1 Clasificación y propiedades de compuestos inorgánicos

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TEMA 2

COMPUESTOS INORGÁNICOS

Instituto Tecnológico de Toluca

Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica M.C. Yenissei M. Hernández Castañeda

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Competencias:

Específica:

Identifica las propiedades químicas y físicas de los compuestos inorgánicos para conocer su manejo y uso, así como para analizar el impacto en el desarrollo sustentable del país.

Genéricas:

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Contenido de esta presentación

Tema 3. Compuestos inorgánicos

3.1 Clasificación y propiedades de los compuestos inorgánicos.

3.1.1 Óxidos. 3.1.2 Hidróxidos. 3.1.3 Ácidos. 3.1.4 Sales. 3.1.5 Hidruros.

3.1.6 Compuestos inorgánicos de impacto económico, industrial, ambiental y

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Generalidades

• Las sustancias compuestas, o compuestos químicos, se dividen en dos grupos: orgánicos e inorgánicos.

• Los compuestos inorgánicos son todos aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el más abundante.

• Son sustancias inertes o muertas, y se caracterizan por no contener carbono, como por ejemplo la cal, la sal de cocina, acido de batería y otras, que son estudiadas por la Química inorgánica.

• En los compuestos inorgánicos se podría decir que participa casi la totalidad de elementos conocidos.

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Generalidades

• Mientras que un compuesto orgánico se forma de manera natural tanto en animales como en vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de distintas fuerzas físicas y químicas; electrólisis, fusión.

• También podrían considerarse agentes de la creación de estas sustancias a la energía solar, el agua, el oxígeno.

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Enlace iónico

• Es la atracción entre un átomo de un elemento de alta electronegatividad (no metal) y un átomo de un elemento de baja electronegatividad (metal). Debido a la considerable diferencia entre sus electronegatividades el metal le transfiere sus electrones de valencia al no metal.

• Se denomina enlace iónico porque al producirse la transferencia y la aceptación, los átomos se transforman en sus correspondientes iones positivo (catión) y negativo (anión).

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Enlace covalente

• Es la atracción entre dos átomos de elementos de alta electronegatividad (no metales) compartiendo, entre ellos, algunos de sus electrones de valencia. En cada enlace covalente se comparte un par de electrones.

• Los enlaces entre dos átomos de hidrógeno, dos átomos de cloro y un átomo de hidrógeno y uno de cloro son ejemplos de enlaces covalentes.

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Clasificación de compuestos inorgánicos

1.

Compuestos iónicos:

son aquellos formados por iones.

2.

Compuestos moleculares o covalentes:

son aquellos constituidos por

moléculas.

3.

Compuestos binarios:

formados por dos elementos.

4.

Compuestos ternarios:

formados por tres elementos.

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Grupos y funciones químicas inorgánicas

• Casi todos los elementos químicos de la tabla periódica están involucrados en los compuestos químicos inorgánicos, por lo que son muchas estas últimas sustancias y para facilitar su estudio se han dividido o clasificado en los siguientes grupos, subtipos o funciones químicas inorgánicas fundamentales:

1. Óxidos. Que son de dos tipos: óxidos básicos, llamados también óxidos metálicos; y óxidos ácidos, denominados también anhídridos y óxidos no-metálicos.

2. Hidróxidos. 3. Ácidos. 4. Sales. 5. Hidruros.

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Óxidos básicos o metálicos

Los óxidos básicos están formados por la unión del oxigeno con un metal.

Propiedades:

• La unión se realiza a través de un enlace iónico.

• Son formados especialmente por los elementos más electropositivos.

• Casi siempre forman compuestos cristalinos.

• Al reaccionar con el agua forman bases o hidróxidos. • Presenta un punto de ebullición muy alto.

• Tienen un elevado punto de fusión.

• Cuentan con muy baja energía de ionización.

• Muchos son insolubles en agua pero solubles en un medio acido.

• Son de alta densidad.

• Cuando los elementos son muy electropositivos, como los metales de los grupos IA y IIA, el oxido resultante se encuentra en estado sólido.

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Óxidos básicos o metálicos

Usos:

• Elaboración de colorantes.

• Producir fertilizante que combatan problemas de acidez en los suelos.

• El oxido de magnesio se utiliza en la fabricación de materiales refractarios, abonos y en la preparación de medicamentos contra la acidez de estomago.

• También como antídoto para muchos tipos de intoxicaciones.

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Óxidos básicos o metálicos

Usos:

• En la industria para producir explosivos como la pólvora y el oxido de uranio, metal radiactivo utilizado en las centrales nucleares.

• El óxido de aluminio se emplea para trabajar metales y aleaciones de gran dureza.

• El oxido de plomo se usa en la fabricación de vidrio y en la fabricación de sales de plomo y colorantes diversos.

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Óxidos ácidos (antes anhídridos)

Los óxidos ácidos están formados por la unión del oxigeno con un No Metal.

Propiedades:

• La unión se realiza a través de un enlace covalente. • Son formados por los elementos más electronegativos. • Muchos de ellos son gaseosos.

• En la presencia del agua producen ácidos y en la presencia de bases, originan sal y agua.

• Presentan punto de fusión muy bajo. • Tienen un bajo punto de ebullición. • Su energía de ionización es muy alta. • Suelen ser poco densos.

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Óxidos ácidos (antes anhídridos)

Usos:

• También se produce en las combustiones de combustibles como el carbón, el petróleo y todos sus derivados, leña, papel, etc.

• El monóxido de carbono, gas tóxico, junto a los óxidos de azufre, nitrógeno y carbono son los principales causantes del deterioro de la capa de ozono

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Hidróxidos (bases)

• Son compuestos ternarios que resultan de la combinación de algunos metales con agua o de un óxido básico con agua.

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Hidróxidos (bases)

Propiedades:

• Crean sustancias que aceptan o reciben protones.

• Resultan de la combinación de un óxido básico con el agua.

• Son sustancias que en solución producen iones de hidroxilo.

• Son electrolitos (conducen la corriente eléctrica)

• Los hidróxidos solubles en agua, cuando entran en contacto con ella, liberan aniones de hidroxilo.

• Presentan un sabor amargo

• Son cáusticos para la piel y para nuestro organismo.

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Ácidos

• Ácidos son compuestos que resultan de la combinación del hidrógeno con otro elemento o grupos de elementos de mucha electronegatividad y que se caracterizan por tener sabor ácido, reaccionar con el papel tornasol azul y tornarse rosado, generalmente producen quemaduras en la piel si se entra en contacto directo con ellos.

• Los ácidos se clasifican en Hidrácidos y oxácidos.

• Se forman de la siguiente manera:

1. Al reaccionar un no metal con el hidrogeno se forma un hidrácido. Ejemplo: Cloro + Hidrogeno Acido Clorhídrico

Cl2 + H2 → 2HCl

2. Al reaccionar un óxido ácido con agua se forma un oxácido. Ejemplo: Trióxido de Azufre + Agua Acido Sulfúrico.

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Ácidos

Propiedades:

• Cambian el color del papel tornasol azul a rosa, el anaranjado de metilo de anaranjado a rojo y deja incolora a la fenolftaleína.

• Son corrosivos.

• Producen quemaduras de la piel.

• Son buenos conductores de electricidad en disoluciones acuosas.

• Reaccionan con metales activos formando una sal e hidrógeno.

• Reaccionan con bases para formar una sal más agua.

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Sales

Son compuestos que resultan de la reacción de un ácido con una base.

Propiedades:

• Las sales son por lo general sólido de sabor salado disoluciones acuosas conducen la corriente eléctrica.

• La mayoría no cambian el color del papel tornasol porque son sales neutras como el cloruro de sodio (NaCl) y nitrato de potasio (KNO3); no obstante, hay sales ácidas y básicas.

• Las sales ácidas forman disoluciones ácidas como en el caso del cloruro de aluminio (AlCl3) y cloruro de amonio (NH4Cl).

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Hidruros

• Los hidruros son compuestos binarios de

hidrógeno.

• Según la IUPAC (International Union of Pure and

Applied Chemistry) sólo debemos asignar el

nombre “hidruro” a los compuestos donde el

heteroátomo fuera más electronegativo que el

átomo de hidrógeno. Sin embargo, el término

“hidruro”

se

utiliza

para

designar

genéricamente a los compuestos binarios de

hidrógeno.

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Hidruros covalentes

• Son combinaciones del hidrógeno con los elementos no metálicos de los grupos p.

• Son sustancias volátiles y presentan enlace covalente.

• El hidrógeno forma compuestos formado por enlaces covalente con los no metales, menos los gases nobles, así como con los metales que son poco electropositivos, como por ejemplo el galio y el estaño.

• La mayoría de los hidruros covalentes de tipo simple, son a temperatura ambiente, gases.

• Existen tres subcategorías dentro de los hidruros covalentes:

1. Hidruros covalentes en los que el átomo de hidrógeno es prácticamente neutro

2. Hidruros covalentes en los que el hidrógeno es más bien positivo

3. Hidruros covalentes en los que el átomo de hidrógeno es poco negativo

• La mayor parte de los hidruros covalentes tienen el hidrógeno casi neutro.

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Hidruros iónicos (o salinos)

• Son combinaciones del hidrógeno con los elementos más electropositivos (elementos alcalinos y alcalinotérreos, con excepción del Be, cuyo enlace con el hidrógeno es covalente).

• Son compuestos iónicos, no volátiles, no conductores en estado sólido y cristalinos.

• En estos compuestos el hidrógeno se encuentra como ion hidruro H¯.

• Los hidruros salinos son insolubles en disoluciones no acuosas, con excepción de los haluros alcalinos fundidos, donde son muy solubles.

• La electrólisis de los hidruros fundidos originan H2 en el ánodo, lo que es consistente con la presencia de iones H¯.

• Otros hidruros tienden a descomponerse antes de fundirse.

• Generalmente sólidos blancos o grises, se obtienen generalmente mediante reacción directa del metal con hidrógeno a altas temperaturas.

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Hidruros metálicos

• Son combinaciones del hidrógeno con los elementos metálicos de las series d y f.

• Generalmente son compuestos no estequiométricos y presentan propiedades metálicas como la conductividad.

• Generalmente, son sólidos quebradizos, presentan apariencia metálica, y son buenos conductores de la electricidad y son de composición variable.

• Una de las características típicas de los hidruros metálicos es la gran velocidad de difusión del hidrógeno a través del sólido a elevadas temperaturas. Esta cualidad se emplea para obtener H2 de alta pureza mediante difusión a través de un tubo de aleación de Pd-Ag.

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