FÍSICA Y QUÍMICA. TEMA 3 (parte 2): FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA

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1 1 Física y Química 3º Curso Educación Secundaria Obligatoria Curso académico 2016/2017 FÍSICA Y QUÍMICA TEMA 3 (parte 2): FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA

2 2 Física y Química 3º Curso Educación Secundaria Obligatoria Curso académico 2016/2017 ÍNDICE DE CONTENIDOS 1. Introducción 2. Formulación y nomenclatura inorgánica 2.1. Sustancias simples Metales No metales (sustancias atómicas y moleculares) Iones monoatómicos 2.2. Compuestos binarios Óxidos Hidruros Sales binarias 2.3. Compuestos ternarios Hidróxidos Oxoácidos Oxosales neutras

3 3 1. INTRODUCCIÓN - En la primera parte del tema hemos visto que, salvo excepciones, los átomos tienden a unirse para dar lugar a distintas sustancias. En esta segunda parte vamos a ver cómo se formulan y nombran dichas sustancias. Qué es formular una sustancia? Escribir su fórmula a partir de su nombre. Ej.: dióxido de carbono = CO2 Qué es nombrar una sustancia? Escribir su nombre a partir de su fórmula. Ej.: CO2 = dióxido de carbono Por qué es importante saber nombrar y formular sustancias químicas? Vídeo socorrista noticias Antena 3 Puedo formular y/o nombrar una sustancia como a mí me venga en gana o debo seguir una serie de reglas? Para formular y/o nombrar una sustancia debemos seguir una serie de reglas. Dichas reglas han sido establecidas por la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada).

4 1. INTRODUCCIÓN n.o.: número de electrones que un átomo puede ganar (negativo) o perder (positivo) cuando se combina con otro átomo para formar un compuesto En oxoácidos, solo con +4, +6 y +7 En oxoácidos, solo con +6 En oxoácidos, solo con ±3 y +5 4

5 5 1. INTRODUCCIÓN Simples, un solo elemento Binarios, unión de dos elementos distintos Ternarios, unión de tres elementos distintos

6 6 1. INTRODUCCIÓN Tipos de nomenclatura Números arábigos con carga NO Para nombrar compuestos binarios e hidróxidos (un tipo de ternarios), se emplea la nomenclatura estequiométrica o de composición. Dos subtipos : Utilizando prefijos multiplicadores que informan sobre el número de átomos que hay de cada uno de los elementos que forman el compuesto. Este subtipo de nomenclatura estequiométrica o de composición también suele llamarse nomenclatura sistemática. Indicando al final en números romanos y entre paréntesis el n.o. con el que actúa el elemento no principal, cuando éste pueda actuar con mas de un n.o. (si solo puede actuar con uno, no se indica). Este subtipo de nomenclatura estequiométrica o de composición se ha denominado tradicionalmente nomenclatura de Stock (químico alemán, Alfred Stock). Ojo: no dióxido de monocarbono CO2 Dióxido de carbono CO2 Óxido de carbono (IV) Sistemática Stock

7 7 1. INTRODUCCIÓN

8 8 1. INTRODUCCIÓN Tipos de nomenclatura (continuación) Para nombrar oxoácidos, estudiaremos dos tipos de nomenclatura: Nomenclatura tradicional: ácido + prefijo (hipo-,per-) y sufijos (-oso, ico). Nombre de hidrógeno: IUPAC, En el caso de las oxosales, utilizaremos dos formas para nombrarla: Nomenclatura tradicional: prefijo (hipo-,per-) y sufijos (-ito, ato). Uno de los subtipos de nomenclatura estequiométrica o de composición ( sistemática ). de nomenclatura

9 9 2. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA 2.1. Sustancias simples

10 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA 2.1. Sustancias simples

11 11 2. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA 2.1. Sustancias simples Ejemplos de sustancias moleculares

12 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA 2.1. Sustancias simples

13 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA 2.1. Sustancias simples Ejemplos de iones monoatómicos

14 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA 2.1. Sustancias simples

15 COMPUESTOS BINARIOS Óxidos Los óxidos son combinaciones del oxígeno con cualquier otro elemento de la tabla periódica excepto con los del grupo 17 (F, Cl, Br, I y At). El O siempre actúa con El oxígeno se coloca a la derecha de la fórmula química (no metal) y el elemento con el que se combina (elemento X), a la izquierda. - Por tanto, la forma general de los óxidos será: XO - En los compuestos binarios, el elemento principal (en este caso el oxígeno) siempre se sitúa a la derecha de la fórmula y es el primero que se nombra. - Ejemplo: nombra el siguiente compuesto BaO Sistemática (prefijos) BaO Stock (números romanos) No me he enterado de nada!!! Monóxido de monobario Óxido de bario (II) Monóxido de bario Óxido de bario

16 COMPUESTOS BINARIOS Óxidos - Ejemplo: nombra el siguiente compuesto BaO Vamos a verlo paso a paso: - Lo primero que tenemos que tener en cuenta es que, como hemos visto, para nombrar los compuestos binarios (y los hidróxidos) se utilizan dos nomenclaturas, sistemática y stock: Nomenclatura sistemática o de prefijos multiplicadores: consiste en indicar el número de átomos que tenemos de cada uno de los elementos que forman el compuesto. Para ello utilizamos los prefijos multiplicadores que hemos visto. Es importante no olvidar que si del elemento no principal solo hay un átomo, no se pone mono (en los demás casos sí se indica el número de átomos del elemento no principal que tenemos, es decir, sí se pondría di si hubiera 2, tri si hubiera 3, etc.). BaO Monóxido de bario Tenemos un átomo de oxígeno = monóxido Tenemos un átomo de bario = monobario = bario

17 COMPUESTOS BINARIOS Óxidos Nomenclatura de stock: se indica al final, en números romanos y entre paréntesis el n.o. con el que actúa el elemento no principal ; siempre y cuando dicho elemento pueda actuar con más de un n.o. (si el elemento no principal solo pueda actuar con un número de oxidación, no se indica). Cómo sé con el n.o. que actúa el elemento no principal? - Debemos saber que la molécula debe ser neutra, es decir, el número de cargas positivas tiene que ser igual al de cargas negativas, o lo que es lo mismo, la suma de las cargas positivas y negativas tiene que ser 0. El O siempre actúa con -2 BaO (-2) 1 (1 átomo de O) = -2 Para que la molécula sea neutra (sin carga), el Ba debe actuar con +2, ya que = 0 BaO Óxido de bario (II) Óxido de bario

18 COMPUESTOS BINARIOS Óxidos En la nomenclatura de stock, cómo sé con qué n.o. actúa el elemento no principal?

19 COMPUESTOS BINARIOS Óxidos - Ejemplo: formula el siguiente compuesto: Trióxido de azufre Sistemática Óxido de azufre (VI) ± S2? Stock Tenemos tres átomos de oxígeno ( trióxido ) y uno de azufre SO3 El azufre está actuando con +6, por tanto: Dividiendo entre 2-2 O6 Con cuál está actuando? S2O6 SO3 Los n.o. se intercambian

20 COMPUESTOS BINARIOS Óxidos Ejemplos de óxidos PERÓXIDOS

21 COMPUESTOS BINARIOS Hidruros Los hidruros son combinaciones del hidrógeno con cualquier otro elemento de la tabla periódica. El H actúa con -1 si se une a un metal o con +1 si se une a un no metal. - Podemos distinguir dos tipos de hidruros, solubles y no solubles en agua. Hidruros no solubles en agua Se forman cuando el H se une a un metal, o a un no metal de los grupos 13, 14 y 15. Los identificamos pues, en este caso, la H (el hidrógeno) aparece a la derecha de la fórmula (es el elemento principal ). Para nombrarlos y formularlos seguimos las reglas que hemos visto para los óxidos, solo que sustituimos la palabra óxido por hidruro. En la siguiente diapositiva aparecen algunos ejemplos.

22 COMPUESTOS BINARIOS Error: monohidruro de sodio Hidruros Ejemplos de hidruros no solubles en agua La IUPAC permite nombrar algunos de ellos, además de con prefijo multiplicador y con n.o., con sus nombres comunes

23 COMPUESTOS BINARIOS Hidruros Hidruros solubles en agua Se forman cuando se une el H a un no metal de los grupos 16 (S, Se, y Te que actúan con -2) y 17 (F, Cl, Br y I que actúan con -1). Muchos de ellos dan lugar a disoluciones ácidas al disolverse en agua, por eso también se llaman ácidos hidrácidos. Los identificamos pues, en este caso, la H (el hidrógeno) aparece a la izquierda de la fórmula (no es el elemento principal ). Se nombran de dos formas, según estén o no disueltos en agua: Si no están disueltos en agua (nomenclatura de composición): Iniciales del elemento + uro + de + hidrógeno Si están disueltos en agua (en disolución acuosa): Ácido + iniciales del elemento + hídrico

24 COMPUESTOS BINARIOS Hidruros Ejemplos de hidruros solubles en agua Ojo: no se ponen prefijos (mono, di, tri, etc.), pues no hay otra opción.

25 COMPUESTOS BINARIOS Sales binarias Se forman cuando un metal se une al F, Cl, Br, I (que actúan con -1) o al S, Se y Te (que actúan con -2). También se denominan sales de ácidos hidrácidos. - El F, Cl, Br, I, S, Se o Te se colocan a la derecha de la fórmula, por tanto son el elemento principal y el primero que se nombra. - Se nombran siguiendo las reglas vistas para los óxidos y los hidruros no solubles en agua y teniendo en cuenta: Nomenclatura sistemática o de prefijos multiplicadores: Prefijo que indica el nº de F, Cl, etc. que tenemos + iniciales F, Cl, etc. + uro + de + nombre elemento Nomenclatura de stock o con n.o.: Iniciales del F, Cl, etc. + uro + de + nombre elemento + (n.o. en números romanos)

26 COMPUESTOS BINARIOS Sales binarias Ejemplos de sales binarias

27 COMPUESTOS BINARIOS Sales binarias - Para nombrar el compuesto que se forma cuando el oxígeno se une a alguno de los elementos del grupo 17 que hemos visto (F, Cl, Br y I), se siguen las reglas que hemos estudiado en el caso de las sales binarias:

28 COMPUESTOS TERNARIOS Hidróxidos Se forman por la unión de un catión metálico con el grupo hidroxilo (OH), el cual actúa siempre con n.o Para nombrarlos y formularlos seguimos las reglas que hemos visto para los óxidos (e hidruros no solubles en agua), solo que sustituimos la palabra óxido por hidróxido. Stock: Hidróxido de mercurio (II) Ejemplo: Sistemática: Dihidróxido de mercurio +1? +2 Hg 1-1 OH2 Hg(OH)2

29 COMPUESTOS TERNARIOS Error: monohidróxido de potasio Ejemplos de hidróxidos Hidróxidos

30 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Son sustancias formadas por hidrógeno, generalmente un no metal y oxígeno. Algunos metales como el Cr o el Mn, cuando actúan con n.o. elevados, también pueden formar este tipo de compuestos. - Por tanto, la fórmula general de los oxoácidos es: HaXbOc a, b y c = nº de átomos de cada elemento En los más comunes b = 1; con lo que tendríamos HaXOc - Los oxoácidos se forman cuando un óxido reacciona ( se une ) a, generalmente, una molécula de agua: CO2 + H2O H2CO3

31 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Cómo nombrarlos? - Como hemos visto, los oxoácidos se pueden nombrar mediante nomenclatura tradicional o con nombre de hidrógeno: Nomenclatura tradicional: Ejemplo: nombra el siguiente compuesto H2SO4 Lo primero que tenemos que averiguar es con qué n.o. actúa el elemento X, en este caso el S, (dado que sabemos que el O siempre actúa con -2 y el H está actuando con +1, ya que se une a un no metal). Como hemos dicho, la molécula tiene que ser neutra, por tanto:

32 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Nomenclatura tradicional (continuación): Una vez conocemos con que n.o. está actuando X (S en este caso), vemos con cuántos n.o. puede actuar dicho elemento: El S puede actuar con ± 2, +4 y +6. Es decir, puede actuar con 3 n.o., y en este caso está actuando con el mayor de ellos +6.

33 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Nomenclatura tradicional (continuación): A continuación, vemos qué prefijo y sufijo le corresponde según los n.o. con los que pueda actuar y considerando el n.o. con el que está actuando. Prefijos y sufijos a utilizar para nombrar a los oxoácidos de forma tradicional

34 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Nomenclatura tradicional (continuación): Tras comprobar el prefijo y el sufijo que le corresponde, escribimos el nombre del compuesto atendiendo a la siguiente estructura : Ácido + prefijo + iniciales del elemento X + sufijo Ácido prefijo sulfur ico Ácido sulfúrico El número de letras que forman las iniciales varía de un elemento a otro, se aprende con la práctica

35 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Nomenclatura tradicional (continuación): Ejemplos de oxoácidos nombrados de forma tradicional

36 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Cómo nombrarlos? (continuación) Nombre de hidrógeno: Para nombrar un oxoácido mediante esta nomenclatura seguimos la siguiente estructura: Prefijo + hidrógeno + (prefijo + oxido + iniciales del elemento X + ato) Indica el nº de Indica el nº de hidrógenos que hay oxígenos que hay (si (si solo hay uno, no se solo hay uno, no se pone mono ) pone mono ) El número de letras que forman las iniciales varía de un elemento a otro, se aprende con la práctica

37 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Nombre de hidrógeno (continuación): Ejemplos de oxoácidos nombrados con nombre de hidrógeno

38 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Cómo formularlos? Si te dan el nombre tradicional: Ejemplo: formula el ácido perbrómico Averiguamos con qué n.o. está actuando el elemento X, en este caso el Br. Como es perbrómico, y dado que el Br puede actuar con 4 n.o. (±1, +3, +5 y + 7), te indica que el Br está actuando con el mayor de sus n.o., en este caso +7. Averiguamos de qué óxido procede : +7 Br 2-2 O Br2O7 7 Añadimos una molécula de agua: Br2O7 + H2O H2Br2O8 Dividiendo todo entre 2 HBrO4

39 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Cómo formularlos? (continuación) Si te dan el nombre de hidrógeno: Ejemplo: formula el trihidrógeno(tetraoxidofosfato) Vemos el número de hidrógenos que tenemos, trihidrógeno = 3 = H3 Averiguamos quién es el elemento X, fosfato = fósforo = P Observamos cuántos oxígenos tenemos, tetraoxido = 4 = O4 Formamos el oxoácido atendiendo a su fórmula general: HaXbOc H3PO4

40 COMPUESTOS TERNARIOS Oxoácidos Aspectos a considerar en relación a la formulación y nomenclatura de oxoácidos Hay que tener cuidado pues, como vimos al inicio de esta segunda parte del tema, algunos elementos cuando forman oxoácidos solo actúan con determinados n.o., es el caso del Cr que solo actúa con +6, el Mn que actúa con +4, +6 y +7 y el N que actúa con ±3 y +5. Así mismo, hay excepciones en la tabla de prefijos y sufijos. De este modo, al Mn, cuando actúa con el menor de sus n.o. (4), le corresponde el sufijo oso (en lugar del prefijo hipo y el sufijo oso como es habitual). Cuando actúa con 6, se le añade el sufijo ico y cuando actúan con 7, deberíamos utilizar el prefijo per y el sufijo ico. Mn 4 = hipo.oso 4 =.oso 6 =.oso 6 =.ico 7 =.ico 7 = per.ico

41 COMPUESTOS TERNARIOS Oxosales neutras Las oxosales se forman a partir de oxoácidos en los que todos sus hidrógenos han sido sustituidos por un metal (si quedara algún hidrógeno no serían neutras, no las vemos en este curso) Cómo se forman? Ejemplo: CuSO3 (sulfito de cobre (II)/Trioxidosulfato de cobre) El oxoácido pierde todos sus hidrógenos: H2SO3 2 H+ + SO32 Al anión que se ha formado (SO ) se le añade el metal, en este caso el Cu que -2 3 actúa con un n.o. de +2 y se intercambian los n.o.: +2-2 Cu2 ( SO3) 2 Cu2(SO3)2 CuSO3

42 COMPUESTOS TERNARIOS Oxosales neutras Cómo nombrarlas? - Como hemos mencionado, las oxosales se pueden nombrar mediante nomenclatura tradicional o con un tipo de nomenclatura estequiométrica o de composición que podríamos asemejar a la nomenclatura sistemática vista para compuestos binarios. Nomenclatura tradicional: Ejemplo: nombra el siguiente compuesto Fe(ClO4)2 Averiguamos el oxoácido del que procede, en este caso: HClO4 Nombramos el oxoácido tal y como hemos visto, en este caso: ácido perclórico Nombramos la oxosal a partir del nombre del oxoácido, sustituyendo las terminaciones (sufijos) ico por ato y oso por ito, seguido del nombre del metal que sustituye a los hidrógenos e indicando el n.o. con el que actúan dicho metal entre paréntesis y en números romanos (si actúa con más de un n.o.) = Perclorato de hierro (II)

43 COMPUESTOS TERNARIOS Oxosales neutras Nomenclatura tradicional (continuación): Ejemplos de oxosales neutras nombradas de forma tradicional

44 COMPUESTOS TERNARIOS Oxosales neutras Cómo nombrarlas? (continuación) Nomenclatura estequiométrica o de composición ( sistemática ): Para nombrar una oxosal neutra mediante esta nomenclatura seguimos la siguiente estructura: Prefijo + oxido + iniciales del no metal + ato + de + prefijo + nombre del metal Indica el nº de oxígenos que hay (si solo hay uno, no se pone mono ) El número de letras que forman las iniciales varía de un elemento a otro, se aprende con la práctica Indica el nº de átomos del metal (si solo hay uno, no se pone mono ) AlPO4 = Tetraoxidofosfato de aluminio

45 COMPUESTOS TERNARIOS Oxosales neutras Nomenclatura estequiométrica o de composición ( sistemática ) (continuación): Ejemplos de oxosales neutras nombradas siguiendo la nomenclatura estequiométrica o de composición

46 COMPUESTOS TERNARIOS Oxosales neutras Cómo formularlas? Si te dan el nombre tradicional: Ejemplo: formula el nitrato de plata Averiguamos el oxoácido del que procede la oxosal: Nitrato Ico Ácido nítrico HNO3 Sustituimos los hidrógenos del oxoácido por el metal e intercambiamos los n.o.: +1-1 Ag1 ( NO3 ) 1 Ag1(NO3)1 AgNO3

47 COMPUESTOS TERNARIOS Oxosales neutras Cómo formularlas? (continuación) Si te dan el nombre de composición: Ejemplo: formula el trioxidonitrato de potasio Vemos el número de oxígenos que tenemos, tri = 3 = O3 Averiguamos quién es el no metal, nitrato = nitrógeno = N Observamos cuál es el metal, de potasio = K Formamos la oxosal teniendo en cuenta su estructura típica (metal + no metal + oxígeno): KNO3