Formulación y Nomenclatura

Transcripción

1 La enorme variedad de compuestos químicos hizo necesario desarrollar un método que permitiera entenderse y evitara que un mismo compuesto fuera nombrado de formas distintas según el criterio personal. Formulación y Nomenclatura La nomenclatura actual está sistematizada mediante las reglas propuestas por la IUPAC (Internacional Union of Pure and Applied Chemistry). Existen tres maneras de nombrar los compuestos: Sistemática, de Stock y Tradicional. Aunque según la IUPAC la nomenclatura sistemática es de uso obligatorio, también es necesario conocer la de Stock y la tradicional ya que para determinados compuestos, no sólo son admitidas, sino que son las más comunes Los compuestos pueden ser Moleculares o Iónicos Compuestos moleculares: su unidad más pequeña son las moléculas Ejemplos: O 2 NO 2 C 6 H 6 CO 2 En estos compuestos las moléculas existen como partículas individuales Las Moléculas están formadas por dos o más átomos (iguales o distintos), unidos por enlaces químicos. Una molécula es la partícula más pequeña de un elemento o un compuesto que puede existir al estado libre. Algunos elementos químicos forman moléculas diatómicas, (O 2, N 2, H 2 ), hay algunos compuestos que forman moléculas poliatómicas (H 2 O, CO 2 ) y otros no forman moléculas (los gases nobles). 3

2 Compuestos iónicos e Iones Los átomos de casi todos los elementos pueden ganar o perder electrones para dar especies cargadas denominadas iones IONES: Cationes y Aniones Un átomo se transforma en un ión positivo (catión) si cede electrones y en ión negativo (anión) si gana electrones. En general: los metales forman cationes los no metales forman aniones Los compuestos formados por iones se conocen como compuestos iónicos Ión monoatómico: formado por un solo átomo. Su carga coincide con su número de oxidación poliatómicos: formado por varios átomos. La mayoría son aniones. 6

3 Compuestos iónicos: Cargas de los iones más comunes Están formados por iones Los compuestos iónicos son neutros por lo que la proporción anión a catión debe asegurar carga neta cero Ejemplos de compuestos iónicos: NaCl CaO HCl Por pérdida o ganancia de electrones, los átomos adquieren el mismo número de electrones que los gases nobles más próximos NÚMERO DE OXIDACIÓN Número de oxidación es un número que se asigna a cada átomo e indica los electrones que un átomo pierde, gana, o parece utilizar en las uniones con otros átomos. Es equivalente a su capacidad de combinación considerando signo positivo o negativo Reglas para asignar los números de oxidación En las sustancias formadas por un solo elemento el número de oxidación (N.O.) es 0. Ej.: Au, Cl 2, S 8. El hidrógeno actúa con N.O. igual a +1 cuando está combinado con no metales. Ej.: H 2 O, NaOH, HCl. El hidrógeno actúa con N.O. igual a -1 cuando se combina con metales. Ej: LiH, CaH 2. El oxígeno N.O. igual a -2. Ej.: CaO, NaOH, H 2 O, HNO 3. La excepción son los peróxidos donde el N.O es -1. En los iones monoatómicos, el N.O. coincide con la carga del ión. Ej.: Na +1, Cu +2, Al

4 Reglas para asignar los números de oxidación Los metales que forman parte de compuestos siempre tienen N.O. positivos. Los elementos de los grupos 1 (IA) y 2 (IIA) tienen N.O. iguales a +1 y +2, respectivamente. Ej: Li 2 O, Ca(OH) 2. El F siempre tiene N.O. igual a -1 cuando forma compuestos. Ej.: HF. El N.O. de los demás halógenos varía desde -1 a +1, +3, +5, +7, siendo positivo cuando se combina con el O o con otro halógeno más electronegativo. Los elementos del grupo 13 (IIIA) tienen en general N.O. igual a +3 cuando forman compuestos. Ej: AlCl 3. La suma algebraica de los N.O. de los átomos de una molécula es cero, y si se trata de un ión es igual a la carga del ión 13 Reglas para asignar los números de oxidación La suma de los N. oxidación es igual a la carga de la especie. Si se trata de compuestos, la suma será igual a 0. Ej.: H 2 O 2 x N.oxid. (H) + N.oxid. (O) = 0 Si se trata de iones poliatómicos la suma será igual a la carga de éstos. Ej.: SO -2 4 N. oxid. (S) + 4 x N. oxid. (O) = Regla general de la formulación: En cualquier fórmula química se escribe en primer lugar los elementos situados a la izquierda de la T.P. (menos electronegativo), y en segundo lugar, los situados a la derecha (más electronegativos). Ej: NaCl y no ClNa. Orden de electronegatividad aplicada a la formulación: Metales<B<Si<C<Sb<As<P<N<H<Te<Se<S<I<Br<Cl<O<F Nomenclatura sistemática (o estequiométrica) Se utilizan prefijos numéricos griegos que indican el número de átomos de cada elemento presentes en la molécula Nomenclatura tradicional o clásica Se agrega al elemento la terminación oso o ico según actúe con el menor o con el mayor estado de oxidación, respectivamente Nomenclatura de Stock Se utiliza el nombre genérico y al final, entre paréntesis, se coloca el número de oxidación del elemento

5 Nomenclatura tradicional o clásica Posibilidad de N.O. uno Terminación -ico Compuestos Binarios COMPUESTOS BINARIOS Están formados por átomos de DOS elementos diferentes Óxidos básicos COMPUESTOS BINARIOS Óxidos Peróxidos Hidruros Sales binarias Óxidos ácidos Hidruros metálicos Grupos 13, 14, 15 Hidruros volátiles Hidruros no metálicos Sales neutras Grupos 16, 17 Haluros de hidrógeno Sales volátiles COMPUESTOS BINARIOS El elemento con estado de oxidación negativo se nombra primero aunque se coloca último en la fórmula del compuesto. En el caso de los compuestos binarios, se coloca la terminación uro al nombre del elemento. Excepto cuando se trata del oxígeno, en cuyo caso se indica como óxido. Luego se nombra el otro elemento colocando la preposición de entre ambos. Se escriben: 1º el elemento más electropositivo y 2º el elemento más electronegativo Se intercambian los N.O., prescindiendo del signo. Si el N.O. es 1 no se coloca, y si es posible se simplifica +2 2 Mg O MgO +3 2 Fe O

6 HIDRUROS NO METÁLICOS Son compuestos binarios donde el elemento electropositivo lo constituye el hidrógeno que se nombran colocando la terminación uro, HBr bromuro de hidrógeno H 2 S sulfuro de hidrógeno HCl cloruro de hidrógeno HI yoduro de hidrógeno Cuando estos compuestos están en solución acuosa se comportan como ácidos por lo cual se nombra agregando la terminación hídrido al nombre del elemento electronegativo. HIDRÁCIDOS (H x N y ) Son los hidruros no metálicos disueltos en agua. Son ácidos (sustancias capaces de liberar iones H+) Los hidrácidos son ácidos que no poseen oxígeno SALES BINARIAS Sales de Hidrácidos Formadas por un catión (excepto el H + ) y un anión (excepto el O 2-, HO - y H - ). que proviene de un ácido. Se nombra primero el anión y luego el catión, interponiendo la preposición de. a) Sales sin oxígeno: compuestos binarios (anión de un hidrácido y un catión

7 Casos particulares Los siguientes hidruros no metálicos (covalentes) poseen nombres propios que no se ajustan a ningún sistema de nomenclatura. COMPUESTOS TERNARIOS Están formados por átomos de TRES elementos diferentes Compuestos Ternarios clasificación hidróxidos oxoácidos oxosales neutras sales ácidas de hidrácidos

8 HIDRÓXIDOS (O BASES) Son compuestos ternarios cuya porción negativa la constituye el ión OH - (unidad indivisible llamada hidroxilo u oxhidrilo) el cual se combina con un catión metálico. OXOÁCIDOS Los oxácidos son compuestos formados por un elemento no metálico en estado de oxidación positivo, combinado con oxígeno e hidrógeno. Son ácidos (sustancias capaces de liberar iones H+) que poseen oxígeno. En general, los elementos formadores de oxácidos poseen más de un estado de oxidación positivo, por lo cual la nomenclatura de estos compuesto debe indicar unívocamente de cuál se trata en cada caso. Su fórmula general es: H a X b O c, donde X es un no metal o un metal con alto estado de oxidación. OXOÁCIDOS Igual para Bromo y Iodo.

9 SALES TERNARIAS Oxosales Formadas por un catión (excepto el H + ) y un anión (excepto el O 2-, HO - y H - ) que proviene de un oxoácido. Se nombra primero el anión y luego el catión, interponiendo la preposición de. b) Sales con oxígeno: compuestos ternarios (anión de un oxácido y un catión En algunos casos el anión proveniente de un oxoácido puede contener uno o más hidrógenos. Las sales formadas por estos aniones hidrogenadas se denominan sales ácidas (cuaternarios)

10 SALES TERNARIAS Sales Ácidas derivadas de hidrácidos Las sales ácidas son compuestos que aún tienen hidrógeno en su estructura. Derivan de sustituir SOLO PARCIALMENTE un ácido poliprótico por metales el H de los ácidos SOLO Las derivadas de hidrácidos son compuestos terciaros que poseen Metal (Me), No metal (X) e Hidrógeno, donde el No metal puede ser S o Se Compuesto Stock Tradicional NaHS Ca(HSe) 2 Pb(HS) 2 Hidrógeno sulfuro de sodio Hidrógeno seleniuro de calcio Hidrógeno Sulfuro de plomo (II) Sulfuro ácido de sodio Seleniuro ácido de calcio Sulfuro ácido plumboso La fórmula general de estas Sales Ácidas es: Pb(HS) 4 Hidrógeno Sulfuro de plomo (IV) Sulfuro ácido plúmbico +y Me(HX) y donde Y = S o Se Sales Ácidas derivadas de oxácidos Son compuestos que poseen Metal (Me), No metal (X) y Oxígeno, (como las Oxosales), y también Hidrógeno Compuestos Superiores La fórmula general de estas Sales Ácidas es: +y +a Me a (Hz X O z ) y

11 Otros compuestos superiores Oxosales básicas: sales con algún grupo oxhidrilo (OH -1 ) en su estructura. Otros compuestos superiores Sales dobles( o triples ) con varios cationes: se originan al sustituir los protones de un ácido por cationes diferentes Otros compuestos superiores Sales dobles( o triples ) con varios aniones : sales que contienen metales plurivalentes y varios aniones diferentes. CaCClO Resumen

12 Que es la I.U.P.A.C? La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry), IUPAC. Tiene como miembros a las sociedades nacionales de química. Es la autoridad reconocida en el desarrollo de estándares para la denominación de los compuestos químicos, mediante su Comité Interdivisional de Nomenclatura y Símbolos (Interdivisional Commitée on Nomenclature and Symbols). La IUPAC se fundó, a finales de la segunda década del siglo **, por químicos de la industria y del mundo académico y es uno de los miembros del Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU). Que es la I.U.P.A.C? Durante casi ocho décadas la Unión ha tenido éxito creando las comunicaciones mundiales en las ciencias químicas y uniendo a académicos, tanto a los químicos de la industria como del sector público, en un idioma común. La IUPAC se ha reconocido, durante mucho tiempo, como la máxima autoridad mundial en las decisiones sobre nomenclatura química, terminología, métodos estandarizados para la medida, masas atómicas y muchos otros datos evaluados de fundamental importancia. Las reglas para nombrar compuestos orgánicos e inorgánicos están contenidas en dos publicaciones, conocidas como el Libro Azul y el Libro Rojo, respectivamente. Una tercera publicación, conocida como el Libro Verde, describe las recomendaciones para el uso de símbolos para cantidades físicas (en asociación con la IUPAP), mientras que el cuarto, el Libro Dorado, contiene las definiciones de un gran número de términos técnicos usados en química Óxidos Ácidos El sistema tradicional nombra el compuesto con la palabra óxido cuando es metálico, si el óxido es no metálico la IUPAC recomienda la nomenclatura de base estequiométrica, por ejemplo: dióxido de carbono, trióxido de azufre. La IUPAC recomienda, desde hace mucho tiempo, no utilizar el término anhídrido en el caso de óxidos no metálicos;se sugiere la nomenclatura de base estequiométrica en lugar de la tradicional. Por tanto hay que recordar que se debe decir dióxido de carbono en lugar de anhídrido carbónico. Se nombran de acuerdo con la nomenclatura tradicional. El hidrógeno en un ácido se combina con número de oxidación +1. El nombre del compuesto se inicia con la palabra ácido seguido del nombre con los sufijos: ico si el anión que acompaña al hidrógeno termina en ato ; oso si el anión termina en ito e hídrico si el nombre del anión tiene como sufijo uro.

13 Hidróxidos Los hidróxidos se escriben bajo las reglas del sistema Stock. Ejemplos: hidróxido de sodio, hidróxido de calcio, hidróxidode hierro (II), hidróxido de hierro (III). Sales Para las sales, la IUPAC recomienda el uso de la nomenclatura Stock cuando el número de oxidación del metal es variable: Ejemplos: cloruro de hierro (II) y cloruro de hierro (III).