NOMENCLATURA y FORMULACIÓN en QUÍMICA INORGÁNICA Nivel: Educación Secundaria Obligatoria
Conceptos básicos Los elementos químicos se representan mediante símbolos, que consisten en una o dos letras que corresponden a la primera o dos primeras letras del nombre latino. Cuando se unen átomos para formar compuestos químicos, es decir, cuando se verifica una reacción, los átomos de los elementos intercambian total o parcialmente electrones, de modo que unos quedan cargados positivamente, los que pierden electrones, y otros negativamente, los que ganan electrones. La valencia de un átomo es la capacidad que posee un elemento de combinarse con otro. El número de oxidación de un átomo es el nº de electrones que un átomo puede captar o ceder (total o parcialmente) al formar un compuesto. Si en un enlace el átomo cede electrones su número de oxidación será + y si los capta será negativo. Por ejemplo, si decimos que el número de oxidación del oxígeno es -2, estamos indicando que al formar un compuesto con otro elemento los átomos de oxígeno ganan, total o parcialmente, dos electrones; por el contrario, si decimos que el número de oxidación del potasio es +1 indicamos que cada átomo de potasio cede un electrón cuando el potasio forma un compuesto con otro elemento.
Conceptos básicos Las reglas de asignación del número de oxidación son: 1. El número de oxidación de todos los elementos libres es cero, en cualquiera de las formas en que se presenten: Ca metálico, He, N 2, P 4, etc. 2. El número de oxidación de un ión simple coincide con su carga: Así, los números de oxidación del S 2, Cl y Zn 2+ son, respectivamente, 2, 1, +2 3. El número de oxidación del H en sus compuestos es +1, excepto en los hidruros metálicos, que es 1 4. El número de oxidación del O en sus compuestos es 2, excepto en los peróxidos, que es 1 5. El número de oxidación de los metales alcalinos es siempre +1 6. El número de oxidación de los metales alcalinotérreos es siempre +2 7. El número de oxidación del F en sus compuestos es siempre 1. El 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. 8. La suma algebraica de los número de oxidación de los átomos de una molécula es cero, y si se trata de un ión, igual a la carga del ión
Conceptos básicos Números de oxidación de los elementos más frecuentes: Elemento No metales: Nº de oxidación H -1; +1 F Cl, Br, I O S, Se, Te N P, As, Sb, Bi -1-1; +1, +3, +5, +7-2 -2; +2, +4, +6-3; +1, +2, +3, +4, +5-3; +3, +5 B -3; +3 C Si -4; +2, +4-4; +4
Conceptos básicos Números de oxidación de los elementos más frecuentes: Elemento Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd Metales: Nº de oxidación +1 +2 Cu, Hg +1, +2 Al +3 Au +1, +3 Fe, Co, Ni +2, +3 Sn, Pb, Pt, Pd +2, +4 Cr +2, +3, +6 Mn +2, +3, +4, +6, +7
Conceptos básicos Regla general de la formulación: En cualquier fórmula química se escribe en primer lugar los elementos situados a la izquierda de la tabla periódica, es decir, los menos electronegativos, y en segundo lugar, los situados a la derecha, los más electronegativo. 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
Sustancias simples Aquellas constituidas por átomos de un mismo elemento Los gases nobles son monoatómicos: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Las moléculas de bastantes sustancias que en condiciones normales (c.n.) son gases, son diatómicas: N 2, F 2, O 2, Elementos que presentan estados alotrópicos (agrupaciones de distintos nº de átomos: S 8, O 3, P 4, Los metales, en las ecuaciones químicas, se representan simplemente mediante el símbolo: Cu, Sn, Fe, Ag,
Sustancias simples Aquellas constituidas por átomos de un mismo elemento Compuesto Sistemática Tradicional H 2 dihidrógeno hidrógeno F 2 diflúor flúor Cl 2 dicloro Cloro Br 2 dibromo bromo I 2 diyodo yodo O 2 dioxígeno oxígeno O 3 trioxígeno ozono S 8 octazufre azufre P 4 tetrafósforo fósforo blanco
Sustancias compuestas Aquellas constituidas por átomos de diferentes elementos químicos Compuestos binarios: formados por átomos de dos elementos diferentes. Compuestos ternarios: formados por átomos de tres elementos químicos diferentes. Compuestos superiores: formados por más de tres átomos de elementos químicos diferentes.
Compuestos binarios Están formados por dos elementos Se escriben los elementos en un orden: primero el menos electronegativo y luego el más electronegativo Se intercambian los números de oxidación pero prescindiendo del signo Siempre que sea posible se simplifica: Cu 2 S 2 CuS +3-2 Al O 2 3 El compuesto se lee de derecha a izquierda. Sistemática (propuesta por la IUPAC) Stock Tradicional (el sistema más antiguo) Sistemas de nomenclaturas
Compuestos binarios Nomenclatura SISTEMÁTICA Consiste en la utilización de prefijos numerales griegos para indicar el nº de átomos de cada elemento presente en la fórmula. Los prefijos que se utilizan son: di (2), tri (3), tetra (4), penta (5), hexa (6), hepta (7), El prefijo mono debe omitirse. Cl 2 O 5 H 2 S SiH 4 pentaóxido de dicloro sulfuro de dihidrógeno tetrahidruro de silicio
Compuestos binarios Nomenclatura de STOCK Consiste en indicar el número de oxidación, con números romanos y entre paréntesis, al final del nombre del elemento. Si éste tiene un único número de oxidación, no se indica. CuO Fe 2 O 3 Al 2 O 3 óxido de cobre (II) óxido de hierro (III) óxido de aluminio
Compuestos binarios CLASIFICACIÓN óxidos peróxidos hidruros sales neutras oxidos básicos óxidos ácidos hidruros metálicos hidruros no metálicos sales neutras sales volátiles grupos 13, 14, 15 Hidruros volátiles grupos 16, 17 haluros de hidrógeno
Compuestos binarios Óxidos Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico Óxido básico: es la combinación del oxígeno con un metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK Compuesto Sistemática Stock PbO 2 dióxido de plomo óxido de plomo (IV) FeO óxido de hierro óxido de hierro (II) Fe 2 O 3 trióxido de dihierro óxido de hierro (III) Li 2 O óxido de dilitio óxido de litio
Compuestos binarios Óxidos Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico Óxido ácido: es la combinación del oxígeno con un no metal. Se recomienda la nomenclatura SISTEMÁTICA. Compuesto Sistemática Stock SO óxido de azufre óxido de azufre (II) SO 2 dióxido de azufre óxido de azufre (IV) SO 3 trióxido de azufre óxido de azufre (VI) CO 2 dióxido de carbono óxido de carbono (IV)
Compuestos binarios Óxidos Dentro de los óxidos ácidos requieren una mención especial los óxidos del nitrógeno. Comp. Sistemática Stock N 2 O óxido de dinitrógeno óx. de nitróg. (I) NO óxido de nitrógeno óx. de nitróg. (II) N 2 O 3 trióxido de dinitrógeno óx. de nitróg. (III) NO 2 dióxido de nitrógeno -- N 2 O 4 tetraóxido de dinitrógeno -- N 2 O 5 Pentaóxido de dinitrógeno óx. de nitróg. (V)
Compuestos binarios Hidruros Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico Hidruros metálicos: es la combinación del hidrógeno (-1) con un metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK. Compuesto Sistemática Stock CaH 2 dihidruro de calcio hidruro de calcio LiH hidruro de litio hidruro de litio FeH 3 trihidruro de hierro hidruro de hierro (III) SrH 2 dihidruro de estroncio hidruro de estroncio
Compuestos binarios Hidruros Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico Hidruros de no metales (ácidos hidrácidos): es la combinación del hidrógeno (+1) con un no metal de los grupos 16 y 17. En este caso los elementos del grupo 16 actúan con número de oxidación -2 y los del 17, -1. Se recomienda la nomenclatura de SISTEMÁTICA y TRADICIONAL. Comp. Sistemática Tradicional HF fluoruro de hidrógeno ácido fluorhídrico HCl cloruro de hidrógeno ácido clorhídrico H 2 S sulfuro de dihidrógeno ácido sulfhídrico H 2 Se seleniuro de dihidrógeno ác. selenhídrico
Compuestos binarios Hidruros Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico Hidruros de no metales (Hidruros volátiles): es la combinación del hidrógeno (+1) con un no metal de los grupos 13, 14 y 15. En este caso, el boro actúa con número de oxidación -3, los elementos del grupo 14 con -4 y del 15 con -3. Comp. Sistemática Tradicional NH 3 trihidruro de nitrógeno amoniaco PH 3 trihidruro de fósforo fosfano AsH 3 trihidruro de arsénico arsano SbH 3 trihidruro de antimonio estibano CH 4 tetrahidruro de carbono metano SiH 4 tetrahidruro de nitrógeno silano BH 3 tetrahidruro de nitrógeno borano Se recomienda la nomenclatura SISTEMÁTICA. Tienen nombres comunes aceptados por la IUPAC.
Compuestos binarios Peróxidos Son combinaciones de un metal con el grupo O 2- (-O-O-). En los peróxidos el oxígeno actúa con número de oxidación -1. Compuesto Sistemática Stock H-O-O-H H 2 O 2 Peróxido de dihidrógeno Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) Li-O-O- Li Li 2 O 2 Peróxido de dilitio Peróxido de litio BaO 2 Perxido de bario Peróxido de bario FeO 2 Peróxido de hierro Peróxido de hierro (II) Fe 2 O 6 Triperóxido de dihierro Peróxido de hierro (III)
Compuestos binarios Sales binarias Son combinaciones de dos elementos, que no son ni el O ni el H. Sales neutras: son combinaciones de un metal y un no metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK. Compuesto Sistemática Stock LiF fluoruro de litio fluoruro de litio AuBr 3 trihidruro de oro bromuro de oro (III) Na 2 S sulfuro de disodio sulfuro de sodio SnS 2 disulfuro de estaño sulfuro de estaño (IV) El no metal se sitúa a la derecha y actúa con el mismo número de oxidación que frente al hidrógeno en el hidruro correspondiente.
Compuestos binarios Sales binarias Son combinaciones de dos elementos, que no son ni el O ni el H. Sales volátiles: son combinaciones de dos no metales. Se escribe a la izquierda el elemento que se encuentre primero en esta relación: B<Si<C<Sb<As<P<N<Te<Se<S<I<Br<Cl<O<F. El elemento que se sitúa a la derecha actúa con el mismo número de oxidación que frente al hidrógeno en el hidruro correspondiente. Compuesto BrF 3 BrCl CCl 4 As 2 Se 3 Sistemática trifluoruro de bromo cloruro de bromo tetracloruro de carbono triseleniuro de diarsénico Se recomienda la nomenclatura SISTEMATICA
Compuestos ternarios Están formados por tres elementos clasificación hidróxidos oxoácidos oxosales neutras sales ácidas de hidrácidos
Compuestos ternarios Hidróxidos Son compuestos formados por un metal y el grupo hidróxido (OH - ). Cuando se disuelven en agua originan disoluciones básicas, de ahí que también se denominen bases. Se recomienda la nomenclatura de STOCK. Comp. Sistemática Stock NaOH hidróxido de sodio hidróxido de sodio Ca(OH) 2 dihidróxido de calcio hidróxido de calcio Fe(OH) 3 trihidróxido de hierro hidróxido de hierro (III) Al(OH) 3 trihidróxido de aluminio hidróxido de aluminio
Compuestos ternarios Oxoácidos Son compuestos formados por hidrógeno, no metal y oxígeno. Su fórmula general es: H a X b O c, donde X es un no metal. Se obtienen añadiendo agua al óxido del no metal correspondiente: Óxido ácido + agua oxoácido Ej. N 2 O 5 + H 2 O HNO 2 N 2 O 3 6 Las nomenclaturas más utilizadas para nombrar estos compuestos son la SISTEMÁTICA y la TRADICIONAL. Compuesto Sistemática Tradicional HNO 3 Trioxonitrato (V) de hidrógeno Ácido nítrico
Compuestos ternarios Oxoácidos Oxoácidos del grupo de los carbonoideos: C (+4) CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 Compuesto Sistemática Tradicional H 2 CO 3 trioxocarbonato (IV) de hidrógeno ácido carbónico
Compuestos ternarios Oxoácidos Oxoácidos del grupo de los anfígenos: S, Se, Te (+2, +4, +6) SO + H 2 O H 2 SO 2 SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Compuesto Sistemática Tradicional H 2 SO 2 dioxosulfato (II) de hidrógeno ácido hiposulfuroso H 2 SO 3 trioxosulfato (IV) de hidrógeno ácido sulfuroso H 2 SO 4 tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno ácido sulfúrico
Compuestos ternarios Oxoácidos Oxoácidos del grupo de los halógenos: Cl, Br, I (+1, +3, +5, +7) Cl 2 O + H 2 O HClO Cl 2 O 3 + H 2 O HClO 2 Cl 2 O 5 + H 2 O HClO 3 Cl 2 O 7 + H 2 O HClO 4 Compuesto Sistemática Tradicional HClO oxoclorato (I) de hidrógeno ácido hipocloroso HClO 2 dioxoclorato (III) de hidrógeno ácido cloroso HClO 3 trioxoclorato (V) de hidrógeno ácido clórico HClO 4 tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno ácido perclórico
Compuestos ternarios Oxoácidos Oxoácidos del grupo de los nitrogenoideos: N (+1, +3, +5), P (+1, +3, +5), As, Sb (+3, +5) N 2 O + H 2 O HNO N 2 O 3 + H 2 O HNO 2 N 2 O 5 + H 2 O HNO 3 Compuesto Sistemática Tradicional HNO oxonitrato (I) de hidrógeno ácido hiponitroso HNO 2 dioxonitrato (III) de hidrógeno ácido nitroso HNO 3 trioxonitrato (V) de hidrógeno ácido nítrico
Compuestos ternarios Oxoácidos Oxoácidos del manganeso: Mn (+4, +6, +7) MnO 2 + H 2 O H 2 MnO 3 MnO 3 + H 2 O H 2 MnO 4 Mn 2 O 7 + H 2 O HMnO 4 Compuesto Sistemática Tradicional H 2 MnO 3 trioxomanganato (IV) de hidrógeno ácido manganoso H 2 MnO 4 tetraoxomanganto (VI) de hidrógeno ácido mangánico HMnO 4 tetraoxomanganato (VII) de hidrógeno ácido permangánico
Compuestos ternarios Oxosales neutras Son compuestos derivados de un oxoácido, en el que se sustituyen el (los) hidrógeno(s) por un metal(es). Están formados por un metal, no metal y oxígeno. Se obtiene por neutralización total de un oxoácido y un hidróxido: oxoácido + hidróxido oxosal + agua HNO 3 + NaOH NaNO 3 + H 2 O NOMENCLATURA Tradicional: se nombran sustituyendo, del nombre del no metal, los sufijos oso e ico por ito y ato, respectivamente, seguido del nombre del metal acabado en -oso si utiliza su número de oxidación más bajo o -ico si es el más alto. Sistemática: se nombran igual que los ácidos; sólo se cambian la palabra hidrógeno por el nombre del metal con la valencia del mismo
Compuestos ternarios Oxosales neutras Ejemplos Comp. Sistemática Tradicional NaNO 3 trioxonitrato (V) de sodio Nitrato de sodio CdSO 3 Trioxosulfato (IV) de cadmio Sulfato de cadmio Cu (ClO 4 ) 2 tetraoxoclorato (VII) de cobre (II) Perclorato cúprico Sn (NO 2 ) 4 Dioxonitrato (III) de estaño (IV) Nitrito estánnico