Nomenclatura y Formulacion en Quimica Inorganica

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Texto completo

(1)

NOMENCLATURA y

FORMULACIÓN en

QUÍMICA INORGÁNICA

Prof. MSc. Mario Pavani Costa

Programa Farmacología Molecular y Clínica

Facultad de Medicina. Universidad de Chile.

(2)
(3)

Introducción

Valencia

Es la capacidad que posee un elemento de combinarse con otro

Como el hidrógeno se toma como referencia (valencia I),

se define también como el número de átomos de hidrógenos

que se puede combinar con un elemento

HCl: la valencia del Cl es I

H

2

S: la valencia del S es II

NH

3

: la valencia del N es III

CH

4

: la valencia del C es IV

(4)

Introducción

Número de oxidación

Es el nº de electrones que un átomo puede captar o ceder

(total o parcialmente) al formar un compuesto

El nº de oxidación no tiene porqué coincidir con la valencia

de un elemento:

CH

4

: la valencia del C es IV; el nº oxidación es -4

CH

3

Cl: la valencia del C es IV; el nº oxidación es -2

CH

2

Cl

2

: la valencia del C es IV; el nº oxidación es 0

CCl

4

: la valencia del C es IV; el nº oxidación es +4

(5)

Introducción

Las reglas de asignación del número de oxidación son:

1. El n.o. de todos los elementos libres es cero, en cualquiera de las formas en que se presenten: Ca metálico, He, N2, P4 , etc.

2. El n.o. de un ión simple coincide con su carga: Así, los n.o . del S2–, Cly Zn2+ son, respectivamente, –2, –1, +2

3. El n.o. del H en sus compuestos es +1, excepto en los hidruros metálicos, que es –1

4. El n.o. del O en sus compuestos es –2, excepto en los peróxidos, que es –1 5. El n.o. de los metales alcalinos es siempre +1

6. El n.o. de los metales alcalinotérreos es siempre +2

7. El n.o. delF en sus compuestos es siempre –1. El n.o de los demás halógenos

varía desde -1 a +1, +3, +5, +7, siendo positivo cuando se combina con el O o con otro halógeno más electronegativo.

8. La suma algebraica de los n.o. de los átomos de una molécula es cero, y si se trata de un ión , igual a la carga del ión

(6)

Introducción

Cuadro de n.o. de los elementos más frecuentes:

No metales:

-4; +2, +4 -4; +4 C Si -3; +3 B -3; +1, +2, +3, +4, +5 -3; +1, +3, +5 -3; +3, +5 N P As, Sb, Bi -2 -2; +2, +4, +6 O S, Se, Te -1 -1; +1, +3, +5, +7 F Cl, Br, I -1; +1 H Nº de oxidación Elemento

(7)

Introducción

Cuadro de n.o. de los elementos más frecuentes:

Metales:

+2,+3, +4, +5 V +2, +3, +4, +6, +7 Mn +2, +3, +6 Cr +3, +4 Ir +2, +4 Sn, Pb, Pt, Pd +2, +3 Fe, Co, Ni +1, +3 Au +3 Al +1, +2 Cu, Hg +2 Be, Mg, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd +1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag, NH4+ Nº de oxidación Elemento

(8)

Introducción

Regla general de la formulación:

En cualquier fórmula química se escribe en primer lugar los elementos

situados a la izquierda de la T.P. (menos electronegativo), y en segundo

lugar, los situados a la derecha (más electronegativos). Ej: NaCl y no ClNa.

Orden de electronegatividad aplicada a la formulación:

Metales<B<Si<C<Sb<As<P<N<H<Te<Se<S<I<Br<Cl<O<F

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I. Sustancias simples

Aquéllas constituidas por átomos de un mismo elemento

• Los gases nobles son monoatómicos: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

• Las moléculas de bastantes sustancias que en c.n. son gases, son diatómicas:

N2, F2, O2, …

• Elementos que presentan estados alotrópicos (agrupaciones de distintos nº de

átomos: S8, O3, P4, …

• Los metales, en las ecuaciones químicas, se representan simplemente

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I. Sustancias simples

Aquéllas constituidas por átomos de un mismo elemento

yodo diyodo I2 oxígeno dioxígeno O2 ozono trioxígeno O3 azufre octaazufre S8 Fósforo blanco Tetrafósforo P4 bromo dibromo Br2 Cloro dicloro Cl2 flúor Diflúor F2 hidrógeno dihidrógeno H2 Tradicional Sistemática Compuesto

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II. Compuestos binarios

Están formados por dos elementos

Se escriben los elementos en un orden: primero el menos electronegativo y luego el más electronegativo

Se intercambian los n. o., pero prescindiendo del signo

Al O +3 -2

2 3

Siempre que sea posible se simplifica: Cu2S2 CuS

El compuesto se lee de derecha a izquierda

Sistemas de nomenclaturas

Sistemática (propuesta por la IUPAC)

• Stock

(12)

II. Compuestos binarios

Nomenclatura SISTEMÁTICA

Consiste en la utilización de prefijos numerales griegos para indicar el nº de átomos de cada elemento presente en la fórmula

Los prefijos que se utilizan son: mono (1), di (2), tri (3), tetra (4), penta (5),

hexa (6), hepta (7), … El prefijo mono puede omitirse.

tetrahidruro de silicio

SiH

4

sulfuro de dihidrógeno

H

2

S

pentaóxido de dicloro

Cl

2

O

5

(13)

II. Compuestos binarios

Nomenclatura de STOCK

Consiste en indicar el n. o., con números romanos y entre paréntesis, al final del nombre del elemento. Si éste tiene n. o. único, no se indica.

óxido de aluminio

Al

2

O

3

óxido de hierro (

III

)

Fe

2

O

3

óxido de cobre (

II

)

(14)

II. Compuestos binarios

Nomenclatura TRADICIONAL

Consiste en añadir un sufijo al nombre del elemento según con el n. o. con el que actúe:

n. o. mayor per -ico

n. o. intermedio -ico

n. o. intermedio -oso

n. o. menor hipo -oso

cuatro

n.o. mayor -ico

n. o. intermedia -oso

n.o. menor hipo -oso

tres

n. o. mayor -ico

n.o. menor -oso

dos

-ico

uno

terminación Posibilidad de n. o.

(15)

II. Compuestos binarios

Nomenclatura TRADICIONAL

Consiste en añadir un sufijo al nombre del elemento según con el n. o. con el que actúe:

cloruro sód

ico

(o de sodio)

Na

Cl

cloruro férr

ico

Fe

Cl

3

cloruro ferr

oso

Fe

Cl

2

(16)

Compuestos binarios

CLASIFICACIÓN

óxidos peróxidos hidruros sales neutras

óxidos básicos óxidos ácidos hidruros metálicos hidruros no metálicos grupos 13, 14,15 hidruros volátiles grupos 16, 17 haluros de hidrógeno

(17)

II. Compuestos binarios

1. Óxidos

Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico

Óxido básico: es la combinación del oxígeno con un metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK

óxido ferrico óxido de hierro (III)

trióxido de dihierro Fe2O3 óxido lítico óxido de litio óxido de dilitio Li2O óxido ferroso óxido de hierro (II) monóxido de hierro FeO óxido plúmbico óxido de plomo (IV) dióxido de plomo PbO2 Tradicional Stock Sistemática Compuesto

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II. Compuestos binarios

1. Óxidos

Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico

Óxido ácido: es la combinación del oxígeno con un no metal. Se recomienda la nomenclatura SISTEMÁTICA.

Aunque la IUPAC no aconseja utilizar en este caso la nomenclatura tradicional, hay que indicar que éstos óxidos reciben el nombre de anhídridos.

anhídrido sulfúrico óxido de azufre (VI)

trióxido de azufre

SO3

Anhídrido carbónico óxido de carbono (IV)

dióxido de carbono

CO2

anhídrido sulfuroso óxido de azufre (IV)

dióxido de azufre

SO2

anhídrido hiposulfuroso óxido de azufre (II)

monóxido de azufre SO Tradicional Stock Sistemática Compuesto

(19)

II. Compuestos binarios

1. Óxidos

Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico

Óxido ácido: es la combinación del oxígeno con un no metal. Se recomienda la nomenclatura SISTEMÁTICA.

Mención especial requieren los óxidos del nitrógeno.

anhídrido nítrico óx. de nitróg. (V) Pentaóxido de dinitrógeno N2O5 tetraóxido de dinitrógeno --tetraóxido de dinitrógeno N2O4 anhídrido nítrico óx. de nitróg. (III) trióxido de dinitrógeno N2O3 dióxido de nitrógeno --dióxido de nitrógeno NO2 óxido nítrico óx. de nitróg. (II) óxido de nitrógeno NO óxido nitroso óx. de nitróg. (I) óxido de dinitrógeno N2O Tradicional Stock Sistemática Comp.

(20)

PEROXIDOS

• Son compuestos diatómicos en donde

participan el grupo peróxido (-o-o-). y un

metal

• No todos los metales forman peróxidos lo

hacen los del grupo 1 y 2.

(21)

Metal + Grupo peróxido → Peróxido

2Li

+1

+ (O)

2-2

→ Li

2

(O)

2

peróxido de

zinc

peróxido de zinc II

dióxido de zinc

ZnO

2

peróxido de

calcio

peróxido de calcio II

dióxido de calcio

CaO

2

agua

oxigenada

peróxido de

hidrógeno

dióxido de

dihidrógeno

H

2

O

2

Nomenc.

tradicional

Nomenc. Stock

Nomenc.

sistemática

Compuesto

(22)

II. Compuestos binarios

2. Hidruros

Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico

Hidruros metálicos: es la combinación del hidrógeno (-1) con un metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK.

hidruro férrico hidruro de hierro (III)

trihidruro de hierro FeH3 hidruro de estroncio hidruro de estroncio dihidruro de estroncio SrH2 hidruro lítico hidruro de litio hidruro de litio LiH hidruro cálcico hidruro de calcio dihidruro de calcio CaH2 Tradicional Stock Sistemática Compuesto

(23)

II. Compuestos binarios

2. Hidruros

Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico

Haluros de hidrógeno: es la combinación del hidrógeno (+1) con un no metal

de los grupos 16 y 17. Se recomienda la nomenclatura de SISTEMÁTICA y TRADICIONAL. ácido sulfhídrico sulfuro de hidrógeno sulfuro de dihidrógeno H2S ác. selenhídrico seleniuro de hidrógeno seleniuro de dihidrógeno H2Se ácido clorhídrico cloruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno HCl ácido fluorhídrico fluoruro de hidrógeno fluoruro de hidrógeno HF Tradicional Stock Sistemática Comp.

(24)

II. Compuestos binarios

2. Hidruros

Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico

Hidruros volátiles: es la combinación del hidrógeno (+1) con un no metal de los grupos 13, 14 y 15. Se recomienda la nomenclatura de SISTEMÁTICA. Tienen nombres comunes aceptados por la IUPAC.

borano hidruro de boro (IV)

tetrahidruro de boro

BH3

silano hidruro de silicio (IV)

tetrahidruro de silicio

SiH4

metano hidruro de metano (IV)

tetrahidruro de carbono

CH4

arsina hidruro de arsénico (III)

trihidruro de arsénico

AsH3

estibina hidruro de estibina (III)

trihidruro de antimonio

SbH3

fosfina hidruro de fósforo (III)

trihidruro de fósforo

PH3

amoniaco hidruro de nitrógeno (III)

trihidruro de nitrógeno NH3 Tradicional Stock Sistemática Comp.

(25)

II. Compuestos binarios

3. Sales binarias

Son combinaciones de dos elementos, que no son ni el O ni el H.

Sales neutras: son combinaciones de un metal y un no metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK. sulfuro sódico sulfuro de sodio sulfuro de disodio Na2S Sulfuro estánnico sulfuro de estaño (IV) disulfuro de estaño SnS2 bromuro áurico bromuro de oro (III)

trihidruro de oro AuBr3 fluoruro de lítico fluoruro de litio fluoruro de litio LiF Tradicional Stock Sistemática Compuesto

(26)

II. Compuestos binarios

3. Sales binarias

Son combinaciones de dos elementos, que no son ni el O ni el H.

Sales volátiles: son combinaciones de dos no metales. Se escribe a la izquierda el elemento que se encuentre primero en esta relación:

B<Si<C<Sb<As<P<N<Te<Se<S<I<Br<Cl<O<F. Se recomienda la nomenclatura SISTEMATICA

--cloruro de carbono (IV)

tetracloruro de carbono

CCl4

--seleniuro de arsénico (III)

triseleniuro de diarsénico

As2Se3

--cloruro de bromo (I)

cloruro de bromo

BrCl

--fluoruro de bromo (III)

trifluoruro de bromo BrF3 Trad. Stock Sistemática Compuesto

(27)

III. Compuestos ternarios

clasificación

hidróxidos oxoácidos oxosales neutras sales ácidas de hidrácidos

(28)

III. Compuestos ternarios

1. Hidróxidos

Son compuestos formados por un metal y el grupo hidróxido (OH-).

Cuando se disuelven en agua originan disoluciones básicas, de ahí que también se denominen bases. Se recomienda la nomenclatura de STOCK.

hidróxido férrico hidróxido de hierro (III)

trihidróxido de hierro Fe(OH)3 hidróxido alumínico hidróxido de aluminio trihidróxido de aluminio Al(OH)3 hidróxido cálcico hidróxido de calcio dihidróxido de calcio Ca(OH)2 hidróxido sódico hidróxido de sodio hidróxido de sodio NaOH Tradicional Stock Sistemática Comp.

(29)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Son compuestos formados por hidrógeno, no metal y oxígeno.

Su fórmula general es: HaXbOc, donde X es un no metal o un metal con alto estado de oxidación.

•Se obtienen añadiendo agua al anhídrido correspondiente:

anhídrido + agua oxoácido

Ej. N2O5 + H2O  HHNO2N23O6

(30)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del grupo de los halógenos: Cl, Br, I (+1, +3, +5, +7)

Cl2O + H2O  HClOCl2O3 + H2O HClO2Cl2O5 + H2O HClO3Cl2O7 + H2O HClO4 ácido clórico trioxoclorato (V) de hidrógeno HClO3 ácido perclórico tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno

HClO4

ácido cloroso dioxoclorato (III) de hidrógeno

HClO2

ácido hipocloroso oxoclorato (I) de hidrógeno

HClO

Tradicional Sistemática

(31)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del grupo de los anfígenos: S, Se, Te (+2, +4, +6)

SO + H2O  H2SO2

SO2 + H2O  H2SO3

SO3 + H2O  H2SO4

ácido sulfúrico tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno

H2SO4

ácido sulfuroso trioxosulfato (IV) de hidrógeno

H2SO3

ácido hiposulfuroso dioxosulfato (II) de hidrógeno

H2SO2

Tradicional Sistemática

(32)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del grupo de los nitrogenoideos: N (+1, +3, +5), P (+1, +3, +5),

As, Sb (+3, +5)N2O + H2O HNON2O3 + H2O  HNO2N2O5 + H2O  HNO3 ácido nítrico trioxonitrato (V) de hidrógeno HNO3 ácido nitroso dioxonitrato (III) de hidrógeno

HNO2

ácido hiponitroso oxonitrato (I) de hidrógeno

HNO

Tradicional Sistemática

(33)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del grupo de los nitrogenoideos: N (+1, +3, +5), P (+1, +3, +5), As, Sb (+3, +5)

El P, As y Sb pueden formar más de un oxoácido con el mismo n. o.

anhídrido + H2O  oxoácido META

oxoácido META + H2O  oxoácido ORTO

2 oxoácido ORTO - H2O oxoácido DI o PIRO

ácido ortofosfórico tetraoxofosfato (V) de hidrógeno H3PO4 ácido difosfórico heptaoxodifosfato (V) de hidrógeno H4P2O7 ácido metafosfórico trioxofosfato (V) de hidrógeno HPO3 Tradicional Sistemática CompuestoP2O5 + H2O  HPO3HPO3 + H2O  H3PO42 H3PO4 + H2O  H4P2O7

(34)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del grupo de los carbonoideos: C (+4), Si (+4)

Mientras que el C sólo forma un oxoácido (que es inestable), el Si puede formar tres.

ácido carbónico trioxocarbonato (IV) de hidrógeno

H2CO3

Tradicional Sistemática

Compuesto

(35)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del grupo de los carbonoideos: C (+4), Si (+4)

Mientras que el C sólo forma un oxoácido (que es inestable), el Si puede formar tres.

SiO2 + H2O H2SiO3

H2SiO3 + H2O H4SiO4

2 H4SiO4 - H2O H6Si2O7

ácido ortosilícico tetraoxosilicato (IV) de hidrógeno

H4SiO4

ácido disilícico heptaoxodisilicato (IV) de hidrógeno

H6Si2O7

ácido metasilícico trioxosilicato (IV) de hidrógeno

H2SiO3

Tradicional Sistemática

(36)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del grupo : B (+3)

B2O3+ H2O  HBO2

HBO2 + H2O H3BO3

ácido ortobórico trioxoborato (III) de hidrógeno

H3BO3

ácido metabórico dioxoborato (III) de hidrógeno

HBO2

Tradicional Sistemática

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III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del manganeso: Mn (+4, +6, +7)

ácido permangánico tetraoxomanganato (VII) de hidrógeno

HMnO4

ácido mangánico tetraoxomanganto (VI) de hidrógeno

H2MnO4

ácido manganoso trioxomanganato (IV) de hidrógeno

H2MnO3 Tradicional Sistemática CompuestoMnO2 + H2O H2MnO3MnO3 + H2O H2MnO4Mn2O7 + H2O  HMnO4

(38)

III. Compuestos ternarios

2. Oxoácidos

Oxoácidos del cromo: Cr (+6)

Se obtienen los dos oxoácidos siguientes:

ácido dicrómico heptaoxodicromato (VI) de hidrógeno

H2Cr2O7

ácido crómico tetraoxocromato (VI) de hidrógeno

H2CrO4 Tradicional Sistemática CompuestoCrO3 + H2O H2CrO42 H2CrO4 - H2O  H2Cr2O7

(39)

III. Compuestos ternarios

3. Iones: cationes y aniones

Un átomo se transforma en un ión positivo (catión) si cede electrones y en ión negativo (anión) si gana electrones.

En general:

los metales forman cationes

los no metales forman aniones

Ión

monoatómico: formado por un solo átomo. Su carga coincide con su n.o.

(40)

III. Compuestos ternarios

3. Iones: cationes y aniones

Nomenclatura: se recomienda la de STOCK para los cationes y la TRADICIONAL para los aniones.

Anión monoatómico: se nombran utilizando el sufijo –uro.

Cationes: se nombra como ión o catión, seguido del nombre del ión y su valencia entre paréntesis.

Anión poliatómico: se nombran con los sufijos –ito, -ato, según el oxoácido de procedencia sea –oso o –ico.

ión sulfato ión tetraoxosulfato (VI)

SO4

2-ión clorito ión dioxoclorato (III)

ClO3

-ión fluoruro anión fluoruro o ión fluoruro

F

-ión fosfuro anión fosfuro o ión fosfuro

P

3-ión férrico catión hierro (III) o ión hierro (III)

Fe3+

ión potasio catión potasio o ión potasio

K+

Tradicional Sistemática -- Stock

(41)

III. Compuestos ternarios

4. Oxosales neutras

Son compuestos derivados de un oxoácido, en el que se sustituyen el (los) hidrógeno(s) por un metal(es).

Están formados por un metal, no metal y oxígeno. Se obtien por neutralización total de un oxoácido y un hidróxido:

oxoácido + hidróxido  oxosal + agua

HNO3 + NaOH  NaNO3+ H2O

NOMENCLATURA

Tradicional: se nombran sustituyendo, del nombre del no metal, los sufijos – oso e –ico por –ito y –ato, respectivamente

Stock: igual que en la tradicional, pero se indica la valencia del metal, si es necesario.

Sistemática: se nombran igual que los ácidos; sólo se cambian la palabra hidrógeno por el nombre del metal con la valencia del mismo

(42)

III. Compuestos ternarios

4. Oxosales neutras

Son compuestos derivados de un oxoácido, en el que se sustituyen el (los) hidrógeno(s) por un metal(es).

Están formados por un metal, no metal y oxígeno. Se obtien por neutralización total de un oxoácido y un hidróxido:

fosfato cúprico fosfato de cobre (II)

tetraoxofosfato (V) de cobre (II)

Cu3(PO4)2

nitrito estánnico nitrito de estaño (IV)

dioxonitrato (III) de estaño (IV) Sn(NO2)4 sulfato de cadmio sulfato de cadmio trioxosulfato (IV) de cadmio CdSO3 nitrato sódico nitrato de sodio trioxonitrato (V) de sodio NaNO3 Tradicional Stock Sistemática Comp.

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III. Compuestos ternarios

5. Sales ácidas de hidrácidos

Son sales ácidas que resultan de sustituir parcialmente el H del H2S por un metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK

sulfuro ácido cúprico hidrógenosulfuro de cobre (II) hidrógenosulfuro de cobre (II) Cu(HS)2 sulfuro ácido sódico hidrógenosulfuro de sodio hidrógenosulfuro de sodio NaHS Tradicional Stock Sistemática Comp.

(44)

IV. Compuestos superiores

Con este epígrafe vamos a englobar a compuestos con más de tres átomos distintos.

Oxosales ácidas: son sales que aún contienen H en su estructura. Derivan de la sustitución parcial de un ácido poliprótico por metales.

(45)

IV. Compuestos superiores

Oxosales ácidas

Son sales que aún contienen H en su estructura.

Derivan de la sustitución parcial de un ácido poliprótico por metales.

H3PO4 - 3 H+ - H+ - 2 H+ HPO4 2-PO4 3-H2PO4 -+ 3 Na+ + Na+ + 2 Na+ NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 oxosales ácidas

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IV. Compuestos superiores

Oxosales ácidas

Son sales que aún contienen H en su estructura.

Derivan de la sustitución parcial de un ácido poliprótico por metales. La nomenclatura recomendada es la de STOCK

carbonato ácido (bicarbonato) de potasio hidrógenocarbonato de potasio hidrógenotrioxocarbonato (IV) de potasio KHCO3 sulfito ácido de cromo (III) hidrógenosulfito de cromo (III) Hidrógenotrioxosulfato

(IV) de cromo (III)

Cr(HSO3)3 fosfato diácido de sodio dihidrógenofosfato de sodio dihidrógenotetraoxofosfato (V) de sodio NaH2PO4 fosfato ácido de sodio hidrógenofosfato de sodio hidrógenotetraoxofosfato (V) de sodio Na2HPO4 Tradicional Stock Sistemática Comp.

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