Formulación - Se escriben los símbolos de los elementos: el del metal elemento más electropositivo a la izquierda, seguido de O 2 (sólo a efectos de formulación, trata a este grupo como si fuese un único elemento). - Escribe, a la derecha del símbolo del metal, el subíndice correspondiente. Las fórmulas de peróxidos no se simplifica el O 2. Nomenclatura de Stock. Se nombran como los óxidos pero cambiando la palabra óxido por peróxido. Nomenclatura Sistemática. Se nombran como los óxidos. Fórmula Nombre sistemático Nombre Stock Nombre tradicional Na 2 O 2 Dióxido de disodio Peróxido de sodio Peróxido sódico ZnO 2 Dióxido de cinc Peróxido de cinc Peróxido de cinc Cu 2 O 2 Dióxido de dicobre Peróxido de cobre(i) Peróxido cúprico III. Otros Compuestos Binarios. No metal con No metal Formulación - Escribe los símbolos de los elementos. Para decidir su orden, utiliza la lista siguiente, y escribe primero el elemento que aparezca en ella más a la izquierda. B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F - Escribe, a la derecha de cada símbolo, el subíndice correspondiente, utilizando los números de oxidación de cada elemento, de modo que los subíndices son los números de oxidación intercambiados. (Cuando sea posible, simplifica los subíndices). Nomenclatura Sistemática. - Los nombres se forman añadiendo el sufijo uro al nombre del elemento cuyo símbolo figura a la derecha de la fórmula, seguido de la preposición de y el nombre del otro elemento. - A los nombres de los elementos se les añaden los prefijos numéricos (mono, di, tri ) para indicar su número en la fórmula. 5

6 Nomenclatura de Stock - Forma el nombre del compuesto igual que en la nomenclatura sistemática, pero omitiendo los prefijos numéricos e incluyendo el número de oxidación entre paréntesis y en números romanos del elemento citado en último lugar en el nombre. Fórmula Nombre sistemático Nombre Stock Nombre tradicional BrCl Monocloruro de Bromo Cloruro de Bromo (I) Cloruro brómico IF 7 Heptafluoruro de yodo Fluoruro de Yodo (VII) Fluoruro peryódico As 2 S 3 Trisulfuro de diarsénico Sulfuro de Arsénico(III) Sulfuro arsenioso Metal con no metal Formulación - Se escriben los símbolos de los elementos: el del metal a la izquierda. - Se incorporan los subíndices correspondientes. Si es posible se simplifica la fórmula. Nomenclatura Sistemática - Los nombres se forman añadiendo el sufijo uro al nombre del no metal seguido de la preposición de y el nombre del metal. El uso de prefijos es el habitual. Nomenclatura de Stock - Al nombre del metal le sigue su número de oxidación. Fórmula Nombre sistemático Nombre Stock Nombre tradicional FeCl 2 Dicloruro de hierro Cloruro de hierro (II) Cloruro ferroso FeCl 3 Tricloruro de hierro Cloruro de hierro (III) Cloruro férrico CoS Monosulfuro de cobalto Sulfuro de Cobalto (II) Sulfuro cobaltoso IV. Hidróxidos Los compuestos que resultan de la combinación entre un metal (catión) con el anión hidróxido (OH - ) se denominan Hidróxidos y son compuestos ternarios (tres elementos distintos). Formulación - Escribe primero el símbolo del metal, seguido de OH. Utiliza paréntesis (OH) si el compuesto presenta más de un grupo hidróxido. - Escribe, a la derecha del símbolo del metal y del (OH), el subíndice correspondiente utilizando los números de oxidación del metal y del grupo OH. A efectos de formulación a este grupo se le asigna el número de oxidación -1. Nomenclatura Sistemática. - El nombre se forma con las palabras hidróxido de seguidas del nombre del metal. Se utilizan los prefijos numéricos del modo visto en los capítulos entre paréntesis. 6

7 Fórmula Nombre sistemático Nombre Stock Nombre tradicional KOH Monohidróxido de potasio Hidróxido de potasio (I) Hidróxido potásico Ca(OH) 2 Dihidróxido de calcio Hidróxido de calcio (II) Hidróxido cálcico Al(OH) 3 Trihidróxido de Hidróxido de aluminio aluminio (III) Hidróxido alumínico Fe(OH) 3 Trihidróxido de hierro Hidróxido de hierro (III) Hidróxido férrico V. Oxoácidos Desde un punto de vista estructural, estos compuestos suelen presentar un átomo central, que es un metal de transición o un no metal rodeado de otros átomos, generalmente oxígenos, de los que uno o más están unidos a hidrógenos ácidos. Para formular los oxoácidos, primero se escriben los hidrógenos ácidos aquellos que están unidos a los oxígenos a través de un enlace -, después debe figurar el símbolo del átomo central y, finalmente, los átomos o grupos de átomos que lo rodean. Número de oxidación En los oxoácidos, el oxígeno presenta un número de oxidación -2, el hidrógeno +1 y los demás elementos un valor siempre positivo. Ejemplo: o H 3 BO 3, El boro tiene un número de oxidación +3. o H 2 Cr 2 O 7, el cromo tiene un número de oxidación +6. Nomenclatura Tradicional Por este sistema, los nombres se forman utilizando prefijos y sufijos que se relacionan con el estado de oxidación del elemento central. Prefijos Hipo-, Per y Sufijos oso, -ico. Para nombrar uno de estos compuestos se usa primero la palabra ácido seguida del nombre (o raíz) del elemento central al que se le añaden los prefijos (per-, hipo-) y los sufijos (-oso, -ico) que se relacionen con su grado de oxidación. Prefijo Sufijo 2 estados de 3 estados de 4 estados de oxidación oxidación oxidación Per- -ico - - Mayor - -ico Mayor Mayor Intermedio Mayor - -oso Menor Intermedio Intermedio Menor Hipo- -oso - Menor Menor Ejemplos: Nº Oxidación Fórmula Nombre S = +4 H 2 SO 3 Ácido sulfuroso S = +6 H 2 SO 4 Ácido sulfúrico Cl = +3 HClO 2 Ácido Cloroso Cl = +5 HClO 3 Ácido Clórico N = +5 HNO 3 Ácido Nítrico I = +7 HIO 4 Ácido Peryódico 7

8 VI. Sales Una sal es un compuesto químico formado por la combinación de uno o varios cationes con uno o varios aniones (los compuestos cuyo catión es el H+ no se consideran sales sino ácidos). Sales Binarias Son aquellas sales formadas sólo por dos elementos: el catión y el anión. La nomenclatura de estas sales se ha tratado en el punto III. Sales de oxoácidos. Son aquellas en las que el anión procede de un oxoácido por pérdida de todos sus hidrógenos ácidos. Se escribe primero el catión y después el anión, añadiéndoles los subíndices que corresponden a los números de carga intercambiados. Ejemplos: Catión Carga Anión Carga Fórmula Na NO 3-1 NaNO 3 Ca PO 4-3 Ca 3 (PO 4 ) 2 Nomenclatura Tradicional Por este sistema, los nombres se forman utilizando prefijos y sufijos que se relacionan con el estado de oxidación del elemento central (vistos en la introducción). Prefijos Hipo-, Per y Sufijos ato, -ito. Para nombrar uno de estos compuestos se nombra primero al anión, [tal como se explica en la introducción, de forma que se le añaden los prefijos (per-, hipo-) y los sufijos (-oso, -ico) que se relacionen con su grado de oxidación] seguidos de la preposición de y del nombre del catión. Prefijo Sufijo 2 estados de 3 estados de 4 estados de oxidación oxidación oxidación Per- -ato - - Mayor - -ato Mayor Mayor Intermedio Mayor - -ito Menor Intermedio Intermedio Menor Hipo- -ito - Menor Menor Ejemplos. NaNO 3 Ca 3 (PO 4 ) 2 Pb(CO 3 ) 2 K 2 SO 4 Mg(ClO 2 ) 2 Nitrato sódico. Fosfato cálcico. Carbonato plúmbico. Sulfato potásico. Clorito magnésico 8

9 VII. Sales Ácidas Las sales ácidas son aquellas en las que el anión que procede de un oxoácido contiene algún hidrógeno ácido que no ha sido reemplazado por un catión metálico. Por tanto, el oxoácido correspondiente debe tener al menos dos hidrógenos ácidos. Ejemplos: NaHCO 3 ; K 2 HPO 4. Formulación Las fórmulas se construyen con los mismos criterios que se ha visto en el apartado VI. Nomenclatura. Los nombres se forman con el término hidrógeno (referido al/los hidrógeno/s ácido/s) y el nombre del anión, seguido de la preposición de y del nombre del catión metálico. Se recurre al uso de prefijos numéricos allí donde sean necesarios. Ejemplos: Fórmula NaHCO 3 K 2 HPO 4 LiH 2 PO 4 Nomenclatura Hidrogenocarbonato de sodio. Hidrógenofosfato de dipotasio. Dihidrogenofosfato de litio. 9

10 La formulación tratada en estos apuntes se puede (y es aconsejable) ampliar con el libro Nomenclatura y formulación de los compuestos inorgánicos. Emilio Quiñoa, Ricardo Riguera. Ed. McGraw-Hill. 10