LOS COMPUESTOS QUÍMICOS

Transcripción

1 CONTENIDOS Definición de los compuestos químicos. Clasificación de los compuestos químicos. Escritura y Nomenclatura de los compuestos químicos. Los óxidos básicos o metálicos. Los óxidos ácidos o anhídridos. Las bases o hidróxidos. Los ácidos, hidrácidos y oxácidos. Las sales, haloideas y oxisales. Alejandra Escobar Gomes LOS COMPUESTOS QUÍMICOS Química 3er año ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 0

2 LOS COMPUESTOS QUÍMICOS Los compuestos químicos, o también llamados sustancias compuestas, están formados por un mínimo de 2 elementos que han reaccionado entre sí para dar otra sustancia diferente a los elementos que la conforman. Los compuestos son muy abundantes en la naturaleza y son también sintetizados (fabricados) en el laboratorio. Al juntar dos o más elementos y reaccionar químicamente se da lugar a otra sustancia diferente la cual se denomina compuesto. Puede darse el caso que los dos elementos no reaccionan entre sí, en este caso, si no ocurre una reacción química se formaría un mezcla (homogénea o heterogénea) y NO un compuesto químico. Los compuestos químicos tienen una proporción fija, ya que si los elementos fueran los mismos, pero cambiáramos la proporción de cada uno de ellos, el compuesto ya no sería el mismo porque tendría propiedades diferentes. Según lo dicho, los compuestos químicos tienen átomos agrupados (de cada elemento) o lo que se llama moléculas. Por ejemplo, si hacemos que reaccionen 2 átomos de hidrógeno con 1 de oxígeno, obtendríamos un compuesto químico llamado agua (H 2 O), pero si se hace reaccionar 2 átomos de hidrógeno con 2 de oxígeno obtendríamos agua oxigenada (H 2 O 2 ). Aunque estos compuestos están formados por los mismos elementos al variar su proporción los hace completamente diferentes, con propiedades diferentes. Según lo dicho hasta aquí podemos definir un compuesto químico como aquellas sustancias formadas por moléculas todas iguales, que solo se pueden separar en otras más simples, por reacciones químicas. Las propiedades físicas de un compuesto dependen principalmente del tipo de enlaces que mantienen unidos a los átomos de una molécula. Estos enlaces pueden ser: enlace covalente, enlace iónico o metálico. Clasificación de los Compuestos Químicos Los compuestos pueden ser clasificados de distintas maneras, según el número de elementos diferentes que hay en su fórmula química, considerando el tipo de unión entre los átomos que forman los compuestos y según la clase de elementos que lo constituyen. ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 1

3 Según el Número de Elementos Diferentes Compuestos Binarios: poseen dos átomos de elementos diferentes. Ejemplo: NaCl, (H 2 O), (CO 2 ). Compuestos Ternarios: poseen tres átomos de elementos diferentes. Ejemplo: NaOH, H 2 SO 4. Compuestos Cuaternarios: poseen cuatro átomos de elementos diferentes. Ejemplo: NaHCO 3. Considerando el tipo de unión entre los Átomos que forman los Compuestos Dependiendo del tipo de enlace que forman los átomos que constituyen un compuesto, estos se clasifican en compuestos covalentes y compuestos iónicos. Según la Clase de Elementos que lo Constituyen Los compuestos se clasifican según la clase de elementos que lo constituyen en compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos. Compuestos Orgánicos Estos compuestos se caracterizan porque en su fórmula química siempre se encuentra presente el elemento carbono, combinado con otros elementos que pueden ser hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y/o azufre. Son estudiados detalladamente por la Química Orgánica (también llamada Química del Carbono). El nombre de orgánicos proviene de la antigua creencia de que estas sustancias solo podían obtenerse de los seres vivos. Los hidratos de carbono, los alcoholes, las proteínas, las grasas, las vitaminas, la mayoría de los medicamentos, etc., son compuestos orgánicos. Compuestos Inorgánicos Son todos aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participa casi la totalidad de elementos conocidos. Son sustancias inertes o muertas, y se caracterizan por no contener carbono, como por ejemplo la cal, la sal de cocina, acido de batería y otras, que son estudiadas por la Química inorgánica. ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 2

4 Los compuestos inorgánicos tienen altos puntos de fusión y de ebullición, debido a su enlace iónico el cual es fuerte y estructurado. El enlace covalente es comparativamente más fácil de debilitar por calentamiento, lo que hace que tengan bajos puntos de fusión y de ebullición. Mientras que un compuesto orgánico se forma de manera natural tanto en animales como en vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de distintas fuerzas físicas y químicas; electrólisis, fusión. También podrían considerarse agentes de la creación de estas sustancias a la energía solar, el agua, el oxígeno. Clasificación de los Compuestos Inorgánicos Óxidos básicos o metálicos: son compuestos binarios que se forman al reaccionar el oxígeno con un metal. Esta reacción es la que produce la corrosión de los metales al estar expuestos al oxígeno del aire. Su nombre de óxidos básicos viene de la propiedad que poseen de que al reaccionar con el agua y formar bases. Metal + Oxígeno Óxido básico M x O y Óxidos ácidos o no metálicos: son compuestos binarios que resultan de la combinación de un no metal con el oxígeno. Su nombre de óxidos ácidos viene de la propiedad de que al reaccionar con el agua forman ácidos. No Metal + Oxígeno Óxido básico N x O y Bases o hidróxidos: son compuestos ternarios que resultan de la unión de un óxido básico con el agua, se reconocen por la formación del oxidrilo (OH). Óxido básico + Agua Base M x (OH) y Ácidos: son sustancias que en disolución aumentan la concentración de iones hidrógenos, y se combinan con los metales para formar sales. Entre ellos tenemos: Ácidos hidrácidos: son compuestos binarios que resultan de la unión del hidrógeno y un no metal altamente electronegativo (ion no oxigenado). Hidrógeno + No Metal Ácido Hidrácido H x N y ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 3

5 Ácidos Oxácidos: son compuestos ternarios que resultan de la combinación de un óxido ácido con el agua, formándose un radical (ion oxigenado). Óxido Ácido + Agua Ácido Oxácido H x (Ion Oxigenado) y Sales: son compuestos que resultan de la reacción de un ácido con una base. Sales Haloideas: son compuestos binarios que resultan de la sustitución total de los átomos de hidrógeno de un ácido hidrácido por un metal. Ácido Hidrácido + Base Sal Haloidea + Agua M x N y Sales Oxisales: son compuestos ternarios que resultan de la sustitución total de los átomos de hidrógenos de un ácido oxácido por un metal. Ácido Oxácido + Base Sal Oxisal + Agua M x (Ion Oxigenado) y Formulación y Nomenclatura de Compuestos Inorgánicos Para poder formular y nombrar compuestos inorgánicos lo primero que tienes que aprender es lo siguiente: Los símbolos y nombres de los elementos. El grupo al que pertenecen cada elemento en la tabla periódica. Saber distinguir entre elementos metálicos y no metálicos. Conocer la existencia de los iones, los cuales se dividen en cationes formados por metales, y aniones formados por no metales. Conocer los estados de oxidación de los distintos elementos, además de una serie de reglas que veremos después. Iones, Aniones y Cationes Un ion es una partícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutro. Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir de un estado neutro de un átomo o partícula, se han ganado o perdido electrones; este fenómeno se conoce como ionización. ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 4

6 Los iones cargados negativamente, producidos por haber más electrones que protones, se conocen como aniones y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes. Un anión es un átomo o molécula que tiene carga eléctrica negativa, es decir, en otras palabras es una especie monoatómica o poliatómica que tiene una o más cargas elementales del electrón. Un catión es un átomo o molécula que tiene carga eléctrica positiva, es decir, que es una especie monoatómica o poliatómica que tiene una o más cargas elementales del protón. Un ion conformado por un solo átomo se denomina ion monoatómico, a diferencia de uno conformado por dos o más átomos, que se denomina ion poliatómico. Estados de Oxidación El estado de oxidación de un elemento es el número de electrones que se ponen en juego para formar un compuesto. Un elemento en estado fundamental tiene de número de oxidación 0, no tiene ningún tipo de carga y así es estable. Cuando se forma un compuesto es porque sus elementos, redistribuyen los electrones, dando lugar a una unión de tipo electrostático que se llama enlace y adquiere mayor estabilidad. Se ha visto que los átomos más estables son los que tienen 8 e en su última capa, por ello los átomos buscan cediendo, ganando o compartiendo electrones de sus vecinos obtener 8 e en su última capa. Cómo sabemos cuántos electrones tiene un elemento en su última capa? Pues viendo el grupo al que pertenecen, ya que el número de electrones de la capa de valencia coincide con el número de grupo. En el caso de los metales, que tienen pocos electrones en su última capa, pierden estos electrones para quedar con la capa anterior llena. Si pierden electrones forman cationes. Normas Generales para Formular Se escribe primero el símbolo del elemento con estado de oxidación positivo y a continuación el símbolo del elemento con valencia negativa, se intercambian las valencias que pasan a ser subíndices del contrario ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 5

7 Normas Generales para Nombrar Se nombra siempre primero el elemento escrito a la derecha, y se puede, según la IUPAC hacer de las siguientes maneras: Nomenclatura Sistemática: Se utilizan los prefijos griegos para expresar las proporciones de los elementos en la fórmula. Mono 1 ; di 2 ; tri 3 ; tetra 4 ; penta 5 ; hexa 6 ; hepta 7. El prefijo mono puede omitirse. Nomenclatura de Stock: Se expresa la valencia del elemento en números romanos y entre paréntesis. Nomenclatura Tradicional: Se utiliza los sufijos ICO y OSO para especificar las valencias de los elementos. Óxidos básicos o metálicos Nomenclatura de Compuestos Inorgánicos Nomenclatura Sistemática: Se escribe la palabra Óxido usando los prefijos griegos correspondientes a la cantidad, seguido de la preposición de y luego el nombre del metal usando los prefijos griegos correspondientes a la cantidad. El prefijo mono puede ser obviado. K 2 O Monóxido de Dipotasio FeO Óxido de Hierro Fe 2 O 3 Trióxido de Dihierro Nomenclatura tradicional: Se escribe la palabra "Óxido" seguido de la preposición de y luego el nombre del metal si este tiene una sola valencia. Si el elemento metálico posee 2 o más valencias se escribe el nombre del metal cambiando su terminación y con los siguientes prefijos: Hipo oso 2 valencias { oso } 3 valencias } 4 valencias ico Per ico ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 6

8 K 2 O Óxido de Potasio FeO Óxido Ferroso Fe 2 O 3 Óxido Férrico Nomenclatura STOCK: Se escribe la palabra "Óxido" seguido de la preposición de y luego el nombre del metal y entre paréntesis en números romanos la valencia con que trabaja el metal en caso de tener 2 o más. Óxidos ácidos o no metálicos K 2 O Óxido de Potasio FeO Óxido de Hierro (II) Fe 2 O 3 Óxido de Hierro (III) Nomenclatura Sistemática: Se escribe la palabra Óxido usando los prefijos griegos correspondientes a la cantidad, seguido de la preposición de y luego el nombre del no metal usando los prefijos griegos correspondientes a la cantidad. El prefijo mono puede ser obviado. P 2 O Monóxido de Difosforo P 2 O 3 Trióxido de Difosforo P 2 O 5 Pentóxido de Difosforo Nomenclatura tradicional: Se escribe la palabra "Anhídrido seguido de la preposición "de" y luego el nombre del no metal. Si el elemento tiene 2 o más valencias se escribe el nombre del metal cambiando su terminación y con los siguientes prefijos: Hipo oso 2 valencias { oso } 3 valencias } 4 valencias ico Per ico P 2 O Óxido Hipofosforoso P 2 O 3 Óxido fosforoso P 2 O 5 Óxido fosfórico ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 7

9 Nomenclatura STOCK: Se nombra la palabra "Óxido, seguido de la preposición "de, luego el nombre del no metal y entre paréntesis en números romanos la valencia con que trabaja el metal en caso de tener 2 o más. Bases o hidróxidos P 2 O Óxido de Fosforo (IV) P 2 O 3 Óxido de Fosforo (III) P 2 O 5 Óxido de Fosforo (V) Nomenclatura Sistemática: Se escribe la palabra Hidróxido usando los prefijos griegos correspondientes a la cantidad, seguido de la preposición de y luego el nombre del metal usando los prefijos griegos correspondientes a la cantidad. El prefijo mono puede ser obviado. NaOH Hidróxido de Sodio FeOH Hidróxido de Hierro Fe 2 (OH) 3 Trihidróxido de Dihierro Nomenclatura tradicional: Se escribe la palabra "Hidróxido" seguido de la preposición "de" y el nombre del metal si este posee una valencia. Si el elemento tiene 2 o más valencias se escribe el nombre del metal cambiando su terminación y con los prefijos: Hipo oso 2 valencias { oso } 3 valencias } 4 valencias ico Per ico NaOH Hidróxido de Sodio FeOH Hidróxido Ferroso Fe 2 (OH) 3 Hidróxido Férrico Nomenclatura STOCK: Se escribe la palabra "Hidróxido seguido de la preposición "de", luego el nombre del metal y entre paréntesis en números romanos la valencia con que trabaja el metal en caso de tener 2 o más. ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 8

10 NaOH Hidróxido de Sodio FeOH Hidróxido de Hierro (II) Fe 2 (OH) 3 Hidróxido de Hierro (III) Ácidos Ácidos hidrácidos Nomenclatura sistemática: Se escribe la palabra Hidruro con su respectivo prefijo griego de cantidad, seguido de la preposición de, luego el nombre del no metal. HCl Hidruro de Cloro H 2 S Dihidruro de azufre Nomenclatura en estado gaseoso: Se escribe el Nombre del no metal con la terminación uro, seguido de la preposición de y luego la palabra hidrogeno. HCl Cloruro de Hidrógeno H 2 S Sulfuro de Hidrogeno Nomenclatura en solución acuosa: Se escribe la palabra "Ácido" luego se escribe el nombre del no metal" cambiando su terminación por "hídrico". HCl Ácido Clorhídrico H 2 S Ácido Sulfhídrico Ácidos Oxácidos Nomenclatura sistemática: Se nombra empezando por la derecha. Se escribe el prefijo que indica el subíndice del oxígeno, a continuación el término oxo, después el nombre del elemento central con la terminación ato, porteriormente la preposición de y seguido de un número romano que indica su estado de oxidación y por último, la expresión de hidrógeno. H 2 SO 4 Tetraoxosulfato (VI) de hidrogeno HNO 3 Trioxonitrato (V) de hodrogeno ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 9

11 Sales Nomenclatura tradicional: Se escribe la palabra "Ácido" seguida del nombre del "elemento central" (elemento no metálico del ion oxigenado) con los prefijos y sufijos correspondientes a su valencia. Hipo oso 2 valencias { oso } 3 valencias } 4 valencias ico Per ico H 2 SO 4 Ácido Sulfúrico HNO 3 Ácido Nitrico Otra manera de nombrarlos es escribiendo la palabra "Ácido" seguida del nombre del "ion oxigenado" cambiando su terminación "ito" por "oso" y "ato" por "ico". H 2 SO 4 Ácido Sulfúrico (del ion sulfato SO 4 2 ) H 2 PO 4 Ácido fosfórico (del ion fosfato PO 3 2 ) Nomenclatura Stock: Se nombra la palabra Ácido seguida del prefijo que indica el número de oxígenos a continuación el término oxo y por último el nombre del elemento central con la terminación "ico y seguido de su estado de oxidación en números romanos y entre paréntesis. H 2 SO 4 Ácido tetraoxosulfúrico (VI) H 2 CO 3 Ácido trioxocarbónico (IV) Sales Haloideas Nomenclatura sistemática: Se escribe el nombre del no metal con la terminación uro utilizando los respectivos prefijos griegos de cantidad, seguido de la preposición de y luego el nombre del metal con el prefijo griego respectivo a la cantidad. NaCl Cloruro de Sodio FeCl 2 Dicloruro de Hierro ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 1 0

12 FeCl 3 Tricloruro de hierro Nomenclatura tradicional: se escribe el nombre del no metal con la terminación uro seguido de la preposición "de" y el nombre del metal si este posee una sola valencia. Si el elemento tiene 2 o más valencias se escribe el nombre del metal cambiando su terminación y usando los prefijos: Hipo oso 2 valencias { oso } 3 valencias } 4 valencias ico Per ico NaCl Cloruro de Sodio FeCl 2 Cloruro Ferroso FeCl 3 Cloruro Férrico Nomenclatura STOCK: se escribe el nombre del no metal con la terminación uso seguido de la preposición "de" luego el nombre del metal y entre paréntesis en números romanos la valencia con que trabaja el metal en caso de tener 2 o más. FeCl 2 Cloruro de Hierro (II) FeCl 3 Cloruro de Hierro (III) Sales Oxisales Nomenclatura sistemática: Se nombra empezando por la derecha. Se escribe el prefijo que indica el subíndice del oxígeno, a continuación el término oxo, después el nombre del elemento central con la terminación ato, porteriormente la preposición de y seguido de un número romano que indica su estado de oxidación y por último el nombre del metal seguido de un número romano que indica su estado de oxidación. KClO Monoxoclorato (II) de Potasio (I) Fe(ClO) 3 Trioxoclorato (II) de Hierro (III) ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 1 1

13 Nomenclatura tradicional: Se escribe el nombre del no metal seguido de la preposición "de" y el nombre del metal si este posee una sola valencia. Si el elemento tiene 2 o más valencias se escribe el nombre del metal cambiando su terminación y usando los prefijos: Hipo oso 2 valencias { oso } 3 valencias } 4 valencias ico Per ico KClO Hipoclorito de Potasio Fe(ClO) 3 Hipoclorito Férrico Nomenclatura STOCK: Se escribe el nombre del "Ion oxigenado seguido de la preposición "de" luego el nombre del metal y entre paréntesis en números romanos la valencia con que trabaja el metal en caso de tener 2 o más. Fe(ClO) 2 Hipoclorito de Hierro (II) Fe(ClO) 3 Hipoclorito de Hierro (III) ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 1 2

14 TABLA DE IONES ALEJANDRA ESCOBAR GOMES 1 3