Formulación inorgánica

Formulación inorgánica

4º ESO

BINARIOS Y TERNARIOS

© Chema Martín, 2013

Valencia

• La valencia se ha definido tradicionalmente por la capacidad de combinación de un

elemento, más concretamente el nº de

átomos de hidrógeno con los que se une un átomo de ese elemento o a los que sustituye si no se une directamente al hidrógeno.

– Así, la valencia del O es 2 porque forma H₂O

– También hemos visto otros ejemplos, CH₄ implica que la valencia del carbono es 4

Para que se usa la valencia

• Cuando 2 átomos se unen entre si se unen como indican sus valencia, las intercambian.

• Si el C tiene valencia 4 es porque se combina o sustituye a 4 H y formará el CH₄

• El O tiene valencia 2 y forma el H₂O

• Si se combinan el O y el C directamente,

podemos partir del CH₄ y pensar que cada O sustituirá a 2 H, por lo que se formará el CO₂

Cómo se usa la valencia

• Cuando 2 elementos se unen se escribe la

valencia de cada uno de ellos como subindice del otro.

• Asi, cuando se unen el C y el O se forma:

O C

Si se pueden simplificar los subíndices se simplifican, como es el caso

O

C

VALENCIAS MAS IMPORTANTES (SELECCIÓN)

¿en que orden escribimos los elementos?

• Es muy importante, porque según el orden se van a nombrar los compuesto.

• El orden que se sigue es, 1º el metal, y luego el no metal

– METAL+NO METAL

• Si son 2 no metales, el orden es siguiendo la tabla periódica

Orden de los no metales

Resumiendo: Metales, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O, F

Como puedes ver es fácil de aprender. Primero los metales, luego los carbonoideos, Si y C, luego los nitrogenoideos, Sb, As, P, N, el hidrógeno se intercala en medio, H, luego los anfígenos Te, Se, S , los halógenos I, Br, Cl y aquí está el pequeño regate del O y luego el F. Es importante recordar que el O es el último siempre (salvo si va con el F, en el compuesto OF₂)

Así se formula….

• Ca con F: CaF₂

• Ca con O: CaO

• Na con S: Na₂S

• C con O: hay 2, el CO y el CO₂

• N con H: el NH₃

• S con O: hay 3, SO, SO₂ y SO₃

• Cl con O: hay 4: Cl₂O, Cl₂O₃, Cl₂O₅ y Cl₂O₇

¿Cómo distinguimos cada uno de los compuestos?

• Con el nombre

• Si 2 átomos sólo dan un compuesto será fácil. Se empieza por el 2º dando la terminación “uro”, salvo el oxígeno

que, por tradición, se llama óxido y a continuación el nombre del primero. (Esto es influencia inglesa)

Ejemplo:

• CaF₂: Fluoruro de calcio

• CaO: Óxido de calcio

• Na₂S: Sulfuro de sodio

Problemas….

• Cuando 2 elementos dan luugar a varios compuestos se distinguen entre ellos mediante el nombre y se

usan básicamente 3 sistemas:

– Nomenclatura Sistemática: utiliza prefijos que nos indican el número de átomos de cada elemento (el mono-, normalmente se obvia. Ojo, se indica el nº de átomos, no la valencia). Los prefijos son: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- …)

– Sistema de Stock: indica la valencia (no el nº de átomos, ojo) entre paréntesis y números romanos, si existe más de una posibilidad.

Como llamariamos a….

Sistemática Stock

Cl₂O Oxido de dicloro Oxido de cloro (I) Cl₂O₃ Trioxido de dicloro Oxido de cloro (III) Cl₂O₅ Pentóxido de dicloro Oxido de cloro (V) Cl₂O₇ Heptóxido de dicloro Oxido de cloro (VII)

El sistema tradicional

• Existe un tercer sistema, denominado tradicional, un poco más complejo y que se usa poco en los binarios, pero mucho en los ternarios derivados de estos.

• Usa prefijos y sufijos, dependiendo de la valencia utilizada por el primero de los átomos (el último siempre usa una única valencia y no hay confusión) :

– Si sólo tiene una valencia (sea la que sea, pero sólo una), terminación – ico

– Si tiene 2 valencias, -oso para la menor e –ico para la mayor.

– Si tiene 3 valencias, hip- -oso para la menor, -oso para la intermedia y – ico para la mayor.

– Si tiene 4 valencias, hip- -oso, -oso, -ico y per- -ico, en ese orden

Varios ejemplos

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) Cl₂O Anhídrido hipocloroso

Cl₂O₃ Anhídrido cloroso Cl₂O₅ Anhídrido clórico Cl₂O₇ Anhídrido perclórico

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) SO Anhídrido hiposulfuroso

SO₂ Anhídrido sulfuroso SO₃ Anhídrido sulfúrico

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) CO Anhídrido carbonoso

CO₂ Anhídrido carbónico

Clasificación de los binarios

Óxidos metálicos

• Todos tiene de fórmula general:

Me

O

Sistemática Stock Tradicional

FeO monoxido de hierro Oxido de hierro (II) Oxido ferroso Fe₂O₃ Trioxido de dihierro Oxido de hierro (III) Óxido férrico Li₂O Óxido de dilitio Oxido de litio Óxido de litio

ZnO Oxido de zinc Oxido de zinc Óxido de zinc

Óxidos no metálicos

• Todos tiene de fórmula general (salvo OF₂):

NoMe

O

• En la nomenclatura la única salvedad debe hacerse con la tradicional, en la que se

denominan “anhídridos” y no óxidos.

Óxidos no metálicos

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) Cl₂O Anhídrido hipocloroso

Cl₂O₃ Anhídrido cloroso Cl₂O₅ Anhídrido clórico Cl₂O₇ Anhídrido perclórico

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) SO Anhídrido hiposulfuroso

SO₂ Anhídrido sulfuroso SO₃ Anhídrido sulfúrico

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) CO Anhídrido carbonoso

CO₂ Anhídrido carbónico

Peróxidos

• Contiene el grupo peróxido, formado por 2 átomos de oxigeno unidos entre sí, O₂.

• Se comporta el grupo como si cada oxígeno tuviese valencia 1.

• Son combinaciones de un metal alcalino o alcalino-terreo con el grupo peróxido.

• Se pueden simplificar, pero el oxígeno debe tener al menos un 2 de un grupo peróxido.

peróxidos

• Ejemplos:

• H₂O₂: Peróxido de hidrógeno

• Li₂O₂: Peróxido de Litio

• CaO₂: Peróxido de Calcio

Hidruros metálicos

• Fórmula:

Metal Hvalencia del metal

• Ejemplos:

CaH2: Hidruro de calcio o cálcico FeH2.

Sistemática Stock Tradicional

CaH₂ Diidruro de calcio Hidruro de calcio Hidruro cálcico

LiH Hidruro de litio Hidruro de litio Hidruro lítico

FeH₂ Dihidruro de hierro Hidruro de hierro

(II) Hidruro

ferroso FeH₃ Trihidruro de hierro Hidruro de hierro

(III) Hidruro

férrico

Hidruros no metálicos

• Se distinguen 2 tipos, según el otro elementos:

– Si el otro elemento se escribe antes que el

hidrógeno, grupos 13, 14 y 15 (B, C, Si, N, P, As y Sb) son hidruros y reciben nombres especiales.

– Si el otro elemento se escriben detrás, grupos 16 y 17 (O,S, Se, Te, F, Cl, Br, I) no serán hidruros en

sentido estricto (se empezará a nombrar por el otro elemento)

Hidruros grupo 13, 14 y 15

Fórmula N. STOCK N. SISTEMÁTICA N. TRAD.

NH₃ Hidruro de Nitrógeno Trihidruro de nitrógeno Amoníaco PH₃ Hidruro de fósforo Trihidruro de fósforo Fosfina AsH₃ Hidruro de arsénico Trihidruro de arsénico Arsina SbH₃ Hidruro de antimonio Trihidruro de antimonio Estibina CH₄ Hidruro de carbono Tetrahidruro de carbono Metano SiH₄ Hidruro de silicio Tetrahidruro de silicio Silano

BH₃ Hidruro de boro Trihidruro de boro Borano

Hidruros grupos 16 y 17

• Su fórmula es: Hvalencia no metal No metal

• Se nombran siguiendo cualquiera de los 3 sistemas y como en disolución acuosa se

comportan como ácidos se denominan también

“acido”- no metal-”hídrico”. El H2O es el agua.

• Ejemplos:

– HCl: Cloruro de hidrógeno o Ácido clorhidrico – H2S: Sulfuro de hidrógeno o Ácido Sulfhídrico

Ternarios

• Con 3 o más tipos de átomos

Ternarios

• Ácidos oxácidos:

– Se forman añadiendo 1 molécula de H₂O a una molécula de anhídrido (óxido no metálico) correspondiente.

– Se llaman oxácidos para diferenciarlos de los hidrácidos (ej: HCl), que no contienen oxígeno.

Tradicional

Cl₂O+H₂O=HClO Ácido hipocloroso Cl₂O₃+H₂O=HClO₂ Ácido cloroso

Cl₂O₅+H₂O=HClO₃ Ácido clórico Cl₂O₇+H₂O=HClO₄ Ácido perclórico

Nomenclatura sistematica de ácidos oxácidos

• La nomenclatura sistemática de los ácidos, muy empleada, consiste en una mezcla de prefijos numerales y stock.

• Se indica el nº de átomos de oxigeno, el nombre del átomo central acabado en “ato” entre paréntesis, su valencia en

romanos y a continuación “de hidrógeno”. Su nomenclatura es la de una sal, como veremos luego.

Sistemática

HClO Oxoclorato (I) de hidrógeno HClO₂ Dioxoclorato (III) de hidrógeno HClO₃ Trioxoclorato (V) de hidrógeno

HClO₄ Tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno

Otro ejemplo

• Obsérvese que no se dice “dihidrogeno”

Tradicional Sistemática

SO+H₂O=H₂SO₂ Ácido hiposulfuroso Dioxosulfato (II) de hiidrógeno

SO₂+H₂O=H₂SO₃ Ácido sulfuroso Trioxosulfato (IV) de hidrógeno

SO₃+H₂O=H₂SO₄ Ácido sulfúrico Tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno

Tradicional Sistemática

N₂O+H₂O=HNO Ácido hiponitroso Oxonitrato (I) de hiidrógeno

N₂O₃+H₂O=HNO₂ Ácido nitroso Dioxonitrato (III) de hidrógeno

N₂O₅+H₂O=NO₃ Ácido nítrico Trioxonitrato (V) de hidrógeno

Otra forma de “construir” los ácidos

• Mediante la técnica de los nº de oxidación de cada átomo. El nº de oxidación de un átomo es la carga que tendría si todos sus enlaces

fuesen iónicos en vez de covalentes. Vienen a coincidir con las valencias (en Q. inorgánica, al menos), pero con signo.

• La suma de los productos del nº de cada

átomo por su número de oxidación debe ser la carga del compuesto, 0 si es neutro

• Se escriben los átomos que formará el oxácidos.

• Encima de cada átomo los nº de oxidación de cada uno, -2 para el O, +1 para el H y +valencia para el átomo central.

• Se pone el mínimo nº de átomo de O para conseguir superar en negativo los positivos que ya tengamos.

• A continuación se ponen tantos H como serann necesarios para equilibrar la carga.

• Ejemplo: ácido del S con v=2 → H²SO2

+1 +2 -2

H S O

2 (ya es neutro) 2 (ya tenemos -4)

Otra forma de “construir” los ácidos

Primero se ajusta los Oxígenos, para tener más carga negativa que lo que sumen las positivas

Luego los H Para que sumen cero.

Mas ejemplos

• S con v=6

• C con v=4

+1 +6 -2

H S O

2 (ya es neutro) 4 (ya tenemos -8, mas de +7 que suman los positivos)

+1 +4 -2

H C O

2 (ya es neutro) 3 (ya tenemos -6, mas de +5 que suman los positivos)

Algunas excepciones

• El P, As y Sb forman ácidos con 1,2 o 3 moléculas de H₂O.

– Con 1 de agua: prefijo meta- – Con 2 de agua: pefijo piro-

– Con 3 de agua: prefjo –orto (generalmente no se escribe) Tradicional Sistemática

P₂O₅+H₂O=H₂PO₃ Ácido metafosfórico Trioxofosfato (V) de hidrógeno

P₂O₅+2H₂O=H₄P₂O₇ Ácido pirofosfórico Heptaoxodifosfato (V) de hidrógeno

P₂O₅+3H₂O=H₃PO₄ Ácido fosfórico Tetraoxofosfato (V) de hidrógeno

Otra excepción

• El Silicio forma 2 ácidos con el SiO₂ añadiendo 1 de agua (meta-) o 2 (orto- o nada, al ser el mayor). No se añaden 3.

• H₂SiO₃-ácidometasilicico- trioxosilicato (IV) de hidrógeno.

• H₄SiO₄-ácido silícico-tetraoxosilicato (IV) de hidrógeno

Hidróxidos o bases

• La manera más rapida de hacerlos en

considerar que se forman por la unión de un metal y el grupo OH (hidroxilo o hidróxido), de valencia 1

• CaO+H₂O→Ca(OH)₂

Me(OH) valencia metal

ejemplos

Sistemática Sistemática NaOH Hidróxido de sodio Hidroxido de sodio Ca(OH)₂ Hidróxido de calcio Dihodróxido de calcio Fe(OH)₂ Hidróxido ferroso Dihidróxido de hierro Fe(OH)₃ Hidróxido férrico Trihidróxido de hierro Sn(OH)₄ Hidróxido estannico Tetrahidróxido de estaño

Sales neutras

• Se forman por la sustitución total de todos los hidrógenos de un ácido por un metal.

• Formulación: se pone el metal en lugar del

hidrógeno y su valencia se coloca como subindice del resto del ácido.

• Se simplifica si se puede

– Ca con H2SO4→ Ca2(SO4)2 → CaSO4

– Al con H2SO4→ Al2(SO4)3

– Sn(IV) con H2SO4→ Sn2(SO4)4 → Sn(SO4)2

Nomenclatura de sales

• Clásica:

– Si el ácido acababa en -oso, su parte correspondiente acaba en –ito.

– Si el ácido acababa en -ico, su parte correspondiente acaba en –ato.

CaSO₄ – Sulfato de calcio

Al₂(SO₄)₃ – Sulfato de aluminio Sn(SO₄)₂ – Sulfato estánico

• Sistemática

– Igual que los ácidos

CaSO₄ – Tetraoxosulfato (VI) de calcio

Al₂(SO₄)₃ – Tetraoxosulfato (VI) de aluminio Sn(SO₄)₂ – Tetraoxosulfato (VI) de estaño (IV)

+ ejemplos sales neutras

Sistemática Sistemática NaNO₃ Trioxonitrato (V) de sodio Nitrato de sodio

Fe(NO₃)₂ Trioxonitrato (V) de hierro (II) Nitrato ferroso

Fe₂(SO₄)₃ Tetraoxosulfato (VI) de hierro (III) Sulfato férrico

CaCO₃ Trioxocarbonato (IV) de calcio Carbonato de calcio

Sn(ClO₄)₄ Tetraoxoclorato (VII) de estaño (IV) Perclorato estánnico

Para ampliar

• Hay sales ácidas (conservan algún H)

Ca(HCO₃)₂ - Hidrogenocarbonato de calcio (bicarbonato de calcio)

NaHSO₄ - Hidrogenosulfato de sodio (bisulfato de sodio)

• Hay sales básicas, que contienen grupos OH

Na₂(OH)(NO₃) -hidroxinitrato de sodio