INTRODUCCION A LA NOMENCLATURA INORGÁNICA

Transcripción

1 INTRODUCCION A LA NOMENCLATURA INORGÁNICA La nomenclatura constituye el conjunto de reglas mediante las cuales se puede asigna un nombre unívoco a cualquier sustancia simple o compuesto. Existen varias clases de nombres: Stock, vulgar, funcionales y sistemáticos Nombre de Stock o IUPAC: Este nombre lo estableció un organismo internacional con normas de nomenclatura que en diferentes idiomas pueden ser interpretadas de igual manera (IUPAC), antes de ésta nomenclatura existió la de Ginebra que actualmente muchas industrias químicas utilizan. Por ejemplo, las reglas IUPAC o de Stock para Óxidos nos dice: 1. Los óxidos de metales con número de oxidación fija se nombran primero con la palabra ÓXIDO DE seguido del nombre del METAL. 2. Los óxidos de metales con número de oxidación variable, se mencionan con la palabra ÓXIDO DE seguido del nombre del METAL indicando con números romanos el número de oxidación con el que esta trabajando el metal. As 2 O 3: óxido de arsénico (III) Nombre vulgar: También existen compuestos cuyos nombres no siguen las reglas de ninguno de los dos sistemas, estos se conocen como triviales o vulgares, ejemplos: agua, amoniaco, cal, sosa cáustica, potasa y yeso. Nombre funcional o tradicional: Es el que resulta de la combinación de dos palabras que establecen la identificación de un compuesto, basándose en la función química que lo constituye. La primera palabra indica el nombre genérico, y la segunda, el nombre específico, que indica de que especie química se trata. Por ejemplo: H 2 SO 4 : ácido sulfúrico Nombre Genérico Nombre Específico Se escribe el nombre Genérico seguido del nombre del específico, con prefijos y terminaciones según la siguiente tabla NÚMERO DE OXIDACIÓN PREFIJO TERMINACIÓN Para 3 o 4 valencia Para 2, 3 o 4 Para 1 valencia, 2, 3 y 4 Para 4 valencias HIPO OSO OSO ICO PER ICO 1

2 Nombre sistemático: Es el que indica la naturaleza y las proporciones de los constituyentes de una sustancia. Puede llevar o no, prefijos numerales. Por ejemplo: Cl 2 O 5 : pentaóxido de dicloro Prefijos numerales: los prefijos numerales se emplean cuando en una sustancia existen varios constituyentes idénticos. Si los constituyentes son monoatómicos, se usan los prefijos: 1= mono 5= penta 9= enea o nona 2= di 6= hexa 10= deca 3= tri 7= hepta 11= endeca o undeca 4= tetra 8= octa 12= dodeca Clasificación de Sustancias SUSTANCIAS ELEMENTALES Las sustancias elementales, denominadas también sustancias simples, son aquéllas que están formadas por átomos de un mismo elemento. Nomenclatura y formulación Regla: Ejemplo: X n S 8 nombre Octaazufre Ejemplos: Fórmula nombre sistemático Nombre vulgar H Monohidrógeno hidrógeno atómico O 2 Dioxígeno oxígeno O 3 Trioxígeno ozono P 4 Tetrafósforo fósforo blanco SUSTANCIAS COMPUESTAS o simplemente compuestos: Son aquellas sustancias puras formadas por combinación de dos o más elementos, en relación constante de masas. Las moléculas de un compuesto están constituidas por dos o más clases de átomos. Por ejemplo, el agua (H2O), cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. De acuerdo al número de elementos que se combinan, los compuestos se dividen en: Binarios: Se forman por la unión de dos elementos deferentes. Ternarios: Resultan de la combinación de tres elementos diferentes. Cuaternarios: Se forman por la unión de cuatro elementos diferentes. 2

3 Existe en química inorgánica compuestos con base en sus propiedades químicas clasificados en: Óxidos Metálicos No Metálicos (Anhídridos) Compuestos Inorgánico Peróxidos Hidróxidos o bases Ácidos Hidrácidos Oxiácidos Sales Binarias Oxisales Hidruros Nomenclatura de Óxidos y anhídridos Compuestos Oxigenados: Como su nombre lo indica, son compuestos formados por un elemento químico y oxígeno. Tanto los óxidos metálicos como los no metálicos se nombran, según las instrucciones de la I.U.P.A.C., (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) utilizando la nomenclatura Stock y tradicional. Óxido Metálicos: Son compuestos formados por Oxígeno y por un metal, frecuentemente presentan enlaces de tipo iónico. Contienen el ión óxido O -2. Para nombrar estos compuestos, las valencias se intercambian, usan tanto la nomenclatura tradicional como la nomenclatura stock. En la nomenclatura Stock, se escribe la palabra Óxido de y el nombre del metal sin terminación y con el estado de oxidación del metal entre paréntesis y con números romanos, a excepción de los metales que tengan sólo un estado de oxidación. En la nomenclatura tradicional, se escribe la palabra Óxido y el nombre del metal con la terminación correspondiente. 3

4 Ejemplos: Fórmula Stock Tradicional Cu 2 O Óxido de Cobre (I) Óxido Cuproso CuO Oxido de Cobre (II) Oxido Cúprico PbO 2 Oxido de plomo (IV) Oxido Plumboso CaO Oxido de Calcio Oxido Cálcico Óxidos no Metálicos o Anhídridos: Son compuestos formados por un no metal y Oxígeno. La naturaleza de su enlace es fundamentalmente covalente. Para nombrar estos compuestos, las valencias se intercambian, usan tanto la nomenclatura tradicional como la nomenclatura stock. En la nomenclatura Stock, se escribe la palabra Oxido de y el nombre del no metal sin terminación y con el estado de oxidación del no metal entre paréntesis y con números romanos, a excepción de los no metales que tengan sólo un estado de oxidación. En la nomenclatura tradicional, se escribe la palabra Anhídrido y el nombre del no metal con la terminación correspondiente. Ejemplos: Fórmula Stock Tradicional I 2 O 7 Oxido de Iodo (VII) Anhídrido Peryódico Cl 2 O Oxido de Cloro (I) Anhídrido Hipocloroso Cl 2 O 3 Oxido de Cloro (III) Anhídrido Cloroso Cl 2 O 5 Oxido de Cloro (V) Anhídrido Clórico 4

5 I.- Subraya la respuesta correcta Ejercicio de Nomenclatura de Óxidos Metálicos y Anhídridos 1. La fórmula del óxido de nitrógeno V es: N 5 O N 2 O 5 N 5 O 2 2. La fórmula del óxido de fósforo III es: P 2 O P 2 O 3 P 3 O 2 PO 3 3. La fórmula SnO 2 corresponde al óxido de Estroncio(IV)? 4. La fórmula CuO corresponde al óxido de cobre II? 5. La fórmula S 2 O 3 corresponde al óxido de azufre VI? 6. La fórmula del óxido de sodio es: NaO Na 2 O NaO 2 Na 2 O 3 7. La fórmula BaO 2 corresponde al óxido de bario? 8. La fórmula del óxido de estroncio es: Sr 2 O 3 Sr 2 O SrO 2 9. La fórmula K 2 O corresponde al óxido de potasio? 10. La fórmula del óxido de plata es: Ag 2 O Pt 2 O AgO 2 PtO 2 5

6 Nomenclatura de Hidróxidos e Hidruros Hidróxidos: Son compuestos formados por la combinación de un óxido metálico y agua. Tienen nomenclatura stock y tradicional. En la nomenclatura stock se antepone la palabra Hidróxido de seguida del nombre del metal con su estado de oxidación entre paréntesis y con números romanos. En la nomenclatura tradicional, se antepone la palabra Hidróxido seguida del nombre del metal con su respectiva terminación. Compuestos Ternarios: Son aquellos compuestos formados por la combinación de tres elementos químicos. Ejemplos: Al 2 O H 2 O = 2 Al(OH) 3 Óxido Alumínico + Agua = Hidróxido Alumínico Fórmula Stock Tradicional KOH Hidróxido de Potasio Hidróxido Potásico Fe(OH) 2 Hidróxido de Hierro (II) Hidróxido Ferroso Fe(OH) 3 Hidróxido de Hierro (III) Hidróxido Férrico LiOH Hidróxido de Litio Hidróxido Lítico Hidruros: Son compuestos formados por la combinación de Hidrógeno carga -1 con un elemento metálico del grupo I o II A. Tienen nomenclatura donde se antepone la palabra Hidruro seguida la metal según nomenclatura de stock o tradicional. En la nomenclatura stock se antepone la palabra Hidruro de seguida del nombre del metal no es necesario colocar su estado de oxidación entre paréntesis y con números romanos pues los grupos I y IIA solo tienen una valencia. En la nomenclatura tradicional, se antepone la palabra Hidruro seguida del nombre del metal con su respectiva terminación ico pues solo tienen una valencia. Compuestos binarios: Son aquellos compuestos formados por la combinación de dos elementos químicos. Ejemplo: Na + + H - NaH Hidruro de Sodio o Hidruro Sódico 6

7 I.- Subraya la respuesta correcta Ejercicio de Nomenclatura de Hidróxidos e Hidruros 1. Cuál es la fórmula química del hidróxido de aluminio? Al(OH) 3 Al(OH) 2 Al(OH) 4 AlOH 2. Cuál es la fórmula química del hidróxido de amonio? NH 4 OH NH 3 OH NH 4 (OH) 2 (NH 4 ) 2 OH 3. La fórmula del hidróxido de sodio es: Na(OH) 2? 4. La fórmula del hidróxido de estroncio es: Es(OH) 2? 5. Cuál es la fórmula química del hidróxido de antimonio (III)? An 3 OH An(OH) 3 An(OH) 2 Sb(OH) 3 6. La fórmula del hidróxido de plata es: Ag(OH)? 7. Cuál es la fórmula química del hidróxido de helio(ii)? He 2 OH He(OH) 2 HeOH 8. Cuál es la fórmula química del hidróxido de potasio? P 2 OH P(OH) 3 KOH POH 9. Cuál es la fórmula química del hidróxido de mercurio(ii)? Hg 2 OH Hg 3 OH Hg(OH) 2 HgOH 10. Cuál es la fórmula química del hidróxido de berilio? Be(OH) 3 Be 2 (OH) Be(OH) 2 7

8 Ejercicios de Hidruros Subraya la respuesta correcta. 1. La fórmula del hidruro de cobalto (II) es: Co 2 H 2 Co 2 H CoH 2 Co 2 H 3 2. La fórmula del hidruro de aluminio es: Al 2 H Al 3 H Al 3 H 2 AlH 3 3. La fórmula del hidruro de magnesio es: MaH 2 MnH 2 MgH 2 4. La fórmula del sulfuro de hidrógeno es: H 2 S H 2 S 2 HS 2 HS 5. La fórmula del hidruro de Estaño (IV) es: Es 2 H Sn 2 H SnH 2 SnH 4 6. La fórmula del hidruro de hierro (II) es: Fe 2 H Fe 2 H 3 FeH 2 FeH 3 7. La fórmula NaH 2 corresponde al hidruro de sodio 8. La fórmula CH 4 corresponde al metano 9. La fórmula del hidruro de litio es: Li 2 H Li 3 H LiH 10. La fórmula NH 4 corresponde al amoníaco 8

9 Nomenclatura de Ácidos y Sales Hídridos Ácidos, Hidrácidos: Corresponden a compuestos formados por hidrógeno y un no metal que puede ser: F, Cl, Br, I con estado de oxidación -1 y Se, Te, S con estado de oxidación -2. Para nombrar estos compuestos, las valencias se intercambian, usan tanto la nomenclatura tradicional como la nomenclatura stock. En la nomenclatura Stock, se agrega el sufijo uro a la raíz del no metal seguida de de Hidrógeno. En la nomenclatura tradicional, se nombran como Ácido, la raíz del no metal y terminada en Hídrico. Ejemplos: Fórmula Stock Tradicional H 2 S Sulfuro de Hidrógeno Ácido Sulfhídrico HF Fluoruro de Hidrógeno Ácido Fluorhídrico H 2 Se Selenuro de Hidrógeno Ácido Selenhídrico HCl Cloruro de Hidrógeno Ácido Clorhídrico Sales de Hidrácidos o Sales Binarias: Son compuestos formados por la combinación de un no metal (los mismos que para los ácidos binarios y con el mismo estado de oxidación) y un metal. Tienen solamente nomenclatura tradicional y en ésta, a la raíz del no metal se le agrega la terminación uro seguida de de y el nombre del metal con su estado de oxidación entre paréntesis y en números romanos. Si el elemento tiene sólo un estado de oxidación, éste no se escribe. Ejemplos: Fórmula NaI CsCl BaTe FeS Nombre Ioduro de Sodio Cloruro de Cesio Telenuro de Bario Sulfuro de Hierro (II) 9

10 Acido hidrácido Sal Haloide Contracción del no metal Fluor Hídrico Uro Clor- Hídrico Uro Brom- Hídrico Uro Iod- Hídrico Uro Selen- Hídrico Uro Telur- Hídrico Uro ACIDOS OXACIDO SALES OXISALES Aniones con oxigeno PREFIJO - SUFIJO PREFIJO - SUFIJO ClO -1 (igual para Br,I) HIPO - OSO HIPO - ITO ClO -1 2 (igual para Br,I) - OSO - ITO SO -2 3 (igual para Se, Te) - OSO - ITO PO -3 3 (igual para As,Sb) - OSO - ITO NO OSO - ITO ClO -1 3 (igual para Br,I) - ICO - ATO SO 4-2 (igual para Se, Te) - ICO - ATO PO 4-3 (igual para As,Sb) - ICO - ATO NO 3-1 CO ICO - ATO (igual para el Si) - ICO - ATO BO ICO - ATO ClO 4-1 (igual para Br,I) PER - ICO PER - ATO 10

11 I.- Subraya la respuesta correcta 1. La fórmula del ácido brómico es: HBrO 2? Ejercicio de Nomenclatura de Ácidos y Sales 2. Cuál es la fórmula química del ácido selenioso? HSeO 2 HSeO 3 H 2 SeO 3 H 2 SeO 4 3. La fórmula del ácido crómico es: H 2 CrO 3 HCrO 3 H 2 CrO 4 HCrO 4 4. Cuál es la fórmula química del ácido perclórico? HClO 3 H 2 ClO 3 HClO 4 H 2 ClO 3 5. La fórmula del ácido sulfúrico es: H 2 SO 4? 6. Cuál es la fórmula del ácido carbónico? H 2 CO 2 HCO 2 H 2 CO 3 H 2 CO 2 7. La fórmula del ácido nitroso es: H 2 NO 2 HNO 2 H 2 NO 3 8. Cuál es la fórmula química del ácido nítrico? H 2 NO 2 H 2 NO 3 HNO 2 HNO 3 9. La fórmula del ácido fosfórico es: H 3 PO 4? 10. Cuál es la fórmula del ácido ortosilícico? H 2 SiO 2 H 2 SiO 3 H 4 SiO 3 H 4 SiO 4 11

12 Ejercicio de Nomenclatura de Sales Oxisales 1. Cuál es la fórmula del hipoclorito de plata? Ag 2 ClO Ag 2 ClO 2 AgClO 3 AgClO 2. La fórmula del cromato de platino (IV) es: Pt(CrO 3 ) 4? 3. La fórmula del perclorato de amonio es: NH 4 ClO 4? 4. Cuál es la fórmula química del fosfato de estroncio? Sr 3 (PO 4 ) 3 Sr 2 (PO 3 ) 3 Sr 3 (PO 3 ) 2 Sr 3 (PO 4 ) 2 5. La fórmula del carbonato de zinc es: Zn 2 CO 2 Zn 2 CO 3 Zn(CO 3 ) 2 ZnCO 3 6. La fórmula del sulfuro de plata es: Pt 2 S Ag 2 S PtS AgS 7. Cuál es la fórmula química del sulfato de cromo (III)? Cr(SO 3 ) 3 CrSO 4 Cr 2 (SO 3 ) 3 Cr 2 (SO 4 ) 3 8. Cuál es la fórmula química del clorato de litio? Li 2 ClO 3 LiClO LiClO 2 LiClO 3 9. Cuál es la fórmula del permanganato de potasio? KMnO 4 KMnO 2 KMnO 3 K 2 MnO La fórmula del nitrito de calcio es: Ca 2 NO 3? 12

13 Ejercicio de Nomenclatura de Cationes y Aniones 1. Cuál es la fórmula química del ión sulfato? -2-2 SO 4 SO 3 SO 4 SO 3 2. La fórmula del ión hidrógeno sulfuro es: HS? 3. La fórmula del ión hidronio es: H 2 O +? 4. Cuál es la fórmula química del ion cloruro? - - ClO 3 ClO 2 ClO - Cl - 5. La fórmula del ion nitrato es: NO Cuál es la fórmula química del ión dihidrógeno fosfato? HPO 4 HPO 3 H 2 PO 4 H 2 PO 3 7. Cuál es la fórmula química del ión amonio? NH 3 + NH 4 + NH 2 + NH Cuál es la fórmula química del ión permanganato? MnO 2 MnO 3 MnO 4 MnO La fórmula química del ión perclorato es: ClO 4? 10. Cuál es la fórmula química del ión hidrógeno carbonato? HCO 2 HCO 3 H 2 CO 2 H 2 CO 3 13

14 MÉTODO GENERAL PARA OBTENER ESTRUCTURAS DE LEWIS Observa el tipo y el número de átomos que tiene el compuesto, a partir de su fórmula química. Determina el número de electrones de valencia que tiene cada átomo, para lo cual puedes utilizar su posición en la tabla periódica. Con esta información también conoces el número total de electrones de valencia que vas a utilizar para construir la estructura de puntos. Dibuja una propuesta de esqueleto para el compuesto. Para ello une a los átomos presentes entre sí con líneas rectas (éstas representan pares de electrones compartidos, o sea, enlaces sencillos). Este paso puede resultar difícil, ya que no es común contar con suficiente información para esbozar el esqueleto. Sin embargo, y a menos que tengas alguna otra información, asume que en moléculas sencillas que tienen un átomo de un elemento y varios átomos de otro, el átomo único está en el centro. Coloca los puntos alrededor de los átomos de tal manera que cada uno tenga ocho electrones (para cumplir con la regla del octeto). Recuerda que el hidrógeno es una excepción y tan sólo tendrá dos puntos. Verifica que el número total de electrones de valencia esté plasmado en tu estructura. Si no es el caso, posiblemente se trate de un compuesto que no satisface la regla del octeto (ve la sección Limitaciones de la regla del octeto ). Como un ejemplo del empleo de estas reglas, en la Tabla A se resume la determinación de la estructura de puntos del cloroformo, CHCl 3. El compuesto cumple con la regla del octeto y al completar los octetos de carbono y cloros nos encontramos con los 26 electrones de valencia en total. Tabla A Determinación de la estructura de Lewis del CHCl 3. Molécula Tipo y número de átomos Electrones de valencia de cada átomo Número Estructura total de esqueleto electrones de valencia del Arreglo de los puntos CHCl 3 C=1 H=1 Cl=3 C=4 H=1 Cl=7 C=1x4=4 H=1x1=1 Cl=3x7=21 TOTAL=26 Moléculas con enlaces dobles y triples Ya vimos como el modelo de Lewis explica las moléculas de O 2 y de N 2. Tomemos ahora el caso del dióxido de carbono (CO 2 ) y tratemos de dibujar su estructura de puntos. En la Tabla 2 se resumen la información necesaria y las estructuras posibles para esta molécula. Otros ejemplos de moléculas con enlaces múltiples son el cianuro de hidrógeno, HCN y el formol, H 2 CO. Dibuja sus estructuras de Lewis. 14

15 Tabla 2. Determinación de la estructura de puntos del CO 2. Molécula Tipo y número de átomos que forman la molécula Electrones de valencia de cada átomo Número total de electrones de valencia Estructura del esqueleto Arreglo de los puntos CO 2 C=1 O=2 C=4 O=6 C=1 x 4=4 O=2 x 6=12 TOTAL=16 O-C-O Limitaciones de la regla del octeto Como todo modelo, las estructuras de Lewis y la regla del octeto, son solamente una herramienta que permite proponer la estructura de los compuestos. Sin embargo, la naturaleza es complicada y no siempre se cumplen las reglas inventadas para simplificarla. Hay compuestos que no satisfacen la regla del octeto ni ninguna otra regla. Por ejemplo el NO, que es un gas subproducto de la combustión de la gasolina en los automóviles y uno de los contaminantes más importantes de la atmósfera, tiene 11 electrones de valencia. Dado que la regla del octeto demanda que los electrones se acomoden por parejas, al tener un número impar de electrones de valencia, este compuesto no puede satisfacerla. Existen compuestos estables que tienen como átomo central a uno con menos de ocho electrones. Tal es el caso de algunos compuestos de boro, como el trifloruro de boro. El boro tiene tres electrones de valencia, que al compartirse con los electrones del flúor completa seis electrones a su alrededor. Figura 2. Figura 2 Estructura de Lewis del BF 3. Podríamos escribir la estructura del BF 3 con un enlace doble entre un flúor y el átomo de boro. De esta forma tanto el boro como los tres átomos de flúor cumplirían la regla del octeto. Sin embargo, la evidencia experimental indica que los enlaces entre el boro y el flúor son sencillos. Aquí es importante resaltar que la evidencia experimental es más importante que lo que se pueda predecir con la teoría. Así, el experimento indica que el compuesto BF 3 se tiene que tratar como un compuesto que no satisface la regla del octeto. La regla del octeto no se cumple en una gran cantidad de compuestos, como en aquéllos en los que participan el boro o el berilio a los que se les llama compuestos deficientes de electrones, porque tienen menos electrones de valencia que un octeto. Existen otros compuestos moleculares en los cuales alguno o algunos de sus átomos tienen con más de ocho electrones a su alrededor. El fósforo y el azufre son dos ejemplos. El fósforo tiene cinco electrones de valencia y el azufre seis. Cuando se combinan con algún elemento de la familia de los halógenos (flúor, cloro, bromo y iodo) pueden compartir diez (Ej. PF 5 ) y hasta doce electrones. (SCl 6 ), que se muestran en la Figura 8 Figura 3. Estructura de Lewis del pentacloruro de fósforo y el hexafluoruro de azufre. A esta situación se le conoce como expansión del octeto. 15

16 Completa el siguiente mapa conceptual de enlaces químicos: NOMBRE: matrícula: ENLACES QUIMICOS interatómi cos IONICO Unión de un metal donador de electrones con un no metal receptor de electrones. Ejemplo: Na 3 Al APOLAR Comparten 1 par de electrones, tienen simetría espacial, son solubles: Ejemplo: H 2 SO 4 16