UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA UNI-Norte Sede Regional en Estelí Química General Básica REGLAS GENERALES DE FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA Para representar una sustancia química utilizamos las fórmulas químicas, que nos indican los átomos que la forman así como el número o proporción de estos átomos en dicha sustancia. La fórmula del agua, H 2 O, nos informa de que está formada de hidrógeno y oxígeno, y además que por cada átomo de oxígeno tenemos dos átomos de hidrógeno. El objetivo de la formulación y nomenclatura química es que a partir del nombre de un compuesto sepamos cual es su fórmula, y a partir de la fórmula sepamos cual es su nombre. Antiguamente esto no era tan fácil, pero gracias a las normas de la I.U.P.A.C. (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) la formulación resulta más sencilla Conceptos básicos Átomo.Parte más pequeña de un elemento químico que conserva sus propiedades. Elemento químico.- Es una sustancia pura formada por una sola clase de átomos. Ej. : Hierro. Compuesto químico.- Sustancia pura formada por dos o más elementos que se combinan químicamente en cantidades que guardan una proporción constante y definida. Molécula.-Parte más pequeña de un compuesto químico que conserva sus propiedades. Fórmula.- Es una combinación de símbolos y subíndices que indican los átomos componentes de una sustancia y la proporción en la que intervienen. Valencia.- Es la capacidad de combinarse unos átomos con otros para formar compuestos. Se representa por el número de oxidación. Número de oxidación.- Es la carga real (iones) o aparente, de un átomo en un compuesto. El número de electrones que gana o pierde el átomo para formar el compuesto. Más útil que la para obtener la fórmula. Ión.- Es un átomo que ha ganado o perdido electrones. Su carga coincide con los electrones ganados (ión negativo) o perdidos (ión positivo).
Número atómico.- Número de protones que tiene un átomo en su núcleo. Número másico.- Número de protones y neutrones que hay en el núcleo del átomo. Nomenclatura.- El conjunto de reglas mediante las cuales se puede asignar un nombre unívoco a cualquier sustancia simple o compuesta. Hay varios tipos. Nomenclatura sistemática.- Propone que en el nombre de la sustancia se diga qué átomos forman parte de la misma y el número de cada uno de ellos. Es la que propone la IUPAC. Nomenclatura de Stock.- Propone que en el nombre de la sustancia se diga qué átomos forman parte de la misma y la valencia con la que actúan, que se indica en números romanos. Nomenclatura funcional o tradicional.- Propone que se forme el nombre con dos palabras, una genérica (que nos indica la función química a la que pertenece la sustancia ) y otra específica, indicativa de la especie química concreta de que se trata. NUMERO DE OXIDACIÓN. REGLAS PARA ASIGNAR EL NÚMERO DE OXIDACIÓN Número De Oxidación: Es la carga asignada arbitrariamente a los átomos de un compuesto, suponiendo que hubo una transferencia de electrones entre los átomos, que llevó a la formación de molécula. REGLAS PARA ASIGNAR LOS NÚMEROS DE OXIDACIÓN: a. A cualquier átomo libre o cualquier átomo de una molécula de un elemento se le asigna un número de oxidación cero. Zn, Cu, N 2, Al, Ar, etc. b. La suma de los números de oxidación de los átomos de un compuesto es cero, puesto que los compuestos son eléctricamente neutros. H 2 O, H 2 SO 4, NaOH, KCl, etc. c. El número de oxidación de un ión monoatómico es igual a la carga del ión. Cu +2, Al +3, Ca +2, etc. d. La suma de los números de oxidación de los átomos que forman un ión poliatómico, es igual a la carga del ión. CO 3-2 [-2], NO 3 - [-1], PO 4-3 [-3], etc.
e. Algunos átomos tienen sus números de oxidación invariable y éstos se utilizan, para asignar los números de oxidación al resto de los átomos en el compuesto: Elementos del Grupo IA (Li, Na, K, Rb y Cs) + 1 Hidrógeno (H) siempre es +1, excepto en los Hidruros metálicos es -1 Elementos del grupo IIA (Be, Ca, Sr y Ba) + 2 El número de oxidación del Flour siempre es 1. El número de oxidación del oxígeno en la mayoría de los casos es 2, excepto en: Los peróxidos: -1 En los superóxidos es ½ En el compuesto OF 2 el oxígeno tiene + 2. Ejemplo. Cuál es el número de oxidación del átomo de P en el H 3 PO 4? Ya que se trata de una molécula, la suma de los números de oxidación debe ser cero. 3 N 1 N 4 N 0 Ejemplo. Cuál es el número de oxidación del Cr en el ión dicromato, Cr 2 O 7-2? 3 N 1 P H N 8 P 3 Ya que se trata de un ión que tiene carga 2, la suma de los números de oxidación debe ser igual a 2. 2 N 7 N 2 NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS. 2 N N Cr Cr Cr 4 5 7 P 2 14 2 2 O 2 6 O 0 2 Aniones Monoatómicos: Los átomos de los elementos que producen iones negativos alcanzan sólo un estado de oxidación negativo. La nomenclatura de la IUPAC, indica que el nombre de los iones negativos se establece con: La Raíz Del Nombre Del Elemento + La Terminación Uro TABLA 1: Aniones Monoatómicos NOMBRE DEL ELEMENTO ION NOMBRE DEL ION
Antimonio Arsénico Azufre Boro Bromo Carbono Cloro Fluor Fósforo Hidrógeno Nitrógeno Selenio Silicio Telurio Yodo Sb 3- As 3- S 2- B 3- Br - C 4- Cl - F - P 3- H - N 3- Se 2- Si 4- Te 2- I - Antimoniuro Arseniuro Sulfuro Boruro Bromuro Carburo Cloruro Floruro Fosfuro Hidruro Nitruro Seleniuro Siliciuro Teleruro Yoduro CATIONES MONOATÓMICOS Nomenclatura Sistemática (IUPAC): Nombre del elemento + Número romano del estado de oxidación entre paréntesis Fe 3+ : hierro (III) Mn 7+ : manganeso (VII) Br 5+ : bromo (V) Nomenclatura Convencional: No. Oxid. Elemento 1 2 3 REGLA ICO MENOR: OSO MAYOR: ICO MENOR: Prefijo HIPO + Raíz del nombre del elemento + terminación OSO INTERMEDIO: OSO Ejemplos Na + : sódico Ga 3+ : gálico Fe 2+ : ión ferroso Cu + : ión cuproso Fe 3+ : ión férrico Cu 2+ : ión cúprico S 2+ : ión Hiposulfuroso S 4+ : ión sulfuroso
4 MAYOR: ICO MENOR: Prefijo HIPO + Raíz del nombre del elemento + terminación OSO INTERMEDIO MENOR: OSO INTERMEDIO MAYOR: ICO MAYOR: Prefijo PER + Raíz del nombre del elemento + terminación ICO S 6+ : ión sulfúrico Cl + : ión Hipocloroso Cl 3+ : ión cloroso Cl 5+ : ión clórico Cl 7+ : ión Perclórico
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA UNI-Norte Sede Regional en Estelí Química General Básica Nomenclatura Inorgánica En química inorgánica se reconocen 5 funciones químicas: los hidruros, los óxidos, los hidróxidos o bases, los ácidos y las sales. LOS HIDRUROS Son compuestos que contienen hidrógeno y otro elemento, generalmente se obtienen por reacción directa entre los elementos: E x+ + x/2 H 2 EHx Hidruros Metálicos (básicos): Cuando E es un metal, los electrones externos del metal serán cedidos al hidrógeno que adquirirá carga negativa y configuración del helio. Hidruro + De + Nombre del Catión (IUPAC O Convencional) IUPAC Convencional CsH : Hidruro de cesio (I) ó Hidruro Césico HgH 2 : Hidruro de mercurio (II) ó Hidruro Mercúrico PbH 4 : Hidruro de plomo (IV) ó Hidruro Plúmbico Hidruros No Metálicos (ácidos): Cuando E es un no-metal, el hidrógeno cederá su electrón al átomo E para que éste complete su octeto y el hidrógeno quedará con carga formal positiva. Nombre del anión (terminado en URO) + DE + HIDRÓGENO. H 2 S : Sulfuro de hidrógeno HI : Yoduro de hidrógeno. Ejercicios a) Escriba la fórmula y el nombre IUPAC y CONVENCIONAL de todos los hidruros METÁLICOS que se pueden formar con los elementos del grupo IA y del grupo IIA. b) Escriba la fórmula y el nombre de todos los hidruros NO METÁLICOS que se pueden formar con los elementos del grupo VIIA. c) Escriba el nombre de los siguientes hidruros, y clasifique cada uno de ellos, en ácidos ó básicos:
Compuesto Nombre Tipo de Hidruro H 3 P CuH 2 H 2 S FeH 3 H 2 Se HgH AlH 3 H 2 Te NiH 3 H 4 Si En química inorgánica se reconocen 5 funciones químicas: los hidruros, los óxidos, los hidróxidos o bases, los ácidos y las sales LOS OXIDOS: Se producen por la combinación del oxígeno con otro elemento. Fórmula General E x O y. Existen varias formas de nombrar a los óxidos: Forma IUPAC: Oxido + De +Nombre del Metal (Estado de Oxidación) Bi 2 O 3 : Oxido de bismuto (III) V 2 O 5 : Oxido de vanadio (V) Forma Convencional: Prefijo del Número de Átomos de Oxígeno-Oxido + De + Prefijo del Número de Átomos del otro Elemento- Nombre CO : Monóxido de carbono Bi 2 O 3 : Trióxido de dibusmuto V 2 O 5 : Pentóxido de divanadio a) Escriba el nombre (IUPAC y CONVENCIONAL) y la fórmula de todos los óxidos posibles del Cloro. b) Escriba el nombre de los siguientes óxidos, e indique el tipo de óxido (ácido o básico). Compuestos Nombre Tipo de Oxido Li 2 O SiO 2 CO 2 CO
Fe 2 O 3 FeO P 2 O 5 SO 2 CaO Na 2 O PbO Cl 2 O B 2 O 3 Cl 2 O 7 SO 3 En química inorgánica se reconocen 5 funciones químicas: los hidruros, los óxidos, los hidróxidos o bases, los ácidos y las sales En química inorgánica se reconocen 5 funciones químicas: los hidruros, los óxidos, los hidróxidos o bases, los ácidos y las sales LOS HIDRÓXIDOS Son compuestos de fórmula general M(OH) y, donde y es el estado de oxidación del ión metálico. Son compuestos ternarios porque contienen elemento metálico, oxígeno e hidrógeno. (OH) -1 Hidróxido + De + Nombre del Catión (IUPAC o Convencional LiOH : Hidróxido de litio ó lítico Mg(OH) 2 : Hidróxido de magnesio ó magnésico Fe(OH) 2 : Hidróxido de hierro (II) ó ferroso Fe(OH) 3 : Hidróxido de hierro (III) ó férrico HgOH : Hidróxido de mercurio (I) ó mercurioso Hg(OH) 2 : Hidróxido de mercurio (II) ó mercúrico a) Para los siguientes cationes escriba la fórmula del hidróxido y el nombre Convencional e IUPAC: Elementos Fórmula CONVENCIONAL IUPAC Li + Na + K + Ca 2+ Mg 2+ Ba 2+ Fe 2+ Fe 3+ Al 3+ Tl 3+ Sn 2+
En química inorgánica se reconocen 5 funciones químicas: los hidruros, los óxidos, los hidróxidos o bases, los ácidos y las sales LOS ACIDOS Las sustancias que producen H + al ser disueltas en el agua se llaman ácidos. 1. Ácidos Hidrácidos: Son las soluciones acuosas de los hidruros ácidos. Su fórmula debe estar acompañada por la palabra acuoso (ac). Ácido + Raíz del No-Metal-terminación Hídrico HF(ac) : Acido fluorhídrico H 2 Te(ac) : Acido telurhídrico 2. Los Oxiácidos: Contienen oxígenos en sus moléculas y producen iones H +. Hay dos formas para dar los nombres: Son ácidos que contienen hidrógeno, oxígeno y otro elemento (elemento central). Nombre IUPAC (es el que menos se utiliza): Ácido + La Raíz Griega del No. De Oxígenos + Raíz del Elemento Central terminado en ico (Estado de Oxidación H 2 SO 4 : Acido Tetraoxosulfúrico (VI) HClO 3 : Acido Trioxoclórico (V) Nombre Convencional (es el de uso más común): Ácido + Nombre del Catión H 3 SbO 4 : Ácido Antimónico HNO 2 : Ácido Nitroso HClO : Ácido Hipocloroso HNO 3 : Ácido nítrico H 2 CO 3 : Ácido carbónico HClO 3 : Ácido clórico Escriba el nombre ó la fórmula a los siguientes Hidrácidos: Acido Sulfhídrico HBr(ac) Acido Clorhídrico H 2 Te(ac) Acido Selenhídrico H 3 B(ac) Ácido Fluorhídrico HI(ac)
b. Escriba el nombre o la fórmula de los siguientes Oxácidos: Acido Hipocloroso Acido Nitroso HClO 3 H 2 SO 3 Acido Clórico H 3 PO 4 Acido Peryódico H 2 CO 3 Acido Arsenioso H 2 SeO 4 Acido Bromoso H 3 AsO 4 Acido Selenioso HNO 3 En química inorgánica se reconocen 5 funciones químicas: los hidruros, los óxidos, los hidróxidos o bases, los ácidos y las sales Sales Binarias NOMENCLATURA DE LAS SALES Son compuestos de fórmula general M x B y, donde y es el estado de oxidación del catión y x es el estado de oxidación del no-metal (ión negativo). Nombre del Anión terminado en Uro + De + Nombre del Catión (IUPAC ó Convencional) IUPAC CONVENCIONAL GaAs : Arseniuro de galio (III) Arseniuro gálico FeCl 3 : Cloruro de hierro (III) Cloruro férrico CdTe : Telururo de cadmio (II) Telururo cádmico Sales Anfígenas Resultan de combinar iones metálicos (cationes) con aniones oxigenados. Los aniones oxigenados provienen de los oxiácidos. Si el oxiácido termina en ICO, el oxianión termina en ATO y si el oxiácido temina en OSO, el oxianión lo cambia a ITO: H 2 SO 4 : Acido Sulfúrico SO 2-4 anión sulfato HClO : Acido Hipocloroso CIO - 4 anión clorito Nombre del Oxianión + De + Nombre del Catión (IUPAC ó Convencional) LiBO 2 : NiSO 4 : Fe 2 SiO 4 : Borato de litio (I) ó Borato lítico Sulfato de niquel (II) ó Sulfato niqueloso Silicato de hierro (II) ó Sulfato ferroso
Sales Acidas Son sales cuyo anión conservan algunos átomos de hidrógeno y que se obtienen por la neutralización parcial de un ácido. La nomenclatura más utilizado consiste en: Cuando el ácido termina en HIDRICO, el anión hidrogenado cambia a la terminación -HIDRATO. NaHS : Sulfhidrato de sodio Cuando los iones provienen de ácidos oxigenados que tienen 2 hidrógenos, por ejemplo el Ácido Sulfúrico, se les puede nombrar de dos formas: Prefijo Bi-Oxoanión + De + Catión (IUPAC ó Convencional) NaHSO 4 : Bisulfato de sodio ó Bisulfato sódico Oxoanión + Ácido + De + Catión (IUPAC ó Convencional) NaHSO 4 : Sulfato ácido de sodio ó sódico En el caso que el ácido oxigenado tenga más de dos hidrógenos, por ejemplo el Ácido Fosfórico, entonces se nombra de la siguiente forma: Oxoanión + Prefijo del Número de Átomos de Hidrógeno + Ácido + De + Catión (IUPAC ó Convencional) NaH 2 PO 4 : Fosfato diácido de sodio ó sódico Na 2 HPO 4 : Fosfato monoácido de sodio ó sódico SALES HIDRATADAS Son compuestos que tienen unidos un número específico de moléculas de agua. Ej: Sulfato de cobre II en estado normal se une a cinco moléculas de agua. Se asigna como sulfato de cobre II pentahidratado (CuSO4. 5H2O). Si las moléculas de agua se eliminan por calentamiento, el compuesto se asignará como anhídrido.
Son sales que contienen moléculas de agua. Se nombran de la forma siguiente: Nombre de la Sal + Prefino griego del Número de Moléculas de Agua- terminado en Hidrato MgSO 4. 4H 2 O : Sulfato de magnesio tetrahidratado MgSO 4. 7H 2 O : Sulfato de magnesio heptahidratado. Hielo seco : CO 2 (dióxido de carbono sólido). Mármol, Greda : CaCO 2 (carbonato de calcio). Yeso : CaSO 4. 2H 2 O a) Escriba La formula de las siguientes Sales. Cloruro de Hierro (III) Sulfato de Cobre (II) Heptahidrato Fosfato Diácido de Sodio Bromuro de Plata Nitrato de Cobre (II) Sulfito de Sodio Carbonato de Cobre (I) Arsenito de Hierro (II) Carbonato de Aluminio Sulfhidrato de Rubidio Fosfato Monoácido de Calcio Cloruro Magnésico pentahidrato b. Escriba el nombre de las siguientes Sales. LiHSO 4 NiSO 3
MgSO 4.6H 2 O AuCl Fe 3 (PO 4 ) 2 K 3 AsO 4 HgCl 2 Ca(BrO 3 ) 2 Rb 3 SbO 4 SrI 2 Li 2 SeO 3