DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA

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FÍSICA Y QUÍMICA - 4º E.S.O.

FÍSICA Y QUÍMICA - 4º E.S.O.

APUNTES

APUNTES

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TEMA 2.- Formulación y

no-menclatura inorgánica

ÍNDICE GENERAL

1.- Algunos conceptos importantes.

2.- Formulación y nomenclatura de compuestos binarios.

2.1.- Óxidos.

2.2.- Peróxidos

2.3.- Combinaciones binarias del hidrógeno.

2.3.1.- Hidruros.

2.3.2.- Haluros.

2.3.3.- Hidruros volátiles.

2.4.- Sales binarias.

2.5.- Sales volátiles.

3.- Formulación y nomenclatura de compuestos ternarios.

3.1.- Hidróxidos.

3.2.- Ácidos oxoácidos.

3.3.- Oxisales.

1.- ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES.

Sabemos que la materia se clasifica de la manera siguiente: Elementos

Sustancias puras

Compuestos

MATERIA Mezclas homogéneas o disoluciones Sustancias impuras

Mezclas heterogéneas

Un átomo es la partícula más pequeña que existe en la Naturaleza y que tiene las propiedades de un cierto elemento químico. Así, un átomo de plata es la partícula más pequeña que existe en la Naturaleza y que tiene las propiedades del elemento químico “plata”. Los átomos se unen entre sí para formar moléculas; una molécula es la partícula más pequeña que existe en la Naturaleza que tiene las propiedades de un cierto compuesto. Así pues, las moléculas estarán formadas por átomos. Los compuestos se representan de manera abreviada mediante fórmulas químicas, en las cuales aparece la siguiente información:

→ En una molécula de agua aparecen 2 elementos químicos diferentes, representados por sus símbolos: hidrógeno (H) y oxígeno (O).

H2O → Los subíndices nos indican cuántos átomos de cada elemento químico hay en la molécula; si no

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Cuando los átomos se unen entre sí, lo hacen utilizando sus valencias. La valencia de un elemento es uno o varios números que nos indica/n los electrones de valencia que dicho elemento puede perder, ganar o compartir cuando se une con otro elemento. Lógicamente, cuantas más valencias tenga un elemento, más po-sibilidades tendrá de unirse con otros.

Las valencias de los elementos químicos más representativos aparecen a continuación: NO METALES

Elemento Símbolo Valencia/s Elemento Símbolo Valencia/s

Hidrógeno Flúor

H F

1 Nitrógeno N 1, 3, 5 Cloro Bromo Yodo Cl Br I

1, 3, 5, 7

Fósforo Arsénico

P As

3,5

Oxígeno O 2 Boro B 3 Azufre Selenio Teluro S Se Te

2, 4, 6

Carbono Silicio C Si 2,4 METALES

Elemento Símbolo Valencia/s Elemento Símbolo Valencia/s

Litio Sodio Potasio Rubidio Cesio Francio Plata Li Na K Rb Cs Fr Ag 1 Cobre Mercurio Cu Hg 1,2 Aluminio Al 3

Oro Au 1,3 Hierro Cobalto Níquel Fe Co Ni 2, 3 Berilio Magnesio Calcio Estroncio Bario Radio Cinc Cadmio Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd 2 Platino Plomo Estaño Iridio Pt Pb Sn Ir 2, 4 * Cromo Cr 2, 3, 6 * Manganeso Mn 2, 3, 4, 6, 7 * El cromo y el manganeso pueden actuar como metales o como no metales, tal y como veremos más adelante.

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Óxidos básicos Óxidos

Óxidos ácidos Binarios

Peróxidos

Hidruros Compuestos Combinaciones Haluros

inorgánicos binarias del H Hidruros volátiles

Sales binarias Sales volátiles

Hidróxidos Ternarios Ácidos ternarios Sales ternarias

Para formular y nombrar casi todos los compuestos químicos anteriores utilizaremos 3 maneras o no-menclaturas distintas: la nomenclatura tradicional, la nomenclatura de Stock y la nomenclatura sistemática. La IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada – International Union of Pure and Applied Che -mistry) recomienda únicamente la nomenclatura sistemática, aunque en España las dos primeras están muy arraigadas, con lo que también las explicaremos.

2.- FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS BINARIOS.

2.1.- ÓXIDOS.

Son combinaciones de un elemento cualquiera con el oxígeno. Son de dos tipos: metal + oxígeno → óxido básico

no metal + oxígeno → óxido ácido En los óxidos, el oxígeno actúa siempre con valencia 2 .

Se formulan colocando primero el símbolo del metal o del no metal y a continuación el del oxígeno, intercambiando sus valencias y simplificando siempre que sea posible. Si el elemento que se une con el oxígeno pertenece al grupo 17 (halógenos), el oxígeno se escribe a la izquierda y el halógeno, a la derecha.

Se nombran de 3 maneras diferentes:

1. Según la nomenclatura tradicional, se nombran escribiendo la palabra óxido, seguida del nombre del ele-mento, al cual se le añaden los siguientes prefijos o sufijos dependiendo del nº de valencias que tenga di-cho elemento:

• Si tiene cuatro valencias, se utilizan desde la menor hasta la mayor los siguientes prefijos y sufijos:

✔ hipo- … -oso para la 1ª valencia

✔ … -oso para la 2ª valencia

✔ …- ico para la 3ª valencia

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Ejemplos:

Cl2O → óxido hipocloroso

Cl2O3 → óxido cloroso

Cl2O5 → óxido clórico

Cl2O7 → óxido perclórico

• Si tiene tres valencias, se utilizan los siguientes prefijos y sufijos:

✔ hipo- … -oso para la 1ª valencia

✔ … -oso para la 2ª valencia

✔ … -ico para la 3ª valencia Ejemplos:

S2O2 → SO→ óxido hiposulfuroso

S2O4 → SO2 → óxido sulfuroso

S2O6 → SO3 → óxido sulfúrico

• Si tiene dos valencias, se utilizan los siguientes sufijos:

✔ … -oso para la valencia menor

✔ … -ico para la valencia mayor Ejemplos:

Co2O2 → CoO → óxido cobaltoso

Co2O3 → óxido cobáltico

• Si tiene una sola valencia, no debe indicarse ningún prefijo. Ejemplos:

Ca2O2→ CaO → óxido de calcio

Al2O3 → óxido de aluminio

NOTA: Evitaremos el uso de la nomenclatura tradicional, especialmente con los metales. Sin embargo, debemos conocerla para poder formular y nombrar correctamente los ácidos ternarios, como veremos en el apartado 3.2.

2. Según la nomenclatura de Stock, se nombran escribiendo la palabra óxido, seguida del nombre del ele-mento y colocando a su derecha la valencia con que actúa dicho eleele-mento con números romanos y entre paréntesis. Si dicho ele mento tiene una única valencia, no debe indicarse. Ejemplos:

Br2O7 → óxido de bromo (VII)

Hg2O → óxido de mercurio (I)

CdO → óxido de cadmio

3. Según la nomenclatura sistemática, se nombran utilizando la palabra óxido, con un prefijo que indique el nº de átomos de oxígeno (mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, …), seguida del nombre del ele-mento precedido también de un prefijo que indique cuántos átomos de dicho eleele-mento hay. Ejemplos:

Br2O7 → heptaóxido de dibromo

Hg2O → (mono)óxido de dimercurio

2.2.- PERÓXIDOS.

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y 2 – alcalinos y alcalinotérreos) con el grupo peróxido o peroxo (O2) el cual actúa siempre con valencia,

2.

Se formulan y se nombran de la misma manera que los óxidos; únicamente hay que cambiar la pala-bra “óxido” por “peróxido”.

Ejemplos:

Li2O2 → peróxido de litio

BaO2 → peróxido de bario

En los peróxidos nunca se simplifica el subíndice 2 del grupo peróxido.

2.3.- COMBINACIONES BINARIAS DEL HIDRÓGENO.

Son combinaciones de un elemento cualquiera con el hidrógeno. Pueden ser de 3 tipos: metal + hidrógeno → hidruro metálico

hidrógeno + no metal → haluros de hidrógeno semimetal + hidrógeno → hidruro volátil En todos estos compuestos, el hidrógeno actúa siempre con valencia 1.

2.3.1.- HIDRUROS.

Se formulan colocando primero el símbolo del metal, y a continuación el del hidrógeno, intercam-biando sus valencias.

Se nombran escribiendo la palabra hidruro, precedida de un prefijo que indique el nº de átomos de hidrógeno, y añadiendo el nombre del metal (nomenclatura sistemática). También pueden nombrarse según la nomenclatura tradicional y de Stock, escribiendo la palabra hidruro y luego el nombre del metal, distin-guiendo mediante sufijos la valencia con que actúa, si es el caso, o escribiéndola entre paréntesis y con nú-meros romanos.

Ejemplos:

hidruro de litio → LiH hidruro de platino (IV) → PtH4

trihidruro de níquel → NiH3

hidruro de iridio (IV) → IrH4

SrH2 → hidruro de estroncio

HgH2 → dihidruro de mercurio // hidruro de mercurio (II)

2.3.2.- HALUROS.

Se formulan escribiendo primero el símbolo del hidrógeno, y a continuación el del no metal, e inter-cambiando sus valencias. En estos compuestos, el no metal actúa siempre con su valencia más pequeña.

Se nombran de dos maneras: añadiendo el sufijo –uro al no metal y escribiendo la palabra hidró-geno; o bien, escribiendo la palabra ácido seguida del nombre del no metal seguido del sufijo -hídrico (suele utilizarse cuando el haluro se encuentra disuelto en agua).

Ejemplos:

HCl → cloruro de hidrógeno o ácido clorhídrico

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telururo de hidrógeno → H2Te

ácido yodhídrico → HI 2.3.3.- HIDRUROS VOLÁTILES.

Los hidruros volátiles son algunos compuestos con nombres especiales, admitidos por la IUPAC. Son los siguientes:

NH3 → amoníaco

PH3 → fosfano

AsH3 → arsano

SbH3 → estibano

CH4 → metano

SiH4 → silano

2.4.- SALES BINARIAS.

Son combinaciones de un metal y de un no metal.

Se formulan escribiendo primero el símbolo del metal, y a continuación el del no metal, intercam -biando sus valencias y simplificando siempre que sea posible. En estos compuestos, el no metal actúa siem -pre con su valencia más pequeña.

Se nombran añadiendo el sufijo –uro al nombre del no metal, y escribiendo a continuación el nom-bre del metal, indicando mediante prefijos (di-, tri-, … - nomenclatura sistemática) o mediante números ro-manos y entre paréntesis (nomenclatura de Stock) la valencia con que actúa el metal.

Ejemplos:

AgCl → cloruro de plata

FeS → sulfuro de hierro (II) // monosulfuro de hierro SnS2 → disulfuro de estaño // sulfuro de estaño (IV)

CuI2 → diyoduro de cobre // yoduro de cobre (II)

2.5.- SALES VOLÁTILES.

Son uniones de dos no metales diferentes.

Se formulan colocando a la derecha el elemento más electronegativo, el cual actúa siempre con su valencia más pequeña, intercambiando las valencias y simplificando siempre que sea posible.

Se nombran añadiendo el sufijo –uro al elemento que se encuentra a la derecha, indicando mediante prefijos (di, tri, … nomenclatura sistemática) o mediante números romanos y entre paréntesis (nomencla -tura de Stock) la valencia con que actúa el elemento situado a la izquierda. Ejemplos:

CCl4tetracloruro de carbono // cloruro de carbono (IV) PCl5pentacloruro de fósforo // cloruro de fósforo (V)

Trifluoruro de bromo → BrF3 Sulfuro de carbono (IV) → C2S4 → CS2

3.- FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS TERNARIOS.

3.1.- HIDRÓXIDOS.

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oxidrilo), el cual actúa siempre con valencia 1.

Se formulan escribiendo primero el símbolo del metal, y a continuación el grupo hidróxido, inter-cambiando finalmente sus valencias.

Se nombran escribiendo la palabra hidróxido y, a continuación, el nombre del metal, indicando su valencia mediante alguna de las tres nomenclaturas conocidas. Si el metal tiene una única valencia, no debe indicarse.

Ejemplos:

hidróxido de calcio → Ca(OH)2

dihidróxido de plomo → Pb(OH)2

hidróxido de estaño (II) → Sn(OH)2

NaOH → hidróxido de sodio

Ni(OH)3 → trihidróxido de níquel / hidróxido de níquel (III)

3.2.- ÁCIDOS TERNARIOS.

Son compuestos formados por hidrógeno, un no metal y oxígeno. La IUPAC admite la nomenclatura tradicional de estos compuestos, utilizando el nombre genérico de “ácido” y los prefijos y sufijos que indica-remos a continuación.

Se formulan añadiéndole una molécula del agua al óxido del que proceden, y simplificando los su-bíndices siempre que sea posible:

óxido ácido + agua → ácido ternario

Se nombran sustituyendo la palabra óxido del óxido ácido del que proceden por la palabra ácido. Ejemplos:

 Para formular el ácido sulfúrico, seguimos los siguientes pasos:

o Como procede del óxido sulfúrico, lo formulamos: S2O6 → SO3

o Le añadimos una molécula de agua al óxido sulfúrico: SO3 + H2O → H2SO4

 Para formular el ácido hipocloroso, seguimos los siguientes pasos:

o Formulamos el óxido hipocloroso, del cual procede: Cl2O

o Le añadimos una molécula de agua al óxido hipocloroso: Cl2O + H2O → H2Cl2O2 → HClO

 Para nombrar el compuesto H2SiO3, seguimos los siguientes pasos:

o Como el no metal es el silicio, el ácido puede proceder de dos óxidos distintos: SiO (óxido silicoso) ó SiO2 (óxido silícico).

o Comprobamos de cuál de los dos se trata, sumándoles una molécula de agua: SiO + H2O → H2SiO2

SiO2 + H2O → H2SiO3

o Como proviene del óxido silícico, se tratará del ácido silícico.

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o Como el no metal es el bromo, el ácido puede proceder de 4 óxidos distintos: Br2O → óxido hipobromoso

Br2O3 → óxido bromoso

Br2O5 → óxido brómico

Br2O7 → óxido perbrómico

o Comprobamos de cuál de los 4 se trata, sumándoles una molécula de agua: Br2O + H2O → H2Br2O2 → HBrO

Br2O3 + H2O → H2Br2O4 →HBrO2

Br2O5 + H2O → H2Br2O6 → HBrO3

Como proviene del óxido brómico, se tratará del ácido brómico.

-CASOS

ESPECIALES-1. Los óxidos del fósforo y del arsénico pueden sumar, además de una, dos ó tres moléculas de agua. Cada uno de estos casos se diferencia con un prefijo distinto: meta-, piro- y orto- (que NO suele es-cribirse). Por ejemplo, a partir del óxido fosfórico (P2O5), podemos obtener 3 ácidos distintos:

P2O5 + H2O → H2P2O6 → HPO3 → ácido metafosfórico

P2O5 + 2H2O → H4P2O7 → ácido pirofosfórico

P2O5 + 3H2O → H6P2O8 → H3PO4 → ácido fosfórico

2. El manganeso y el cromo, aunque sean metales, también pueden actuar como no metales. El manga-neso lo hace con valencias 4, 6 y 7, y el cromo con valencia 6. Asimismo, el cromo da lugar a un áci-do muy importante, que es el áciáci-do dicrómico.

Ejemplos:

• Si el manganeso actúa con valencia 4, se obtiene el ácido manganoso: MnO2 + H2O → H2MnO3

• Si el manganeso actúa con valencia 6, se obtiene el ácido mangánico: MnO3 + H2O → H2MnO4

• Si el manganeso actúa con valencia 7, se obtiene el ácido permangánico: Mn2O7 + H2O → H2Mn2O8 → HMnO4

• Si el cromo actúa con valencia 6, se obtiene el ácido crómico: CrO3 + H2O → H2CrO4

• Si el cromo actúa con valencia 6, también puede obtenerse el ácido dicrómico sumando 2 moléculas de agua al óxido crómico:

2CrO3 + H2O → H2Cr2O7

3.3.- SALES TERNARIAS.

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Se formulan sustituyendo el hidrógeno de los ácidos por un metal, el cual cede su valencia al grupo que tiene a su derecha, simplificándose siempre que sea posible.

Se nombran eliminando la palabra ácido de los oxoácidos, y cambiando los prefijos y sufijos del no metal por los siguientes:

hipo- … -oso → hipo- … -ito … -oso → … -ito … -ico → … -ato per- … -ico → per- … -ato

Por último, añadimos el nombre del metal, distinguiendo su valencia mediante la nomenclatura de Stock. Ejemplos:

 Para formular el sulfito de níquel (II) seguimos los siguientes pasos:

1. Como la sal termina en –ito, procederá del ácido sulfuroso, el cual procede del óxido sulfuroso. Escribimos dicho ácido:

S2O4 → SO2 (óxido sulfuroso)

SO2 + H2O → H2SO3 (ácido sulfuroso)

2. Sustituimos el hidrógeno del ácido sulfuroso por el níquel, el cual cede su valencia al grupo de su derecha, simplificando si es posible:

Ni2(SO3)2 → NiSO3

 Para formular el perclorato de cadmio, seguimos los siguientes pasos:

1. Como la sal lleva el prefijo per- y el sufijo –ato, procederá del ácido perclórico, el cual procede del óxido perclórico. Escribimos dicho ácido:

Cl2O7 (óxido perclórico)

Cl2O7 + H2O → H2Cl2O8 → HClO4 (ácido perclórico)

2. Sustituimos el hidrógeno del ácido perclórico por el cadmio, el cual cede su valencia al grupo de su derecha:

Cd(ClO4)3

 Para nombrar el compuesto Pt(CO3)2, seguimos los siguientes pasos:

1. Sustituimos el metal por el hidrógeno, para saber de qué ácido proviene: HCO3

2. Nombramos este ácido. Procederá de uno de los dos óxidos del carbono, el carbono-so (CO) o el carbónico (CO2):

CO + H2O → H2CO2 (ácido carbonoso)

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3. Deducimos la valencia con que actúa el platino:

Pt2(CO3)2 → PtCO3 (valencia 2)

Pt2(CO3)4 → Pt(CO3)2(valencia 4)

4. Eliminamos la palabra ácido, y sustituimos –ico por –ato; por tanto, el compuesto será el carbonato de platino (IV).

 Para nombrar el compuesto CuClO3, seguimos los siguientes pasos:

1. Sustituimos el metal por el hidrógeno, para saber de qué ácido proviene: HClO3

2. Nombramos este ácido. Procederá de uno de los 4 óxidos del cloro: Cl2O + H2O → H2Cl2O2 → HClO (ácido hipocloroso)

Cl2O3 + H2O → H2Cl2O4 → HClO2 (ácido cloroso)

Cl2O5 + H2O → H2Cl2O6 → HClO3 (ácido clórico)

3. Deducimos la valencia con que actúa el cobre:

CuClO3 (valencia 1)

Cu(ClO3)2 (valencia 2)

4. Eliminamos la palabra ácido, y sustituimos –ico por –ato; por tanto, el compuesto será el clorato de cobre (I).

Para practicar ejercicios de formulación y nomenclatura, además de los trabajados en clase, puedes consultar en Internet las siguientes páginas:

http://www.latizavirtual.org/quimica/quim_ino.html

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