REPÚBLICA DE PANAMÁ
MINISTERIO DE EDUCACIÓN
COLEGIO SAN AGUSTIN DE DAVID
ASIGNATURA
QUÍMICA GENERAL PARTE B
NIVEL 11 GRADO
Estimado participante, bienvenido a una emocionante aventura en el mundo de los átomos y las moléculas que componen todo lo que se puede tocar. El conocimiento de las características e interacciones de estos materiales ocupa el corazón de la QUÍMICA. La química puede ser divertida y emocionante, pero también es una ciencia muy útil y práctica.
En este tema conoceremos un poco sobre las aplicaciones de la QUÍMICA para que comprendas su importancia.
Al finalizar este módulo debes ser capaz de:
◙ Describir la naturaleza de los compuestos inorgánicos más comunes.
◙ Nombrar y escribir las fórmulas de los iones poliatómicos comunes.
◙ Nombrar compuestos sencillos a partir de su fórmula.
◙ Escribir la fórmula de un compuesto cuando se conoce su nombre.
Espero que lo expuesto en este MÓDULO te sirva para animarte más al estudio de la química, al observar como ésta se relaciona con nuestro diario vivir.
Es mi interés que el estudio de este tema te sea agradable y de buen provecho.
Ahora que conoces los objetivos que debes cumplir con este tema, te sugiero para tu mejor aprendizaje lo siguiente:
1. Leer con cuidado el material y plantearte tu mismo preguntas pertinentes.
2. Lee el material otra vez, toma notas y haz una lista de los puntos clave.
3. Relaciona los puntos clave unos con otros y compara sus similitudes y diferencias.
4. Resuelve los problemas que se incluyen.
5. Familiarizate con todos los tipos de problemas.
CONTENIDO:
1. Función química 1.1.Oxidos
1.2.Peróxidos 1.3.Hidróxidos 1.4.Acidos 1.5.Sales 1.6.Hidratos 1.7.Hidruros 2. Nomenclatura 2.1.Sistema Antiguo 2.2.Sistema Stock
2.3.Sistema Estequiométrico.
INTRODUCCIÓN.
Los químicos han identificado más de diez millones de compuestos químicos, y la lista continúa creciendo. Cada compuesto tiene un nombre y una estructura específicos.
Con un número tan grande de sustancias químicas, es fundamental que se utilice un método explícito y sistemático para darles nombre.
Hay dos clasificaciones principales de los compuestos químicos: orgánicos e inorgánicos.
La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) ha adoptado un sistema de nombres y fórmulas, tanto para las sustancias orgánicas como para las inorgánicas.
En este tema se analizará la nomenclatura química para las sustancias químicas inorgánicas.
Es preciso aprender a escribir con agilidad y corrección las fórmulas y nombres químicos de sustancias. Se requiere una práctica constante para desarrollar esta habilidad.
FUNCION QUIMICA
Se denomina función química la propiedad o conjunto de propiedades comunes que caracterizan una serie de especies químicas, distinguiéndolas de las demás.
Los compuestos que poseen una función química determinada, contienen en sus moléculas, átomos o grupos de átomos de constitución análoga, denominado grupo funcional. Así todos los hidróxidos poseen el grupo funcional OH- (hidroxilo), que les da un comportamiento característico en las reacciones.
En la química inorgánica existen 7 funciones principales: Óxidos, peróxidos, hidróxidos, Ácidos, Sales, Hidratos e Hidruros.
LOS ÓXIDOS
Los óxidos son compuestos binarios del oxígeno con otro elemento.
Los óxidos se dividen en dos grupos, de acuerdo con el carácter del elemento que se une con el oxígeno.Si el elemento es metálico, el óxido que resulta es un óxido básico o simplemente óxido.
Cuando el elemento que se une al oxígeno es no metálico, el compuesto formado es un óxido ácido o anhídrido . Esta clasificación tiene como base el comportamiento de los óxidos con el agua. Los óxidos básicos con el agua reaccionan produciendo disoluciones básicas o hidróxidos, compuestos que neutralizan a los ácidos; eje
CaO + H2O Ca(OH)2
Muchos óxidos ácidos se disuelven en agua formando ácidos, especialmente oxácidos; por ejemplo:
SO3 + H2O H2SO4
LOS PEROXIDOS.
Cuando el oxígeno presenta un estado de oxidación -1, se forman los peróxidos.
Estos compuestos presentan en su estructura un enlace covalente entre dos átomos de oxígeno, el cual explica por que los peróxidos contienen más oxígeno, que los oxídos normales de un mismo elemento. Los peróxidos tienen aplicabilidad en reacciones de oxidación, síntesis, polimerización y obtención de oxígeno.
El peróxido de hidrógeno es un ejemplo de peróxido; llamado agua oxigenada, tiene gran aplicación en medicina. En estado puro es un líquido aceitoso; no es combustible, se disuelve bien en el agua y la mezcla es frigorífica, es decir, que hace descender la temperatura.
El peróxido de hidrógeno constituye una buena fuente de oxígeno debido a que es un compuesto inestable.
LOS HIDROXIDOS
Los hidróxidos se forman por la reacción de los óxidos básicos con el agua. Por ejemplo:
Na2O + H2O NaOH
Estos compuestos se caracterizan por la presencia del grupo o ión OH- monovalente. Este grupo se denomina oxhidrilo o hidroxilo. Según esto los hidróxidos se definen como los compuestos que contienen el ión hidróxilo OH-.
Se consideran los hidróxidos como los compuestos que en disolución contienen gran concentración de iones OH-, poseen sabor amargo, son untuosos al tacto, neutralizan a los ácidos y cambian el color rojo del tornasol a azul y le dan a la fenolftaleína una coloración rosada.
LOS ACIDOS
Los ácidos se forman a partir de la reacción de un óxido ácido con el agua; por ejemplo:
CO2 + H2O → H2CO3
Los ácidos se caracterizan por la presencia del elemento hidrógeno como positivo.
Hay dos clases de ácidos:
a) Acidos binarios. Son los ácidos que no contienen oxígeno; por esta razón también se les denomina hidrácidos. En su composición se halla presente el hidrógeno y un elemento no metálico, de preferencia los halógenos, elementos del grupo VIIA. Son ejemplos de hidrácidos: HCl; HBr; HI; H2S.
b) Acidos ternarios. Son los ácidos que contienen oxígeno y por ello se distinguen también con el nombre de oxácidos. Por razón de su composición, hidrógeno y dos elementos más, son compuestos ternarios. Se originan por la combinación de los óxidos ácidos y el agua.
Ejemplos de oxácidos:
HClO; HNO3; H2SO4; H3PO4; HMnO4; H3PO3; H2CO3
Por reacción con muchos metales, dejan en libertad hidrógeno gaseoso; entre ellos, el zinc y el magnesio:
Zn + HCl → ZnCl2 + H2
Producen cambios de color sobre algunos indicadores, así: al tornasol azul lo cambian a rojo;
a la fenolftaleína, de rosado a incolora.
ACTIVIDAD DE QPRENDIZAJE 1
Diga cuáles de los siguientes compuestos son óxidos, hidróxidos, ácidos e hidruros
PbO HClO H3P Cr2O3
Sn(OH) Be(OH)2 SeO2 H2CO3
Ni2O3 Ag2O Tc(OH)4 SnH4
FeH2 AgOH TeO2 H2Se
Co(OH)2 MgH2 Ti(OH)3 HIO3
HF P2O3 N2O4 Ag2O
PtH4 HCl LiOH H2S
SO3 HgO As2O3 H3PO4
SiO2 Mn(OH)2 ZrH4 ZnO
Propiedades de los ácidos
Las propiedades de los ácidos son muy diversos. La solubilidad en agua, se puede mencionar como propiedad común de ellos. Neutralizan a las bases o hidróxidos y producen sal y agua; ejemplo:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
La acidez o basicidad afectan la productividad de los suelos
LAS SALES
Son compuestos resultantes de las reacciones de neutralización, entre los ácidos y las bases.
Se originan por el desplazamiento de los hidrógenos de los ácidos por metales.
Ejemplos:
HCl + KOH → KCl + H2O (sal neutra)
H2SO4 + NaOH → H2O + NaHSO4 (sal ácida)
La sustitución parcial de los oxhidrilos de las bases por no metales, da origen a las sales básicas:
Zn(OH)2 + HCl → ZnOHCl + H2O
Otra clasificación de las sales, se basa en el tipo de ácido que las origina. Como los ácidos son hidrácidos y oxácidos, las sales que ellos generan se denominan respectivamente: sales haloideas o haluros y oxisales.
Sales Haloideas. Se forman por la sustitución total o parcial de los hidrógenos de ácidos hidrácidos por metales.
Ejemplo:
H2S + NaOH → H2O + Na2S (haluro)
Oxisales. Se originan por la sustitución total o parcial de los hidrógenos de los ácidos oxácidos por metales. Estas sales también pueden ser neutras o ácidas, según se remplacen los hidrógenos en su totalidad o parcialmente.
Ejemplo:
H2SO4 + KOH → K2SO4 + H2O El sulfato de potasio (K2SO4) es una sal neutra y una oxisal.
Las sales se clasifican, teniendo en cuenta si la sustitución de los hidrógenos por metales se hace total o parcialmente, en sales neutras, cuando se sustituyen todos los hidrógenos del ácido, y en sales ácidas, si la sustitución es parcial.
Las aguas de los océanos contienen gran cantidad de sales,
HIDRUROS.
Los hidruros son los compuestos binarios del hidrógeno con otros elementos; comúnmente se conoce con este nombre a los compuestos del hidrógeno con los metales y algunos no metales como el boro y el silicio, para efecto de nomenclatura. En los hidruros metálicos el hidrógeno actúa con número de oxidación negativo por lo cual en sus fórmulas se escribe a la derecha de esta.
Son ejemplos de hidruros:
LiH, NaH, CaH2, AlH3, LiAlH4
HIDRATOS.
Es una forma particular de un compuesto sólido que tiene agua en forma de moléculas asociadas con él; por ejemplo el sulfato de cobre anhidro es un sólido blanco cuya fórmula corresponde a CuSO4. Cuando cristaliza a partir de disoluciones acuosas, es un sólido cristalino de color azul que contiene moléculas de agua formando parte de los cristales. Por análisis se sabe que el agua está en cantidad definida y que el hidrato tiene la fórmula CuSO4.5H2O.
Algunos ejemplos de hidratos son:
CaCl2.2H2O cloruro de calcio dihidratado MgSO4.2H2O sulfato magnésico heptahidratado
CaSO4.2H2O sulfato de calcio dihidratado (yeso)
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2
Clasifique las siguientes sales como oxisales, haluros, sales ácidas y sales básicas Sb(IO)3 LiMnO4 Ba3(AsO3)2 Co2(SiO3)3
RbNO2 Pt(CO3)2 Ni3(PO3)2 SrBr2
Cd(HCO3)2 K2Cr2O7 Sn(ZnO2)2 Tc(HSO3)7
MgSO4 Fe2(CrO4
)3
Mg3N2 IrZnO2
Be(HCO3)2 Sb(OH)2
Cl
Bi(OH)Br2 La2S3
Los productos de uso común que son ácidos incluyen los refrescos carbonatados, las frutas (ácido cítrico), el vinagre (ácido acético), la vitamina C (ácido
ascórbico) y muchos más.
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 3 1. Define los siguientes términos:
ácido, hidrato, oxácidos, sales, agua de hidratación, ión hidronio, sal anhidra, estado de oxidación, radicales, compuestos inorgánicos, compuestos binarios, sal ácida, sal normal.
2. Diga cuál es la diferencia entre:
a. un compuesto binario y uno ternario b. una sal ácida y una sal hidróxi
c. un radical positivo y un radical negativo
3. Cuál es el grupo funcional al que pertenecen cada uno de los siguientes compuestos:
Ba(OH)2 MgSO4
CaCrO4 SnS
P2O3 CaHPO4
H3P Ca3N2
AlH3 HgOH
AuBr.3HO H2C2O4
NOMENCLATURA
La nomenclatura química es un sistema de símbolos y nombres, tanto para los elementos químicos como para los compuestos resultantes de las combinaciones quimicas.
El lenguaje de la química es universal, de tal manera que para el químico y el principiante, el nombre de una sustancia, no solo la identifica, sino que revela su fórmula y composición.
Los tres sistemas de nomenclatura más usados son; el sistema antiguo, el sistema stock y el sistema estequiométrico.
Los nombres que se deducen de algunos de estos sistemas se llaman nombres sistemáticos.
Los nombres de algunos compuestos químicos se desarrollaron históricamente antes de que se hubiera creado algún sistema de nomenclatura. A estos nombres se les denomina comunes o triviales. Algunos de ellos se usan siempre. Por ejemplo, el agua para el H2O; NH3
(amoníaco); C6H6 (benceno); K2CO3 (potasa); CaO (cal); C12H22O11 (azúcar); NaCl (sal).
SISTEMA ANTIGUO.
Antiguamente se daba la terminación oso al nombre del compuesto para indicar la menor valencia del metal; y la terminación ico para indicar su mayor valencia, cuando el metal que formaba un compuesto tenía dos valencias. Así para referirnos al cloruro de hierro en que el hierro tiene valencia II, usaríamos el nombre cloruro ferroso y para el del hierro (III), usaríamos el nombre cloruro férrico. En este sistema los óxidos no metálicos reciben el nombre de anhídridos.
SISTEMA STOCK.
Consiste simplemente en agregar al final del nombre del compuesto y entre paréntesis, el número de oxidación del elemento metálico o positivo. Ejemplo: cloruro de hierro (III).
SISTEMA ESTEQUIOMETRICO.
Consiste en indicar el número de átomos de cada elemento por medio de perefijos numéricos . Estos prefijos son: mono (uno),di (dos); tri (tres); tetra (cuatro); penta (cinco); hexa (seis); hepta (siete); octa (ocho), etc.
El uso de estos sistemas para cada grupo funcional se detalla a continuación.
OXIDOS. Cuando el elemento presenta un solo estado de oxidación, forma un solo óxido, como por ejemplo los metales alcalinos, alacalinotérreos, Al, Zn y Ag entre otros. En estos casos, para nombrarlos se dice óxido de... y se agrega el nombre del elemento.
Ejemplos:
Na2O Oxido de sodio CaO Oxido de calcio
K2O Oxido de potasio Al2O3 Oxido de aluminio
Cuando el elemento que se une al oxígeno presenta más de un número de oxidación, pueden formarse sendos óxidos de dicho elemento. Se hace necesario, distinguirlos en su nombre, para lo cual el mejor método es el stock.
Ejemplos:
FeO Oxido de hierro (II) CuO Oxido de cobre (II)
Fe2O3 Oxido de hierro (III) Cu2O Oxido de cobre (II)
En el sistema antiguo estos compuestos se llamarían:
FeO Oxido ferroso Cu2O Oxido cuproso
Fe2O3 Oxido férrico CuO Oxido cúprico
En el sistema estequiométrico los mismos compuestos se llamarían:
FeO Monóxido de hierro Cu2O Monóxido de dicobre
Fe2O3 Trióxido de dihierro CuO monóxido de cobre u óxido de cobre Para los óxidos de los halógenos, en el sistema antiguo se utilizan un par de prefijos: hipo y Per, que combinados con los sufijos oso e ico dan origen al nombre de varios óxidos:
Cl2O : Oxido hipocloroso Cl2O5: Oxido clórico Cl2O3: Oxido cloroso Cl2O7: Oxido perclórico .
HIDROXIDOS. su nomenclatura es similar a la de los óxidos, cambiando el término óxido por el de hidróxido.
Ejemplos.
Sist. Antiguo Sist. Stock Sist.Estequiométrico
NaOH Hidróxido sódico Hidróxido de sodio (I) Hidróxido de sodio KOH Hidróxido potásico Hidróxido de potasio (I) Hidróxido de potasio Fe(OH)2 Hidróxido ferroso Hidróxido de hierro (II) Dihidróxido de hierro
Fe(OH)3 Hidróxido férrico Hidróxido de hierro (III) Trihidróxido de hierro
ACIDOS. La nomenclatura de los hidrácidos consiste de la palabra ácido seguida del nombre latino del elemento que se combina con el hidrógeno, al cual se le reemplaza la ultima letra de su nombre con la terminación hídrico.
Ejemplos.
HF : Acido fluorhídrico HCl : Acido Clorhídrico HI :Acido yodhídrico H2S: Acido sulfhídrico
La nomenclatura de los oxácidos se compone de dos términos: la palabra ácido y otra palabra central que lleva el sufijo oso e ico. Si el elemento central tiene dos números de oxidación, los ácidos se distinguen mediante el uso de los sufijos oso para el menor e ico para el mayor. Ejemplo.
HNO2 Acido nitroso H2SO4 Acido sulfúrico
HNO3 Acido nítrico H2SO3 Acido Sulfuroso
Cuando son más de dos los números de oxidación que puede adoptar el elemento central, se utilizan los prefijos hipo y per;el prefijo hipo se usa para el mínimo estado de oxidación y per para el máximo. Ejemplo.
HClO : Acido hipocloroso HClO2 : Acido cloroso HClO3 : Acido clórico HClO4 : Acido perclórico
SALES. El nombre de una sal consta de tres términos: el nombre del ión negativo, la preposición "de" y el nombre del ión positivo. Se pueden nombrar en cualquiera de los sistemas de nomenclatura.
Ejemplos.
Sist.Antiguo Sist.Stock Sist. Estequiométrico FeS Sulfuro ferroso Sulfuro de hierro (II) Monosulfuro de hierro Fe2S3 Sulfuro férrico Sulfuro de hierro (III) Trisulfuro de dihierro HgNO3 Nitrato Mercuroso Nitrato de mercurio (I) Nitrato de mercurio Hg(NO3)2 Nitrato mercúrico Nitrato de mercurio (II) Dinitrato de mercurio Las sales ácidas se nombran anteponiendo la palabra hidrógeno.
Ejemplo:
NaHSO4 : Hidrógeno sulfato de sodio
CaHPO4 : Hidrógenofosfato de calcio LiH2PO3: Dihidrógeno fosfito de litio
