Tema 3: problemas para resolver en clase

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1 Tema 3: problemas para resolver en clase 1. Iones monoatómicos: Conformados por uno o más átomos del mismo elemento, presentan carga positiva o negativa 1.1 Cationes (carga positiva). Completar la tabla H + ion hidrógeno Li + ion litio Mg 2+ ion magnesio Mn 2+ ion manganeso (II) Mn 3+ ion manganeso (III) Sn 4+ ion estaño (IV) Sn 2+ ion estaño (II) 2+ Hg 2 ion mercurio (I) Ejercicio: Completa la siguiente tabla K + Fr + ion calcio Fe 2+ Fe 3+ Li + Ag + Fe 2+ Fe 3+ Au 1+ Cu 2+ Ni 2+ Ni 1+ As 3+ As 5+ Cr 2+ metal Cr 6+ no metal ion calcio ion plomo (IV) ion oro (III) ion cromo (III) metal ion cromo (III) no metal ion férrico ion férrico ion plumboso ion cuproso 1

2 PP PP 1.2 Aniones (carga negativa) Fórmula Nombre F S 2 H 3 ion cloruro ion fluoruro ion sulfuro ion hidruro ion fosfuro Ejercicio: Completa la siguiente tabla: Fórmula Nombre Br 1 I 1 N 3 CN 1 H 1 3 Compuestos iónicos: formados por cationes aniones, no tienen carga 2. Compuestos binarios: Constan de dos diferentes elementos que pueden encontrarse en diversas proporciones 2.1 HIDRÁCIDOS: Conformados por ion hidrógeno (H 1+ ) más no metal. Ejemplos: H ácido clorhídrico ácido muriático (comercial) HF H 2 S ácido fluorhídrico ácido sulfhídrico Ejercicio: Completa la siguiente tabla: HBr HCN Ácido odhídrico ácido odhídrico 2

3 2.2 SALES BINARIAS: Contienen metal (siempre con número de oxidación +) no metal (este último, con número de oxidación negativo) Ejemplos: Na cloruro de sodio sal K fluoruro de potasio Co S 2 3 sulfuro de cobalto (III) sulfuro cobáltico FeS 2 Bisulfuro de fierro Disulfuro de hierro, pirita FeS Sulfuro de fierro Sulfuro ferroso Ejercicio: Completa la siguiente tabla: LiBr oduro de manganeso (II) cloruro auroso Fe 2 S 3 trisulfuro de (di)fierro NiI 2 Yoduro niqueloso Pd 2 S IrF ÓXIDOS METÁLICOS O BÁSICOS: Conformados por metal (siempre con número de oxidación +) oxígeno (siempre con número de oxidación 2). Cuando reaccionan con agua producen bases. Completar la tabla en la columna otro nombre Na 2 O óxido de sodio CaO Al 2 O 3 FeO Fe 2 O 3 As 2 O 3 As 2 O 5 óxido de calcio óxido de aluminio óxido de fierro (II) óxido de fierro (III) óxido de arsénico (III) óxido de arsénico (V) 3

4 Ejercicios: Completa la siguiente tabla MgO Sb 2 O 3 óxido de rubidio CuO PbO 2 óxido de plomo (IV) óxido cuprico 3. Compuestos ternarios. Constan de tres diferentes elementos que pueden encontrarse en diversas proporciones 3.1 SALES ÁCIDAS: Constan de metal, hidrógeno (con número de oxidación +1) no metal (con número de oxidación negativo) NaHS Sulfuro ácido de sodio bisulfuro de sodio 3.2 HIDRÓXIDOS: Constan de metal, con número de oxidación + m ion hidróxido (OH 1 ). Completar la tabla en la columna otro nombre Na OH hidróxido de sodio Ca (OH) 2 hidróxido de calcio Al(OH) 3 Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 As(OH) 3 As(OH) 5 hidróxido de aluminio hidróxido de fierro (II) hidróxido de fierro (III) hidróxido de arsénico (III) hidróxido de arsénico (V) Ejercicios. Completa la siguiente tabla MgOH Sb(OH) 3 hidróxido de rubidio Cu(OH) 2 hidróxido aúrico 4

5 3.3 OXIÁCIDOS:Contienen H, con número de oxidación (+1); metal o no metal, con número de oxidación (+ n); O con número de oxidación (2). Ejemplos Ácido Nombre #oxidación metal o no metal Carga total del oxiácido HO ácido hipocloroso +1 (+1) + (+1) + (2) = 0 HO 2 ácido cloroso +3 (+1) + (+3) + 2(2) = 0 HO 3 ácido clórico +5 (+1) + (+5) + 3(2) = 0 HO 4 ácido perclórico +7 (+1) + (+7) + 4(2) = 0 HMnO 4 ácido permangánico +7 (+1) + (+7) + 4(2) = 0 H 2 MnO 4 ácido mangánico +6 2(+1) + (+6) + 4(2) = 0 H 2 MnO 3 ácido manganoso +4 2(+1) + (+4) + 3(2) = 0 HNO 3 ácido nítrico +5 (+1) + (+5) + 3(2) = 0 HNO 2 ácido nitroso +3 (+1) + (+3) + 2(2) = 0 Ejercicios. Completa la siguiente tabla Fórmula HBrO HBO 2 #oxidación Nombre metal o no metal ácido hipobromoso ácido crómico +6 ácido sulfuroso Carga total del oxiácido El caso del fósforo, boro, etc. meta > Sumar una molécula de H 2O al óxido. piro (di) >Sumar dos moléculas de H 2 O al óxido. orto > Sumar tres moléculas de H 2 O al óxido. Boro valencia impar B +3 Como norma en el caso de fósforo, arsénico, antomonio boro la forma natural es la orto por lo que suele omitirse este prefijo. ejemplo: el ácido fósforico H 3 PO 4 es el ácido ortofósforico H 3 PO 4. Cuando quiera referirse al ácido fósforico real se le llamará metafósforico HPO 3 ácido metabórico B 2 O 3 + H 2 O > H 2 B 2 O 4 simplificando> HBO 2 ácido dibórico o pirobórico ácido bórico (ácido ortobórico) B 2 O H 2 O > H 4 B 2 O 5 H 6 B 2 O 6 simplificando B 2 O H 2 O H 3 BO 3 5

6 meta > Sumar una molécula de H 2 O al óxido. piro (di) >Sumar dos moléculas de H 2 O al óxido. orto > Sumar tres moléculas de H 2 O al óxido. fósforo valencia impar P +3, P +5 ácido fósfórico (ácido ortofósforico) P 2 O H 2 O H 6 P 2 O 8 simplificando H 3 PO 4 ácido fosforoso (ácido ortofosforoso) P 2 O H 2 O H 6 P 2 O 6 simplificando H 3 PO 3 ácido metafósfosfórico P 2 O 5 + H 2 O > H 2 P 2 O 6 simplificando> HPO 3 ácido metafosforoso P 2 O 3 + H 2 O > H 2 P 2 O 4 simplificando> HPO 2 Ejercicios. Completa la siguiente tabla Elementos con valencia par Mn +6 ácido mangánico H 2 MnO 4 ácido permangánico Mn +7 simplificando HMnO 4 ácido crómico Cr 6+ CrO 3 + H 2 O Cr 6+ ácido dicrómico 2 H 2 CrO 4 meta sumar una molécula de H 2 O al óxido correspondiente orto sumar dos moléculas de H 2 O al óxido correspondiente di, tri, etc. sumar una molécula de agua a di, tri, etc. óxidos H 4 Cr 2 O 8 menos H 2 O 3.4 OXIANIONES: Resultan de eliminar uno o más hidrógenos a los oxiácidos Ejemplos Fórmula Nombre #oxidación metal o no metal Carga total del oxianion O ion hipoclorito +1 (+1) + (2) = 1 O 2 ion clorito +3 (+3) + 2(2) = 1 O 3 O 4 MnO 4 HMnO 4 MnO 4 2 HMnO 3 2 MnO 3 NO 3 NO 2 ion clorato +5 (+5) + 3(2) = 1 ion perclorato +7 (+7) + 4(2) = 1 ion permanganato +7 (+7) + 4(2) = 1 ion manganato ácido +6 (+1) + (+6) + 4(2) = 1 ion manganato +6 (+6) + 4(2) = 2 ion manganito ácido +4 (+1) + (+4) + 3(2) = 1 ion manganito +4 (+4) + 3(2) = 2 ion nitrato +5 (+5) + 3(2) = 1 ion nitrito +3 (+3) + 2(2) = 1 6

7 Ejercicios. Completa la siguiente tabla Fórmula Nombre #oxidación SO 4 2 metal o no metal Carga total del oxianion HCO 3 HPO 4 2 ion silicato (+4) + 3(2) = 2 ion carbonato +4 ion ortofosfato ácido ion ortofosfato diácido 3.5 OXISALES: Contienen metal, con número de oxidación (+m); metal o no metal, con número de oxidación (+n); O con número (2). Puede decirse que derivan de la combinación de un metal con un oxianión Ejemplos Fórmula Nombre #oxidación metal sustituto Carga del oxianion Carga total de la oxisal NaO hipoclorito de sodio +1 1 (+1) + (1) = 0 NaO 2 clorito de sodio +1 1 (+1) + (1) = 0 NaO 3 clorato de sodio +1 1 (+1) + (1) = 0 NaO 4 perclorato de sodio +1 1 (+1) + (1) = 0 KMnO 4 permanganato de potasio +1 1 (+1) + (1) = 0 K 2 MnO 4 manganato de potasio (+1) + (2) = 0 CaSO 4 Sulfato de calcio +2 2 (+2) + (2) = 0 Fe(NO 3 ) 3 Nitrato de fierro (III) o nitrato férrico +3 1 (+3) + 3(1) = 0 7

8 Ejercicios. Completa la siguiente tabla Nombre a) Sulfato de sodio b) Perclorato de potasio c) Permanganato de sodio d) Carbonato de sodio e) Sulfito estánico Fórmula 4. COMPUESTOS CUATERNARIOS. Constan de cuatro diferentes elementos que pueden encontrarse en diversas proporciones 4.1 OXISALES ÁCIDAS: Contienen metal, con número de oxidación (+m); H con número de oxidación +1; metal o no metal, con número de oxidación (+n); O con número (2). Puede decirse que derivan de la combinación de un metal con un oxianión ácido. Complete la tabla Fórmula Nombre #oxidación metal sustituto Carga del oxianion Carga total de la oxisal KHMnO 4 manganato ácido de potasio +1 1 (+1) + (1) = 0 CoHAsO 3 ortoarsenito ácido de cobalto (II) +2 2 (+2) + (2) = 0 NaHCO 3 carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodio +1 1 (+1) + (1) = 0 Al(HCrO 4 ) 3 cromato ácido de aluminio +3 1 (+3) + 3(1) = 0 NaHSO 4 Ca(HCO 3 ) 2 Fe 2 (HPO 4 ) 2 Sulfato ácido de sodio o bisulfato de sodio Carbonato ácido de calcio o bicarbonato de calcio Fosfato ácido de hierro (II) ó FeHPO 4 8

9 5. COMPUESTOS MOLECULARES 5.1 ÓXIDOS NO METÁLICOS U ÓXIDOS ÁCIDOS O ANHIDRIDOS: Conformados por no metal (siempre con número de oxidación +) oxígeno (siempre con número de oxidación 2). Cuando reaccionan con agua producen ácidos. Ejemplos N 2 O 3 N 2 O 5 NO CO CO 2 As 2 O 3 As 2 O 5 trióxido de dinitrógeno pentóxido de dinitrógeno monóxido de nitrógeno monóxido de carbono bióxido de carbono trióxido de diarsénico pentóxido de diarsénico Ejercicios Escribe las fórmulas los nombres de todos los óxidos que pueden formarse con el nitrógeno también con el fósforo 5.2 PERÓXIDOS: Conformados por ion hidrógeno o metal ion peróxido (O 2 2 ). En estos compuestos químicos es en los pocos casos en que el oxígeno no trabaja con número de oxidación 2. Cabe destacar, que el ion peróxido (O 2 2 ) es un dímero del O, sumamente inestable H 2 O 2 peróxido de hidrógeno agua oxigenada Na 2 O 2 peróxido de sodio oxilita CaO 2 peróxido de calcio Ejercicios peróxido de rubidio BaO 2 peróxido de fierro (II) MgO 2 9

10 6. Para cada fórmula diga que tipo de compuesto es, según la letra correspondiente Tipo de compuesto a) Hidrácidos b) Sales binarias Ba (OH) 2 HIO 4 K 3 PO 4 c) óxidos metálicos o básicos H 2 SO 4 MgS NiO d) sales ácidas HBr KMnO 4 K 2 HPO 4 e) Hidróxidos H 3 BO 3 Rb OH H 2 O 2 f) oxiácidos g) oxisales NaHSO 4 H 3 PO 3 SO 3 h) oxisales ácidas NaBr H KHS i) óxidos no metálicos ó óxidos ácidos ó anhídridos FeO Li Al (OH) 3 j) Peróxidos H 2 CrO 4 Cu 2 O Na 2 SO 4 SO 2 HBrO MnO 2 7. Complete la Tabla. De un ejemplo de cada tipo de compuesto con fórmula nombre Fórmula Nombre a) Hidrácido b) Sales binaria c) óxido metálico o básico d) sal ácida e) Hidróxido f) oxiácido g) oxisal h) oxisal ácida i) óxido no metálico ó óxido ácid ó anhídrido j) Peróxido 10

11 Tarea del Tema 4 (orbítales moleculares) 1. Para la maoría de los compuestos, la hibridación del átomo central de una molécula se determina por el número de enlaces al átomo central el número de pares de electrones sin compartir. Un orbital híbrido se necesita para cada enlace o para cada par de electrones sin compartir, tal como en los siguientes compuestos: Número de enlaces + pares de electrones sin compartir hibridación Compuestos 4 sp 3 Nitrógeno en NH 3 Carbono en CH 4 Oxígeno en H 2 O 3 sp 2 Oxígeno en O 2 Carbono en H 2 CO 3 nitrógeno en NO 2 sp Carbono en HCN Carbono en CO 2 Nitrógeno en N 2 Considerando los datos anteriores, complete el siguiente cuadro compuesto Hibridación del átomo central Pares de electrones sin compartir a) C 4 b) H 2 S c) HNO 3 d) H 2 SO 4 e) CH 3 f) H 2 CO 3 2. Para los compuestos anteriores de la (b) a la (f) diga: Figura 1. Molécula de C 4 a) hibridación del átomo central = sp 3 b) número de pares de electrones sin compartir = 0 hibridación sp 3 c) hibridación de los átomos de cloro enlazados al átomo de carbono cantrañ = sp 3 C C 11

12 Figura 2. Molécula de H 2 S a) hibridación del átomo central b) Número de pares de electrones sin compartir c) Hibridación de los átomos que rodean al átomo central Figura 3. Molécula de HNO 3 a) hibridación del átomo central b) Número de pares de electrones sin compartir c) Hibridación de los átomos que rodean al átomo central Figura 4. Molécula de H 2 SO 4 a) hibridación del átomo central b) Número de pares de electrones sin compartir c) Hibridación de los átomos que rodean al átomo central 12

13 Figura 5. Molécula de CH 3 a) hibridación del átomo central b) Número de pares de electrones sin compartir c) Hibridación de los átomos que rodean al átomo central Figura 6. Molécula de H 2 CO 3 a) hibridación del átomo central b) Número de pares de electrones sin compartir c) Hibridación de los átomos que rodean al átomo central 2. Determine el estado de hibridación del átomo central en cada una de las siguientes moléculas. Además dibuje la fórmula desarrollada de cada compuesto fórmula desarrollada hibridación átomo central a) Hg 2 2 b) Al 3 c) P 3 13

14 3. Muestre los enlaces σ μ en el formaldehído, así como la hibridación del átomo central. fórmula desarrollada hibridación átomo central O H C H formaldehído número de enlaces sigma: número de enlaces pi: 4. Muestre los enlaces σ μ la fórmula desarrollada de: NH 4 KNO 3 CH 3 COONa 5. Cual es el número total de enlaces σ μ la fórmula desarrollada en las siguientes moléculas CH 2 2 KCN HNO 2 14