ITSON QUÍMICA BÁSICA CON LABORATORIO
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INTRODUCCION A LA NOMENCLATURA INORGÁNICA
La nomenclatura constituye el conjunto de reglas mediante las cuales se puede asigna un nombre unívoco a cualquier sustancia simple o compuesto.
Existen varias clases de nombres: Stock, vulgar, funcionales y sistemáticos
Nombre de Stock o IUPAC: Este nombre lo estableció un organismo internacional con normas de nomenclatura que en diferentes idiomas pueden ser interpretadas de igual manera (IUPAC), antes de ésta nomenclatura existió la de Ginebra que actualmente muchas industrias químicas utilizan. Por ejemplo, las reglas IUPAC o de Stock para Óxidos nos dice:
1. Los óxidos de metales con número de oxidación fija se nombran primero con la palabra ÓXIDO DE seguido del nombre del METAL.
2. Los óxidos de metales con número de oxidación variable, se mencionan con la palabra ÓXIDO DE seguido del nombre del METAL indicando con números romanos el número de oxidación con el que esta trabajando el metal.
As2O3: óxido de arsénico (III)
Nombre vulgar: También existen compuestos cuyos nombres no siguen las reglas de ninguno de los dos sistemas, estos se conocen como triviales o vulgares, ejemplos: agua, amoniaco, cal, sosa cáustica, potasa y yeso.
Nombre funcional o tradicional: Es el que resulta de la combinación de dos palabras que establecen la identificación de un compuesto, basándose en la función química que lo constituye. La primera palabra indica el nombre genérico, y la segunda, el nombre específico, que indica de que especie química se trata. Por ejemplo:
H2SO4: ácido sulfúrico
Se escribe el nombre Genérico seguido del nombre del específico, con prefijos y terminaciones según la siguiente tabla
NÚMERO DE OXIDACIÓN PREFIJO TERMINACIÓN
Para 3 o 4 valencia HIPO____ OSO
Para 2, 3 o 4 OSO
Para 1 valencia, 2, 3 y 4 ICO
Para 4 valencias PER____ ICO
Nombre Genérico
Nombre Específico
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2 Nombre sistemático: Es el que indica la naturaleza y las proporciones de los constituyentes de una sustancia. Puede llevar o no, prefijos numerales. Por ejemplo:
Cl2O5: pentaóxido de dicloro
Prefijos numerales: los prefijos numerales se emplean cuando en una sustancia existen varios constituyentes idénticos.
Si los constituyentes son monoatómicos, se usan los prefijos:
1= mono 5= penta 9= enea o nona 2= di 6= hexa 10= deca
3= tri 7= hepta 11= endeca o undeca 4= tetra 8= octa 12= dodeca
“Clasificación de Sustancias”
SUSTANCIAS ELEMENTALES
Las sustancias elementales, denominadas también sustancias simples, son aquéllas que están formadas por átomos de un mismo elemento.
Nomenclatura y formulación
Regla: Ejemplo:
X n S
8 nombre Octaazufre Ejemplos:SUSTANCIAS COMPUESTAS o simplemente compuestos:
Son aquellas sustancias puras formadas por combinación de dos o más elementos, en relación constante de masas. Las moléculas de un compuesto están constituidas por dos o más clases de átomos. Por ejemplo, el agua (H2O), cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. De acuerdo al número de elementos que se combinan, los compuestos se dividen en:
Binarios: Se forman por la unión de dos elementos deferentes.
Ternarios: Resultan de la combinación de tres elementos diferentes.
Cuaternarios: Se forman por la unión de cuatro elementos diferentes.
Fórmula nombre sistemático Nombre vulgar H Monohidrógeno hidrógeno atómico
O2 Dioxígeno oxígeno
O3 Trioxígeno ozono
P4 Tetrafósforo fósforo blanco
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3 Existe en química inorgánica compuestos con base en sus propiedades químicas clasificados en:
Óxidos Metálicos
No Metálicos (Anhídridos) Peróxidos
Compuestos
Hidróxidos o bases Inorgánico
Ácidos Hidrácidos Oxiácidos
Sales Binarias Oxisales
Hidruros
Nomenclatura de Óxidos y anhídridos
Compuestos Oxigenados: Como su nombre lo indica, son compuestos formados por un elemento químico y oxígeno.
Tanto los óxidos metálicos como los no metálicos se nombran, según las instrucciones de la I.U.P.A.C., (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) utilizando la nomenclatura Stock y tradicional.
Óxido Metálicos: Son compuestos formados por Oxígeno y por un metal, frecuentemente presentan enlaces de tipo iónico. Contienen el ión óxido O-2. Para nombrar estos compuestos, las valencias se intercambian, usan tanto la nomenclatura tradicional como la nomenclatura stock. En la nomenclatura Stock, se escribe la palabra Óxido de y el nombre del metal sin terminación y con el estado de oxidación del metal entre paréntesis y con números romanos, a excepción de los metales que tengan sólo un estado de oxidación. En la nomenclatura tradicional, se escribe la palabra Óxido y el nombre del metal con la terminación correspondiente.
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4 Ejemplos:
Fórmula Stock Tradicional
Cu2O Óxido de Cobre (I) Óxido Cuproso CuO Oxido de Cobre (II) Oxido Cúprico PbO2 Oxido de plomo (IV) Oxido Plumboso CaO Oxido de Calcio Oxido Cálcico
Óxidos no Metálicos o Anhídridos: Son compuestos formados por un no metal y Oxígeno.
La naturaleza de su enlace es fundamentalmente covalente. Para nombrar estos compuestos, las valencias se intercambian, usan tanto la nomenclatura tradicional como la nomenclatura stock. En la nomenclatura Stock, se escribe la palabra Oxido de y el nombre del no metal sin terminación y con el estado de oxidación del no metal entre paréntesis y con números romanos, a excepción de los no metales que tengan sólo un estado de oxidación. En la nomenclatura tradicional, se escribe la palabra Anhídrido y el nombre del no metal con la terminación correspondiente.
Ejemplos:
Fórmula Stock Tradicional
I2O7 Oxido de Iodo (VII) Anhídrido Peryódico Cl2O Oxido de Cloro (I) Anhídrido Hipocloroso Cl2O3 Oxido de Cloro (III) Anhídrido Cloroso Cl2O5 Oxido de Cloro (V) Anhídrido Clórico
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5 Ejercicio de Nomenclatura de Óxidos Metálicos y Anhídridos
I.- Subraya la respuesta correcta
1. La fórmula del óxido de nitrógeno V es:
N5O N2O5 N5O2
2. La fórmula del óxido de fósforo III es:
P2O P2O3 P3O2 PO3
3. ¿La fórmula SnO2 corresponde al óxido de Estroncio(IV)?
Verdadero Falso
4. ¿La fórmula CuO corresponde al óxido de cobre II?
Verdadero Falso
5. ¿La fórmula S2O3 corresponde al óxido de azufre VI?
Verdadero Falso
6. La fórmula del óxido de sodio es:
NaO Na2O NaO2 Na2O3
7. ¿La fórmula BaO2 corresponde al óxido de bario?
Verdadero Falso
8. La fórmula del óxido de estroncio es:
Sr2O3 Sr2O SrO2
9. ¿La fórmula K2O corresponde al óxido de potasio?
Verdadero Falso
10. La fórmula del óxido de plata es:
Ag2O Pt2O AgO2 PtO2
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6 Nomenclatura de Hidróxidos e Hidruros
Hidróxidos: Son compuestos formados por la combinación de un óxido metálico y agua.
Tienen nomenclatura stock y tradicional. En la nomenclatura stock se antepone la palabra
“Hidróxido de” seguida del nombre del metal con su estado de oxidación entre paréntesis y con números romanos. En la nomenclatura tradicional, se antepone la palabra “Hidróxido”
seguida del nombre del metal con su respectiva terminación.
Compuestos Ternarios: Son aquellos compuestos formados por la combinación de tres elementos químicos.
Ejemplos:
Al2O3 + 3 H2O = 2 Al(OH)3
Óxido Alumínico + Agua = Hidróxido Alumínico
Fórmula Stock Tradicional
KOH Hidróxido de Potasio Hidróxido Potásico Fe(OH)2 Hidróxido de Hierro (II) Hidróxido Ferroso Fe(OH)3 Hidróxido de Hierro (III) Hidróxido Férrico LiOH Hidróxido de Litio Hidróxido Lítico
Hidruros: Son compuestos formados por la combinación de Hidrógeno carga -1 con un elemento metálico del grupo I o II A. Tienen nomenclatura donde se antepone la palabra
“Hidruro seguida la metal según nomenclatura de stock o tradicional. En la nomenclatura stock se antepone la palabra “Hidruro de” seguida del nombre del metal no es necesario colocar su estado de oxidación entre paréntesis y con números romanos pues los grupos I y IIA solo tienen una valencia. En la nomenclatura tradicional, se antepone la palabra “Hidruro”
seguida del nombre del metal con su respectiva terminación “ico” pues solo tienen una valencia.
Compuestos binarios: Son aquellos compuestos formados por la combinación de dos elementos químicos.
Ejemplo:
Na + + H- NaH Hidruro de Sodio o Hidruro Sódico
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7 Ejercicio de Nomenclatura de Hidróxidos e Hidruros
I.- Subraya la respuesta correcta
1. ¿Cuál es la fórmula química del hidróxido de aluminio?
Al(OH)3 Al(OH)2 Al(OH)4 AlOH
2. ¿Cuál es la fórmula química del hidróxido de amonio?
NH4OH NH3OH NH4(OH)2 (NH4)2OH
3. ¿La fórmula del hidróxido de sodio es: Na(OH)2? Verdadero Falso
4. ¿La fórmula del hidróxido de estroncio es: Es(OH)2? Verdadero Falso
5. ¿Cuál es la fórmula química del hidróxido de antimonio (III)?
An3OH An(OH)3 An(OH)2 Sb(OH)3
6. ¿La fórmula del hidróxido de plata es: Ag(OH)?
Verdadero Falso
7. ¿Cuál es la fórmula química del hidróxido de helio(II)?
He2OH He(OH)2 HeOH
8. ¿Cuál es la fórmula química del hidróxido de potasio?
P2OH P(OH)3 KOH POH
9. ¿Cuál es la fórmula química del hidróxido de mercurio(II)?
Hg2OH Hg3OH Hg(OH)2 HgOH
10. ¿Cuál es la fórmula química del hidróxido de berilio?
Be(OH)3 Be2(OH) Be(OH)2
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Ejercicios de Hidruros Subraya la respuesta correcta.
1. La fórmula del hidruro de cobalto (II) es:
Co2H2 Co2H CoH2 Co2H3
2. La fórmula del hidruro de aluminio es:
Al2H Al3H Al3H2 AlH3
3. La fórmula del hidruro de magnesio es:
MaH2 MnH2 MgH2
4. La fórmula del sulfuro de hidrógeno es:
H2S H2S2 HS2 HS
5. La fórmula del hidruro de Estaño (IV) es:
Es2H Sn2H SnH2 SnH4
6. La fórmula del hidruro de hierro (II) es:
Fe2H Fe2H3 FeH2 FeH3
7. La fórmula NaH2 corresponde al hidruro de sodio Verdadero Falso
8. La fórmula CH4 corresponde al metano Verdadero Falso
9. La fórmula del hidruro de litio es:
Li2H Li3H LiH
10. La fórmula NH4 corresponde al amoníaco Verdadero Falso
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9 Nomenclatura de Ácidos y Sales
Hídridos Ácidos, Hidrácidos: Corresponden a compuestos formados por hidrógeno y un no metal que puede ser: F, Cl, Br, I con estado de oxidación -1 y Se, Te, S con estado de oxidación -2. Para nombrar estos compuestos, las valencias se intercambian, usan tanto la nomenclatura tradicional como la nomenclatura stock. En la nomenclatura Stock, se agrega el sufijo uro a la raíz del no metal seguida de “de Hidrógeno”. En la nomenclatura tradicional, se nombran como “Ácido, la raíz del no metal y terminada en Hídrico”.
Ejemplos:
Fórmula Stock Tradicional
H2S Sulfuro de Hidrógeno Ácido Sulfhídrico HF Fluoruro de Hidrógeno Ácido Fluorhídrico H2Se Selenuro de Hidrógeno Ácido Selenhídrico HCl Cloruro de Hidrógeno Ácido Clorhídrico
Sales de Hidrácidos o Sales Binarias: Son compuestos formados por la combinación de un no metal (los mismos que para los ácidos binarios y con el mismo estado de oxidación) y un metal. Tienen solamente nomenclatura tradicional y en ésta, a la raíz del no metal se le agrega la terminación uro seguida de “de” y el nombre del metal con su estado de oxidación entre paréntesis y en números romanos. Si el elemento tiene sólo un estado de oxidación, éste no se escribe.
Ejemplos:
Fórmula Nombre
NaI Ioduro de Sodio CsCl Cloruro de Cesio BaTe Telenuro de Bario FeS Sulfuro de Hierro (II)
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10 Contracción del no metal
Acido hidrácido Sal Haloide
Fluor Hídrico Uro
Clor- Hídrico Uro
Brom- Hídrico Uro
Iod- Hídrico Uro
Selen- Hídrico Uro
Telur- Hídrico Uro
ACIDOS OXACIDO SALES OXISALES
Aniones con oxigeno PREFIJO - SUFIJO PREFIJO - SUFIJO ClO -1 (igual para Br,I) HIPO - OSO HIPO - ITO ClO2-1 (igual para Br,I) - OSO - ITO SO3-2 (igual para Se, Te) - OSO - ITO PO3-3
(igual para As,Sb) - OSO - ITO NO2-1 - OSO - ITO ClO3-1 (igual para Br,I) - ICO - ATO SO4 -2 (igual para Se, Te) - ICO - ATO PO4-3 (igual para As,Sb) - ICO - ATO NO3-1
- ICO - ATO CO3 -2 (igual para el Si) - ICO - ATO BO3-3 - ICO - ATO ClO4 -1 (igual para Br,I) PER - ICO PER - ATO
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11 Ejercicio de Nomenclatura de Ácidos y Sales
I.- Subraya la respuesta correcta
1. ¿La fórmula del ácido brómico es: HBrO2? Verdadero Falso
2. ¿Cuál es la fórmula química del ácido selenioso?
HSeO2 HSeO3 H2SeO3 H2SeO4
3. La fórmula del ácido crómico es:
H2CrO3 HCrO3 H2CrO4 HCrO4
4. ¿Cuál es la fórmula química del ácido perclórico?
HClO3 H2ClO3 HClO4 H2ClO3
5. ¿La fórmula del ácido sulfúrico es: H2SO4? Verdadero Falso
6. ¿Cuál es la fórmula del ácido carbónico?
H2CO2 HCO2 H2CO3 H2CO2
7. La fórmula del ácido nitroso es:
H2NO2 HNO2 H2NO3
8. ¿Cuál es la fórmula química del ácido nítrico?
H2NO2 H2NO3 HNO2 HNO3
9. ¿La fórmula del ácido fosfórico es: H3PO4? Verdadero Falso
10. ¿Cuál es la fórmula del ácido ortosilícico?
H2SiO2 H2SiO3 H4SiO3 H4SiO4
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12 Ejercicio de Nomenclatura de Sales Oxisales
1. ¿Cuál es la fórmula del hipoclorito de plata?
Ag2ClO Ag2ClO2 AgClO3 AgClO
2. ¿La fórmula del cromato de platino (IV) es: Pt(CrO3)4? Verdadero Falso
3. ¿La fórmula del perclorato de amonio es: NH4ClO4? Verdadero Falso
4. ¿Cuál es la fórmula química del fosfato de estroncio?
Sr3(PO4)3 Sr2(PO3)3 Sr3(PO3)2 Sr3(PO4)2
5. La fórmula del carbonato de zinc es:
Zn2CO2 Zn2CO3 Zn(CO3)2 ZnCO3
6. La fórmula del sulfuro de plata es:
Pt2S Ag2S PtS AgS
7. ¿Cuál es la fórmula química del sulfato de cromo (III)?
Cr(SO3)3 CrSO4 Cr2(SO3)3 Cr2(SO4)3
8. ¿Cuál es la fórmula química del clorato de litio?
Li2ClO3 LiClO LiClO2 LiClO3
9. ¿Cuál es la fórmula del permanganato de potasio?
KMnO4 KMnO2 KMnO3 K2MnO3
10. ¿La fórmula del nitrito de calcio es: Ca2NO3? Verdadero Falso
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13 Ejercicio de Nomenclatura de Cationes y Aniones
1. ¿Cuál es la fórmula química del ión sulfato?
SO4-2
SO3-2
SO4¯ SO3¯
2. ¿La fórmula del ión hidrógeno sulfuro es: HS¯ ? Verdadero Falso
3. ¿La fórmula del ión hidronio es: H2O+?
Verdadero Falso
4. ¿Cuál es la fórmula química del ion cloruro?
ClO3-
ClO2-
ClO- Cl-
5. La fórmula del ion nitrato es: NO3-2
Verdadero Falso
6. ¿Cuál es la fórmula química del ión dihidrógeno fosfato?
HPO4¯ HPO3¯ H2PO4¯ H2PO3¯
7. ¿Cuál es la fórmula química del ión amonio?
NH3+ NH4+ NH2+ NH3+2
8. ¿Cuál es la fórmula química del ión permanganato?
MnO2¯ MnO3¯ MnO4¯ MnO32-
9. ¿La fórmula química del ión perclorato es: ClO4¯?
Verdadero Falso
10. ¿Cuál es la fórmula química del ión hidrógeno carbonato?
HCO2¯ HCO3¯ H2CO2¯ H2CO3¯
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14 MÉTODO GENERAL PARA OBTENER ESTRUCTURAS DE LEWIS
Observa el tipo y el número de átomos que tiene el compuesto, a partir de su fórmula química.
Determina el número de electrones de valencia que tiene cada átomo, para lo cual puedes utilizar su posición en la tabla periódica. Con esta información también conoces el número total de electrones de valencia que vas a utilizar para construir la estructura de puntos.
Dibuja una propuesta de esqueleto para el compuesto. Para ello une a los átomos presentes entre sí con líneas rectas (éstas representan pares de electrones compartidos, o sea, enlaces sencillos). Este paso puede resultar difícil, ya que no es común contar con suficiente información para esbozar el esqueleto. Sin embargo, y a menos que tengas alguna otra información, asume que en moléculas sencillas que tienen un átomo de un elemento y varios átomos de otro, el átomo único está en el centro.
Coloca los puntos alrededor de los átomos de tal manera que cada uno tenga ocho electrones (para cumplir con la regla del octeto). Recuerda que el hidrógeno es una excepción y tan sólo tendrá dos puntos.
Verifica que el número total de electrones de valencia esté plasmado en tu estructura. Si no es el caso, posiblemente se trate de un compuesto que no satisface la regla del octeto (ve la sección “Limitaciones de la regla del octeto”).
Como un ejemplo del empleo de estas reglas, en la Tabla A se resume la determinación de la estructura de puntos del cloroformo, CHCl3. El compuesto cumple con la regla del octeto y al completar los octetos de carbono y cloros nos encontramos con los 26 electrones de valencia en total.
Tabla A Determinación de la estructura de Lewis del CHCl3.
Molécula
Tipo y número de átomos
Electrones de valencia de cada átomo
Número total de electrones de valencia
Estructura del esqueleto
Arreglo de los puntos
CHCl3
C=1 H=1 Cl=3
C=4 H=1 Cl=7
C=1x4=4 H=1x1=1 Cl=3x7=21 TOTAL=26
Moléculas con enlaces dobles y triples
Ya vimos como el modelo de Lewis explica las moléculas de O2 y de N2.
Tomemos ahora el caso del dióxido de carbono (CO2) y tratemos de dibujar su estructura de puntos. En la Tabla 2 se resumen la información necesaria y las estructuras posibles para esta molécula.
Otros ejemplos de moléculas con enlaces múltiples son el cianuro de hidrógeno, HCN y el formol, H2CO. Dibuja sus estructuras de Lewis.
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15 Tabla 2. Determinación de la estructura de puntos del CO2.
Molécula
Tipo y número de átomos que forman la molécula
Electrones de valencia de cada átomo
Número total de electrones de valencia
Estructura del
esqueleto
Arreglo de los puntos
CO2 C=1
O=2
C=4 O=6
C=1 x 4=4 O=2 x 6=12 TOTAL=16
O-C-O
Limitaciones de la regla del octeto
Como todo modelo, las estructuras de Lewis y la regla del octeto, son solamente una herramienta que permite proponer la estructura de los compuestos. Sin embargo, la naturaleza es complicada y no siempre se cumplen las reglas inventadas para simplificarla. Hay compuestos que no satisfacen la regla del octeto ni ninguna otra regla. Por ejemplo el NO, que es un gas subproducto de la combustión de la gasolina en los automóviles y uno de los contaminantes más importantes de la atmósfera, tiene 11 electrones de valencia. Dado que la regla del octeto demanda que los electrones se acomoden por parejas, al tener un número impar de electrones de valencia, este compuesto no puede satisfacerla.
Existen compuestos estables que tienen como átomo central a uno con menos de ocho electrones. Tal es el caso de algunos compuestos de boro, como el trifloruro de boro. El boro tiene tres electrones de valencia, que al compartirse con los electrones del flúor completa seis electrones a su alrededor. Figura 2.
Figura 2
Estructura de Lewis del BF3.
Podríamos escribir la estructura del BF3 con un enlace doble entre un flúor y el átomo de boro. De esta forma tanto el boro como los tres átomos de flúor cumplirían la regla del octeto. Sin embargo, la evidencia experimental indica que los enlaces entre el boro y el flúor son sencillos. Aquí es importante resaltar que la evidencia experimental es más importante que lo que se pueda predecir con la teoría. Así, el experimento indica que el compuesto BF3 se tiene que tratar como un compuesto que no satisface la regla del octeto.
La regla del octeto no se cumple en una gran cantidad de compuestos, como en aquéllos en los que participan el boro o el berilio a los que se les llama compuestos deficientes de electrones, porque tienen menos electrones de valencia que un octeto.
Existen otros compuestos moleculares en los cuales alguno o algunos de sus átomos tienen con más de ocho electrones a su alrededor. El fósforo y el azufre son dos ejemplos. El fósforo tiene cinco electrones de valencia y el azufre seis. Cuando se combinan con algún elemento de la familia de los halógenos (flúor, cloro, bromo y iodo) pueden compartir diez (Ej. PF5) y hasta doce electrones. (SCl6), que se muestran en la Figura 8
Figura 3. Estructura de Lewis del pentacloruro de fósforo y el hexafluoruro de azufre. A esta situación se le conoce como expansión del octeto.
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Completa el siguiente mapa conceptual de enlaces químicos:
NOMBRE:________________________________________ matrícula:______________
ENLACES QUIMICOS interatómi
cos
IONICO
Unión de un metal
donador de
electrones con un no metal receptor de electrones.
APOLAR
Comparten 1 par de electrones, tienen simetría espacial, son
solubles: