UNIDAD I. TEMA II. NOMENCLATURA

Transcripción

1 REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD EXPERIMENTAL SUR DEL LAGO Jesús María Semprúm PROGRAMA INGENIERÌA DE ALIMENTOS. UNIDAD CURRICULAR: QUIMICA GENERAL. UNIDAD I. TEMA II. NOMENCLATURA Prof. David Mejias 2011

2 DEFINICION. El sistema para dar nombre a los compuestos químicos, tanto inorgánicos como orgánicos se denomina: nomenclatura. De manera que podemos hacer dos distinciones, es decir, nomenclatura de compuestos inorgánicos y nomenclatura de compuestos orgánicos. En este curso abordaremos la nomenclatura de los compuestos inorgánicos. El nombre que se le da a una sustancia química, la debe distinguir con claridad y sin ambigüedad de todas las otras sustancias que se conocen. Nombrar los elementos no representa mayor dificultad, por que hasta ahora se conocen un poco más de 118 elementos, pero la existencia de millones de compuestos químicos hace muy difícil la tarea de nombrarlos a todos. La primera distinción básica en la nomenclatura es entre compuestos orgánicos e inorgánicos, donde el primer término se refiere a la mayoría de aquellos compuestos que contienen el elemento carbono (por conveniencia algunos compuestos que contienen carbono como: CO; CO 2 ; CS 2 ; CN - ; CO 2- ; y 3 HCO- 3 son denominados inorgánicos).

3 ELEMENTOS METÁLICOS Y NO METÁLICOS. Para efectos de nomenclatura y estudio de las propiedades químicas una clasificación muy importante de los elementos es, saber que pueden clasificarse en: metálicos y no metálicos. Se puede determinar aproximadamente si un elemento es metal o no metal por su posición en la tabla periódica (la mayoría de los elementos de la tabla periódica son metales solo 21 no lo son). Los metales se encuentran a la izquierda y en el centro de la tabla periódica y los no metales en el extremo de la derecha. En la tabla 9.1, se da una distribución de los elementos en las dos categorías. Obsérvese la línea diagonal escalonada que divide aproximadamente la tabla en elementos metálicos y no metálicos.

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5 NUMEROS DE OXIDACION. Una de las propiedades mas importantes de los elementos es su estado de oxidación o numero de oxidación. Definamos numero de oxidación como: la carga positiva o negativa que se le asigna a cada átomo en un compuesto, suponiendo que todos los enlaces son iónicos. Puesto que no todos los enlaces son iónicos este concepto es arbitrario, pero sirve para explicar de manera sencilla los números de oxidación y establecer las bases para ajustar las reacciones de óxido-reducción.

6 El número de oxidación determina los electrones cedidos, ganados o compartidos. 1.- El número de oxidación de cualquier átomo sin combinar o elemento libre, por ejemplo el N 2 es cero (0). 2.- El número de oxidación para el oxígeno es -2 (salvo en los peróxidos que es de -1). 3.- El número de oxidación para el hidrógeno es +1 (salvo en los hidruros que es -1). 4.- Para iones simples, el número de oxidación es igual a la carga del ión. Así, para Ba +2 el número de oxidación es La suma de los números de oxidación para los átomos de los elementos en una fórmula determinada es igual a cero: en el caso del ion poliatómico la suma es igual a la carga total. (Un ion poliatómico es una partícula cargada que contiene más de un átomo, por ejemplo, el ión NO -3.). Algunos elementos, al combinarse químicamente, pierden o ganan electrones en número constante, entonces se dice que su valencia es fija. Ver Cuadro 1.

7 Cuadro 1. Valencia De Los Elementos Más Comunes Nombre del elemento Símbolo Valencia del ion Hidrógeno H H +1 Litio Li Li +1 Sodio Na Na +1 Potasio K K +1 Magnesio Mg Mg +2 Calcio Ca Ca +2 Aluminio Al Al +3 Carbono C C +4 o C -4 Nitrógeno N N -3 Oxígeno O O -2 Fluor F F -1 Cloro Cl Cl -1

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9 En cambio, otros pierden o ganan electrones en número variable, dependiendo del elemento con el cual se combinen, de estos se dice que, su valencia es variable. Las diferentes configuraciones electrónicas dan diferentes valencias. En el Cuadro 2, se muestran las valencias de algunos elementos.

10 Cuadro 2. Diferentes configuraciones originan diferentes valencias Elemento Parámetro cuánticos Valencias n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 Hierro 26 Fe Fe Cobre 29 Cu Cu Manganeso 25 Mn Mn Mn Mn Mn Cromo 24 Cr Cr Cr Oro 79 Au Au

11 CLASIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS QUÍMICOS INORGÁNICOS; REGLAS DE NOMENCLATURA PARA COMPUESTOS BINARIOS, TERNARIOS Y CUATERNARIOS. Los compuestos químicos inorgánicos se clasifican según dos principios fundamentales: por la función química que tienen o por el número de elementos químicos que los forman. Los compuestos químicos que tienen en su molécula y en su fórmula dos elementos diferentes son binarios; los que tienen tres elementos son ternarios; los que tienen cuatro son cuaternarios, etcétera. En el cuadro 3 se presenta la clasificación de los compuestos según su función química y el número de elementos que lo forman.

12 Figura 3. Clasificación de los compuestos inorgánicos. Clasificación de acuerdo a su función química Clasificación de acuerdo al número de elementos distintos en su molécula COMPUESTOS BINARIOS OXIDOS BASICO OXIDOS ACIDOS HIDRUROS SALES SENCILLAS

13 Cuadro 4. Clasificación de los compuestos inorgánicos. Clasificación de acuerdo a su función química Óxidos básicos Clasificación de acuerdo al número de elementos distintos en su molécula Compuestos Binarios Compuestos formados por un metal y oxígeno que, al reaccionar con el agua, forman hidróxidos o bases M 2 O x ; ejemplos: K 2 O, Al 2 O 3, FeO, Fe 2 O 3, CuO, ZnO. Óxidos ácidos Compuestos formados por un no metal y oxígeno que al reaccionar con el agua, forman ácidos llamados oxácidos N 2 O X ; ejemplos: CO 2, SO 2, Cl 2 O 3, N 2 O 5, As 2 O 3. Hidruros Sales sencillas Combinación de un metal con el hidrógeno MH x ; ejemplos: CaH 2, LiH, MgH 2. Halogenuros de hidrógeno, halógeno con el hidrogeno; ejemplos: HCl, HF, HBr etc. Sales formadas por un metal y un no metal; ejemplos: MgCl 2, FeCl 3, SnCl 4.

14 Figura 4. Clasificación de Los Compuestos Inorgánicos. Compuestos Ternarios COMPUESTOS TERNARIOS OXACIDOS HIDROXIDOS OXISALES

15 Cuadro 5. Clasificación de Los Compuestos Inorgánicos. Clasificación de acuerdo a su función química Clasificación de acuerdo al número de elementos distintos en su molécula Compuestos Ternarios Oxácidos Estos compuestos se forman con tres elementos: hidrógeno, un no metal y oxígeno H a N b O c. Ejemplos: H 2 CO 3, HClO 3, HNO 2, HNO 3, H 3 PO 4, H 2 SO 4. Hidróxidos Oxisales Compuestos formados por un metal, oxígeno e hidrógeno. El oxígeno y el hidrógeno forman el radical hidroxilo OH-, y los compuestos son bases o hidróxidos M(OH) x. Ejemplos: NaOH, Ca(OH) 2, Ni(OH) 2, Al(OH) 3. Sales formadas por un metal, un no metal y oxígeno M a N b O c ; ejemplos: AgNO 3, KNO 3, CaSO 4, Al 2 (SO 4 ) 3.

16 Figura 5. Clasificación de Los Compuestos Inorgánicos. Compuestos Cuaternarios COMPUESTOS CUATERNARIOS SALES ACIDAS SALES BASICAS

17 Cuadro 6. Clasificación de Los Compuestos Inorgánicos. Clasificación de acuerdo a su función química Clasificación de acuerdo al número de elementos distintos en su molécula Compuestos Cuaternarios Sales ácidas Sales básicas Se forman con los ácidos que tienen dos o más hidrógenos sustituibles por sustitución parcial de ellos; es decir, contienen iones hidrógeno en su molécula. Ejemplos: NaHCO 3, Mg(HSO 4 ) 2, Ca(HPO 4 ), KHSO 3. Se forman con las oxisales, teniendo además el radical OH -, ejemplos: Ca(OH)Cl, Al(OH) 2 NO 3.

18 FUNCIONES QUÍMICAS. UNIDAD I. TEMA I. NOMENCLATURA La nomenclatura de los compuestos inorgánicos se organiza de acuerdo a grupos llamados funciones químicas, con reglas particulares para cada uno de estos grupos. Función química es la tendencia de una sustancia a reaccionar de manera semejante en presencia de otra. Por ejemplo, los ácidos tienen propiedades característica de la función ácido, debido a que todos ellos tienen el ion H + ; las bases o hidróxidos tienen propiedades debidas al ión OH - ; característico de ellas. Las principales funciones químicas son: ácidos, bases, óxidos y sales. Los compuestos generalmente se nombran con dos palabras: una genérica que indica la función y otra específica que indica el elemento principal que interviene en su constitución. Por ejemplo Compuesto: H 2 SO 4 Genérico: Acido Específico: Sulfúrico.

19 Figura 6. Clasificación de Los Compuestos Inorgánicos. ACIDOS HIDRUROS H 2 + METAL NO METAL + H 2 HIDRACIDOS O 2 O 2 OXIDO BASICO OXIDO ACIDO H 2 O H 2 O SALES ACIDAS HIDROXIDO + OXACIDOS OXISALES SALES HALOIDEAS

20 FUNCIÓN ÓXIDO. UNIDAD I. TEMA I. NOMENCLATURA Se llaman óxidos los compuestos que se forman al combinarse el oxígeno con los elementos. Puesto que los elementos se clasifican en metales y no metales, hay dos clases de óxidos: Óxidos metálicos o básicos, y óxidos no metálicos o ácidos. Metal Oxígeno Oxido básico o metálico 4Na + O 2 2Na 2 O No metal Oxígeno Oxido ácido o no metálico C + O 2 CO 2

21 NOMENCLATURA DE ÓXIDOS BÁSICOS O METÁLICOS. Los óxidos básicos se pueden nombrar de varias maneras: 1.- Nomenclatura clásica: La palabra genérica óxido, más el nombre del metal y una terminación oso o ico, según sea su número de oxidación. 2.- Nomenclatura de Stock: La palabra genérica óxido, mas el nombre del metal y la valencia del elemento electropositivo con números romanos (cuando el metal tenga más de una valencia). Veamos algunos ejemplos:

22 NOMENCLATURA DE ÓXIDOS BÁSICOS O METÁLICOS. Óxidos básicos Fórmula Nomenclatura básica Nomenclatura de Stock Na 2 O Óxido de sodio u óxido sódico Óxido de sodio FeO Óxido ferroso Óxido de Hierro (II) Fe 2 O 3 Óxido férrico Óxido de Hierro (III) Hg 2 O Óxido mercurioso Óxido de mercurio (I) HgO Óxido mercúrico Óxido de mercurio (II) MgO Óxido magnésico Óxido de magnesio

23 PERÓXIDOS. Algunos óxidos tienen un átomo más de oxígeno que los óxidos ordinarios. Para designar a estas sustancias se agrega el prefijo per. En los peróxidos, el oxígeno funciona con valencia 1-. Ejemplo H 2 O 2 peróxido de hidrógeno Na 2 O 2 peróxido de sodio BaO 2 peróxido de bario K 2 O 2 peróxido de potasio ÓXIDOS NO METÁLICOS, U ÓXIDOS ÁCIDOS. La combinación de los no metales con el oxígeno forma óxidos no metálicos u óxidos ácidos. Ejemplos: S + O 2 SO 2 anhídrido sulfuroso C + O 2 CO 2 anhídrido carbónico 2S + 3O 2 2SO 3 anhídrido sulfúrico 2Cl 2 + 7O 2 2Cl 2 O 7 anhídrido perclórico

24 ÓXIDOS NO METÁLICOS, U ÓXIDOS ÁCIDOS. Nomenclatura. Estos compuestos se pueden nombrar de tres formas: 1.- La palabra anhídrido más la raíz del elemento no metal y la terminación oso o ico según el grado de oxidación del no metal. Ejemplos: Compuesto Raíz del no metal Terminación oso-ico N 2 O 3 anhidrido nitr oso N 2 O 5 anhidrido nitr ico

25 ÓXIDOS NO METÁLICOS, U ÓXIDOS ÁCIDOS. Nomenclatura. Estos compuestos se pueden nombrar de tres formas: 2.- Atendiendo al número de oxígenos que tenga el óxido ácido. A la palabra óxido se antepone el prefijo que indique el número de oxígenos que tenga el compuesto; la preposición de, y por último, el nombre del no metal. Compuesto Prefijo Nombre del no metal CO mono óxido de carbono CO 2 di óxido de carbono SO 3 tri óxido de azufre

26 ÓXIDOS NO METÁLICOS, U ÓXIDOS ÁCIDOS. Nomenclatura. Estos compuestos se pueden nombrar de tres formas: 3.- Los óxidos ácidos se nombran también anteponiendo el prefijo griego que indique la cantidad de oxígeno y al final, el nombre del no metal, pero en este caso se indica el número de veces que esté presente en la fórmula. Ejemplos: Compuesto Prefijo Nombre del no metal Cl 2 O 3 tri óxido de dicloro P 2 O 5 pent óxido de difósforo

27 FUNCIÓN BASE. Las bases o hidróxidos se caracterizan por tener en solución acuosa el radical oxidrilo o hidroxilo OH -. Se nombra con la palabra genérica hidróxido, seguida del nombre del no metal o radical electropositivo terminado en oso o en ico según el grado de oxidación. Ejemplos: Compuesto Nombre Nombre Terminación del metal del metal oso-ico NaOH Hidróxido de sodio o bien hidróxido sód ico Ca(OH) 2 Hidróxido de calcio o bien hidróxido cálc ico Al(OH) 3 Hidróxido de aluminio o bien hidróxido alumín ico

28 FUNCIÓN BASE. En caso de que el metal presente más de una valencia, de acuerdo a la nomenclatura de Stock se hace lo siguiente: Se nombra con la palabra hidróxido; se agrega el nombre del metal y el número que indique la valencia del elemento o radical electropositivo se señala con números romanos entre paréntesis. Ejemplos: Compuestos Nombre Valencia del elemento del metal electropositivo Fe(OH) 2 Hidróxido de Hierro (II) Fe(OH) 3 Hidróxido de Hierro (III)

29 FUNCIÓN ÁCIDO. Ácido es un compuesto que en solución acuosa contiene iones hidrógeno o protones hidrógeno (H 1+ ). Los ácidos se clasifican en dos grupos: hidrácidos y oxácidos. Los hidrácidos por lo general, son compuestos binarios formados siempre por el ion hidrógeno y un elemento electronegativo. No contienen oxígeno en su molécula. Fórmulas Acido Raíz Terminación. HF ácido flúor hídrico HCl ácido clor hídrico HBr ácido brom hídrico HI ácido yod hídrico H 2 S ácido sulf hídrico HCN ácido cian hídrico

30 FUNCIÓN ÁCIDO. Los oxácidos son ácidos en cuya molécula contienen oxígeno. Están formados por el ion hidrógeno (H 1+ ), el ion O 2- y otro elemento que da nombre al ácido. Nomenclatura. Su nomenclatura se divide en tres casos: a.- Cuando el elemento forma un solo ácido, se nombra de la siguiente manera: Fórmula Raíz del elemento Terminación ico H 2 CO 3 ácido carbón ico H 3 BO 3 ácido bór ico

31 FUNCIÓN ÁCIDO. b.- Cuando el elemento forma dos oxácidos se emplea la terminación oso para el que tiene menos oxígeno, e ico para el que tiene más oxígeno. Ejemplos: Fórmula Raíz del elemento Terminación HNO 2 ácido nitr oso HNO 3 ácido nítr ico H 2 SO 3 ácido sulfur oso H 2 SO 4 ácido sulfúr ico

32 FUNCIÓN ÁCIDO. c.- Cuando el elemento forma más de dos oxácidos, se usa el prefijo hipo para el de menor cantidad de oxígeno y per para el de mayor cantidad de oxígeno. Ejemplos: Fórmula Prefijo Raíz del elemento Terminación HClO ácido hipo clor oso HClO 2 ácido clor oso HClO 3 ácido clor ico HClO 4 ácido per clor ico

33 FUNCIÓN SAL. Las sales son compuestos que resultan de la sustitución parcial o total de los iones hidrógeno (H 1+ ) de un ácido por un metal o radical electropositivo. Ejemplos: Si se sustituye el hidrógeno del ácido clorhídrico por el metal sodio se forma la sal cloruro de sodio. HCl Ácido clorhídrico Na Cl sal (cloruro de sodio) Si se sustituye totalmente el hidrógeno ácido del ácido sulfúrico por sodio se obtiene el sulfato de sodio. H 2 SO 4 Na 2 SO 4 Ácido sulfúrico sal (sulfato de sodio) De acuerdo a esto, hay sales derivadas de los hidrácidos y sales derivadas de los oxácidos. Ambas pueden ser ácidas o neutras.

34 Sales neutras de los hidrácidos. Nomenclatura: Se nombra con el nombre del anión o radical electronegativo terminado en uro, y el nombre del catión (elemento electropositivo); con la terminación en oso o en ico si el metal presenta más de una valencia. Ejemplos: Ácidos Nombre Sales Nomenclatura HF ácido fluorhídrico KF Fluoruro de potasio HCl ácido clorhídrico NaCl Cloruro de sodio HBr ácido bromhídrico CaBr 2 Bromuro de calcio HI ácido yodhidrico MgI 2 Yoduro de Magnesio H 2 S ácido sulfhídrico FeS Sulfuro ferroso HCN ácido cianhídrico HgCN Cianuro mercuroso

35 FUNCIÓN SAL. Ejemplo de sal ácida. Fórmula Nombre Sal Neutra Sal ácida H 2 S ácido sulfhídrico K 2 S sulfuro de potasio KHS sulfuro ácido de potasio Oxisales: Los oxácidos pueden formar dos tipos de sales: las sales neutras y las ácidas. Neutras: Las neutras se forman cuando se sustituyen totalmente los hidrógenos ácidos (H +1 ). H 2 SO 4 K 2 SO 4 Ácido sulfúrico sal neutra (sulfato de potasio) Ácidas: Se forman cuando se sustituye parcialmente los hidrógenos ácidos por un metal o elemento electropositivo. H 2 SO 4 KHSO 4 Ácido sulfúrico sal ácida (sulfato ácido de potasio)

36 FUNCIÓN SAL. Nomenclatura de Oxisales. Se nombra con el nombre del anión o radical electronegativo que indica el ácido de donde proviene; si el ácido termina en oso, la sal termina en ito; si el ácido termina en ico la sal termina en ato. Si hay oxisales con un numero de oxidación menor a las terminadas en oso, se antepone el prefijo hipo; si tienen mayor número de oxidación que las terminadas en ico se antepone el prefijo per, conservando inalterable el nombre ácido. Ejemplo: Ácido terminado en: Sal terminada en: Hipo oso ito oso ico ito ato Per ico ato

37 FUNCIÓN SAL. UNIDAD I. TEMA I. NOMENCLATURA Muchas veces conviene memorizar el nombre de algunos iones poliatómicos, pues esto asegura que se pueda nombrar con facilidad muchas de las oxisales. Por ejemplo: IONES POLIATÓMICOS ION NOMBRE ION NOMBRE CO 3 2 Carbonato NO 2 - Nitrito HCO 3 - Bicarbonato NO 3 - Nitrato HCN - Cianuro PO 4-3 Fosfato ClO - Hipoclorito HPO 4-2 Fosfato monoácido ClO 3 - Clorato H 2 PO 4 - Fosfato diácido ClO 4 - Perclorato MnO 4 - Permanganto SO 3-2 Sulfito CrO 4-2 Cromato SO 4-2 Sulfato Cr 2 O 7-2 Dicromato OH - Hidróxido u oxidrilo NH 4 + Amonio

38 FUNCIÓN SAL. Ácido Nombre Sal Neutra Nombre Nombre de la sal del ácido de la sal ácida HNO 2 ácido nitroso NaNO 2 Nitrito de sodio HNO 3 ácido nítrico NaNO 3 Nitrato de sodio H 2 SO 3 ácido sulfuroso K 2 SO 3 Sulfito de potasio KHSO 3 Sulfito ácido de potasio H 2 SO 4 ácido sulfúrico K 2 SO 4 Sulfato de potasio KHSO 4 Sulfato ácido de potasio H 2 CO 3 ácido carbónico Na 2 CO 3 Carbonato de sodio NaHCO 3 Carbonato ácido de sodio H 3 PO 4 ácido fosfórico Na 3 PO 4 Fosfato de sodio Na(H 2 PO 4 ) Fosfato diácido de sodio H 3 PO 4 ácido fosfórico Ca 3 PO 4 Fosfato de calcio Ca(HPO 4 ) Fosfato ácido de calcio H 3 PO 4 ácido fosfórico Mg 3 PO 4 Fosfato de magnesio Mg(HPO 4 ) Fosfato ácido de magnesio

39 FUNCIÓN SAL. Las sales también se nombran de acuerdo a la nomenclatura de Stock, es decir, anotando la valencia del elemento electropositivo con números romanos entre paréntesis. Ejemplo: Nitrato de cobre (I) CuNO 3 Nitrato de cobre (II) Cu(NO 3 ) 2 Sulfato de hierro (II) FeSO 4 Sulfato de hierro (III) Fe(SO 4 ) 3

40 ESCRIBIR EL TIPO DE COMPUESTO N COMPUESTO FÓRMULA TIPO DE COMPUESTO 1 cloruro de hidrógeno HCl HALURO DE HIDROGENO 2 sulfuro de hidrógeno H 2 S 3 bromuro de hidrógeno HBr 4 teluluro de hidrógeno H 2 Te 5 hidruro de rubidio RbH HIDRURO 6 yoduro de hidrógeno HI 7 hidruro de germanio GeH 4 8 ácido telurhídrico H 2 Te EN SOL ACUOSA ES UN ACIDO HIDRACIDO. 9 ácido yodhídrico HI 10 ácido fluorhídrico HF 11 óxido de plata Ag 2 O OXIDO BASICO 12 trióxido de difósforo P 2 O 3 OXIDO ACIDO 13 óxido de hierro (III) Fe 2 O 3 14 óxido de dinitrógeno N 2 O

41 ESCRIBIR LAS FORMULAS Y EL TIPO DE COMPUESTO N COMPUESTO FÓRMULA TIPO DE COMPUESTO 15 óxido de plomo (II) 16 óxido de cobalto (II) 17 óxido de calcio 18 óxido de níquel (III) 19 dióxido de azufre 20 óxido de boro (III) 21 óxido de dibromo 22 óxido de potasio 23 heptaóxido de dibromo 24 telururo de aluminio 25 bromuro de mercurio (II) 26 telururo de hierro (II) 27 bromuro de potasio 28 yoduro de estaño (II) 29 seleniuro de plomo (IV)

42 ESCRIBIR EL NOMBRE Y EL TIPO DE COMPUESTO N COMPUESTO FÓRMULA TIPO DE COMPUESTO 30 HNO 3 31 HClO 32 HNO 2 33 H 2 SO 4 34 H 2 S 35 HBO 2 36 H 2 MnO 4 37 H 3 PO 4 38 H 3 AsO 4 39 H 2 S 2 O 7 40 HBrO 4 41 LiOH 42 Cr(OH) 3 43 Cu(OH) 2 44 NH 4 (OH)

43 ESCRIBIR EL NOMBRE Y EL TIPO DE COMPUESTO N COMPUESTO FÓRMULA TIPO DE COMPUESTO 45 Zn(OH) 2 46 Pb(OH) 4 47 Pb(CrO7) 2 48 Ag 3 AsO 4 49 Ag 2 CrO 4 50 NaClO 51 K 2 SO 3 52 NaClO 3 53 NH 4 MnO 4 54 NaH 2 PO 4 55 ZnHPO 3 56 Al(H 2 PO 3 ) 3 57 Mg(HSO 4 ) 2 58 NH 4 HS 59 AgHCO 3

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