tipos de enlaces, elementos y compuestos, formulación inorgánica de binarios

1. ENLACE QUÍMICO Y FORMULACIÓN Física y química 3º ESO Carmen Peña , profesora IES. Altaír Getafe

2. 1-ENLACE IÓNICO 2-ENLACE METÁLICO 3-ENLACE COVALENTE 4-ELEMENTOS Y COMPUESTOS 5-FORMULACIÓN

4. TIPOS DE ENLACE IÓNICO se establece cuando se combinan entre sí átomos de METAL con átomos de NO METAL COVALENTE se establece cuando se combinan entre sí átomos de NO METAL METÁLICO se establece cuando se combinan entre sí átomos de METAL

5. 1-ENLACE IÓNICO CATIONES (Carga positiva) A + Atracción eléctrica entre iones de distinto signo. A + A - Átomos de METAL (Ceden e- formando cationes ) Átomos de NO METAL (Cogen e- formando aniones ) ANIONES ( Carga negativa ) A -

6. EJEMPLO: Formación de cloruro de sodio NaCl Coge el electrón del sodio y completa su última capa Cede su electrón de la última capa al cloro Na Cl Na + Cl -

7. Se producen atracciones en todas las direcciones del espacio originándose una red espacial . ESTRUCTURA CRISTALINA . Cristal de cloruro de sodio Na + Cl - ( Sal común ) - - - - - - - - - - + + + + + + + + + Las fuerzas que crea un ión actúan en todas direcciones , de modo que cada ión positivo atrae a todos los iones negativos vecinos, rodeándose del mayor número de ellos posible, y viceversa

8. Mg + O 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 1s 2 2s 2 2p 4 Mg 2+ O 2  + 1s 2 2s 2 2p 6 1s 2 2s 2 2p 6 OCTETO OCTETO El magnesio cede dos electrones al oxígeno. Ambos consiguen completar su octeto  Los iones formados, se atraen fuertemente por tener cargas eléctricas de distinto signo  Este enlace se denomina iónico , ya que los átomos participantes se encuentran en forma de iones , y se produce entre átomos de elementos que poseen electronegatividades muy diferentes  Ion O 2  Ion Mg 2+

9. Átomos de METAL (Ceden e- formando cationes) Forma redes de cationes rodeados por electrones Todos los átomos se ionizan quedando cargados positivamente y se ordenan en el espacio formando un cristal. Los electrones procedentes de la ionización se mueven entre los cationes 2-ENLACE METÁLICO La nube de electrones se mueven entre los cationes. Cationes: Iones positivos formados por los átomos de metal que han perdido electrones. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

10. La fuerza que mantiene unidos a los átomos de un metal, formando una red cristalina, se denomina enlace metálico . Los átomos se colocan formando una estructura regular En un trozo de sodio metálico, los cationes Na + están bañados por una nube móvil de electrones cedidos por cada átomo de sodio ATENCIÓN: el enlace metálico solo se puede producir entre átomos de un mismo elemento químico UNA ALEACIÓN: es un mezcla de metales, se funden, se mezclan y luego se enfría. Se pueden volver a separar, no es un enlace. Hexagonal compacta Cúbica compacta Cúbica centrada en el cuerpo + + + + + + + + + + + + + +

11. Átomos de NO METAL (Se estabilizan compartiendo electrones) 3-ENLACE COVALENTE A cada átomo de flúor le falta un electrón para alcanzar configuración de gas noble, para conseguirlo comparte un electrón con el otro átomo de flúor formando una molécula . EJEMPLO: Formación de la molécula de flúor ( F 2 ) ( SUSTANCIA MOLECULAR ) Molécula de flúor F-F El par de electrones compartido es un enlace covalente. PUEDEN FORMAR MOLÉCULAS Grupos pequeños de átomos unidos por enlace covalente Siempre que dos átomos se hallen unidos por un par de electrones compartidos , se dice que existe un enlace covalente entre ellos 9 F : 1s 2 2s 2 2p 5 F F

12. Cada átomo de carbono necesita cuatro electrones que consigue uniéndose a otros cuatro átomos, que a su vez se unen a otros cuatro, y así sucesivamente, hasta formar un cristal con muchísimos átomos unidos entre sí por enlace covalente. EJEMPLO: Estructura del diamante (SUSTANCIA ATÓMICA) 6 C: 1s 2 2s 2 2p 2 PUEDE FORMAR : SUSTANCIAS COVALENTES ATÓMICAS consisten en muchos átomos unidos por enlace covalente Los sólidos covalentes ,también llamados sólidos atómicos o reticulares , son sustancias cuyos átomos están unidos entre sí mediante enlaces covalentes, formando redes tridimensionales

13. 4- ELEMENTOS Y COMPUESTOS Una molécula es la unión de diferentes átomos Cada átomo corresponde a un elemento químico de la tabla por ejemplo al escribir N representamos al átomo de nitrógeno Se representan mediante fórmulas que indican los elementos que se unen para formar las moléculas, por ejemplo el agua es H 2 O lo que indica que está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Si los átomos son diferentes forman compuestos por ejemplo agua H 2 O amoniaco NH 3 dióxido de carbono CO 2 ácido sulfúrico H 2 SO 4 Si los átomos son iguales tenemos un elemento por ejemplo: oxígeno O 2 hidrógeno H 2

14. FORMULACIÓN Es sabido que uno de los problemas de mayor dificultad con que se encuentran los estudiantes de Química lo constituye la formulación y nomenclatura de los compuestos químicos. Esto es debido fundamentalmente a su enorme cantidad y variedad y la inexistencia de un sistema único y totalmente admitido de nomenclatura En los primeros tiempos de la Química, cuando el número de compuestos conocidos era relativamente bajo, con frecuencia se les nombraba al capricho de sus descubridores y en base a alguna propiedad característica Posteriormente el incremento creciente de la aparición de nuevos compuestos hizo necesario el establecimiento de reglas que permitiesen la sistematización de la nomenclatura de compuestos tanto orgánicos como inorgánicos. Ello dio lugar a la aparición de distintos sistemas de nomenclatura que complicaron más aun el problema En 1930 la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) estableció un comité permanente encargado de promulgar unas reglas de nomenclatura tanto para Química Inorgánica como Orgánica. Dicho comité permanente tendría además la misión de elaborar reglas adicionales a medida que fuera necesario y modificar las reglas en uso

15. LO PRIMERO PARA PODER FORMULAR ES APRENDERSE LOS NÚMEROS DE OXIDACIÓN DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS QUÍMICOS Valencia química es el número de enlaces que puede formar un átomo. Número de oxidación (n.o.) es el número de electrones ganados (negativo) o perdidos (positivo) por un átomo total o parcialmente al formar un compuesto . Muchas veces la valencia y el número de oxidación coinciden por lo que se podría hablar de uno y otro indistintamente si se tiene claro que no van a coincidir siempre.

16. MOLÉCULAS DIATÓMICAS Elementos comunes que existen como moléculas diatómicas a temperatura ambiente Fluor: F 2 , Cloro Cl 2 , Bromo Br 2 , Yodo I 2 , Nitrógeno N 2 , Oxígeno O 2 , hidrógeno H 2 Algunos no metales llegan a formar estructuras complejas con enlace covalente al enlazar consigo mismo y se representa por el símbolo del elemento, los casos más típicos son: Carbono C , Azufre S, Fósforo P , Silicio Si (aunque también pueden dar lugar a formas más complejas que no tienes en principio por qué saber como :P 4 , P 5 S 4 ,Si 4 etc...) En general el resto de elementos se formulan con su símbolo : hierro Fe, carbono C etc… Cl 2 F 2 Br 2 I 2 N 2 O 2 H 2

17. El elemento que se escribe más a la derecha (el que está más a la derecha en la Tabla) es el que usa su número de oxidación negativo (GANA ELECTRONES), mientras que el otro deben usar sus números de oxidación positivos (PIERDEN TOTAL O PARCIALMENTE ELECTRONES). Observa que siempre se escriben al revés que se nombran y se nombran al revés que de escriben El de la derecha siempre se nombra el primero y acabado en URO salvo si es oxígeno que se nombra óxido, por ejemplo NaCl es cloruro de sodio y CaO es óxido de calcio ATENCIÓN: EN CUALQUIERA DE LAS TRES NOMENCLATURAS LO QUE SE USA (terminaciones, números romanos o prefijos numerales) SON DIFERENCIADORES, SI EL ELEMENTO SOLO TIENE UN NÚMERO DE OXIDACIÓN NO SE PONEN Y ENTONCES HAY COMPUESTOS QUE POR LAS TRES NOMENCLATURAS SE NOMBRAN IGUAL: CuH : hidruro cuproso, hidruro de cobre (I), hidruro de cobre o monohidruro de cobre CuH 2 : hidruro cúprico, hidruro de cobre (II) o dihidruro de cobre CaH 2 : hidruro de calcio (igual en todas)

18. LAS FORMAS DE NOMENCLATURA: TRADICIONAL : Con muy pocas reglas fijas y basada en los nombres que se fueron poniendo a los diferentes compuestos según se descubrieron. Se caracteriza por una serie de terminaciones que se emplean cuando actúan elementos con varios números de oxidación (valencias). -Si el elemento tiene dos n.o. usar la terminación ICO para la mayor / OSO para la menor, por ejemplo : Hierro (ferrum) con n.o. + 3 se dice férrico y con n.o.+ 2 se dice ferroso. Mercurio con n.o. +2 se dice mercúrico y +1 se dice mercurioso. Como verás algunos es simplemente añadir terminación (caso de niquel) pero otros al introducir la terminación cambian a su nombre latino (caso del hierro). STOCK: Usa números romanos para indicar el n.o. que usa el elemento de la izquierda SOLO SI TIENE VARIOS . . Por ejemplo Fe +3 es hierro (III) porque también existe el hierro (II) pero Ca +2 es simplemente calcio porque no tiene otro. SISTEMÁTICA: Creada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) con la idea de ser la única y sustituir a las demás. Lee las fórmulas químicas de derecha a izquierda indicando con prefijos numerales el número de elementos de cada tipo que hay (mono, di ,tri ,tetra, penta, hexa ,hepta). Es importante saber que en la sistemática el prefijo MONO (que significa uno) tiene un uso muy restringido, sólo se emplea para el elemento de la derecha y cuando existen más combinaciones posibles entre dicho elemento y los demás, recomiendo no usar mono a no ser que se esté muy seguro ya que su uso fuera de estos casos se considera incorrecto Y SI NO SE USA NO PASA NADA.

19. En todos ellos, el número de oxidación del oxígeno es –2 Ó X I D O S  Formulación. Se coloca en último lugar el oxígeno y en primer lugar el elemento (a excepción del F). Después se intercambian los números de oxidación, escribiéndolos a la derecha de los símbolos, como subíndices y simplificándolos siempre que se pueda. Como la suma de los números de oxidación de los átomos de un compuesto multiplicados por sus correspondientes subíndices es cero, podemos deducir con cuál se comporta un elemento determinado. Ejemplo: el Fe en Fe 2 O 3 cumple: 2 · (+3) + 3 · (-2) = 0 ( luego su nº de oxidación es +3)

20. a) Se indica primero la palabra óxido, segui - da del nombre del otro constituyente. b) Se indican las pro - porciones de los constituyentes del compuesto con pre - fijos. (Se puede prescindir del prefijo mono  ). Ejemplo: Fe 2 O 3 trióxido de dihierro a) Se indica primero la palabra óxido, seguida del nombre del otro constituyente. b) Se coloca el nº de oxidación del elemen - to en números roma - nos entre paréntesis y después del nombre, (no se pone en elementos con un único nº de oxidación) Ejemplos: Fe 2 O 3 óxido de hierro (III) CaO : óxido de calcio a) Se llama óxidos a los metálicos y anhídridos a los no metálicos , segui - do del nombre del 2º constituyente. b) Si el elemento tiene dos números de oxidación, su nombre se hace terminar en –oso ( nº de oxidación menor) o en –ico (mayor). Ejemplos: FeO : óxido ferroso Fe 2 O 3 : óxido férrico. c) Si es un no metal con cuatro números de oxidación, como el cloro, se utilizan, en orden creciente a dicho número: hipo-oso, -oso,  ico y per  ico. Ejemplos: Cl 2 O: óxido hipocloroso Cl 2 O 7 : óxido perclórico DI=2 TRI=3 TETRA=4 PENTA=5 HEXA=6 HEPTA=7

21. Resultan de la unión de un metal con hidrógeno (que aquí tiene nº de oxidación –1).  Formulación . Se coloca primero el metal y a continuación el hidrógeno. Posteriormente se intercambian los números de oxidación.  Nomenclatura . Se nombra primero la palabra hidruro, seguida del nombre del otro constituyente. Según el sistema de nomenclatura empleado, se completa el nombr.e FeH 2 : dihidruro de hierro FeH 3 : trihidruro de hierro NaH : hidruro de sodio FeH 2 : hidruro de hierro (II) FeH 3 : hidruro de hierro (III) NaH : hidruro de sodio FeH 2 : hidruro ferroso FeH 3 : hidruro férrico NaH : hidruro de sodio H i d r u r o s m e t á l i c o s Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional (desaconsejada)

22. Son combinaciones de H con Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F. Se llaman ácidos hidrácidos debido al carácter ácido de sus disoluciones acuosas.  Formulación . Se escribe primero el hidrógeno ( por tener meno r capacidad para atraer los e - ) y luego el no metal. Después se intercambian los números de oxidación.  Nomenclatura . Se utilizan dos tipos de nomenclatura: Primero, el nombre del no metal terminado en  uro y a continuación “de hidrógeno” Ejemplo: H 2 S: sulfuro de hidrógeno HCl: cloruro de hidrógeno En soluciones acuosas se nombran con la palabra “ácido” seguido de la raíz del elemento terminada en  hídrico Ejemplo: H 2 S: ácido sulfhídrico HCl: ácido clorhídrico H a l u r o s d e h i d r ó g e n o Nomenclatura sistemática En soluciones acuosas

23. Son combinaciones de B, Si, C, Sb, As, P y N con H.  Formulación . Se escribe primero el no metal y luego el hidrógeno. A continuación se intercambian sus números de oxidación.  Nomenclatura . Según la nomenclatura sistemática se indica primero la palabra hidruro seguida del nombre del otro constituyente. Se indican además las proporciones de los constituyentes del compuesto a base de prefijos. Ejemplos: BH 3 : trihidruro de boro; CH 4 : tetrahidruro de carbono; NH 3 : trihidruro de nitrógeno Existe una serie de nombres vulgares admitidos por la IUPAC, que son los que figuran en el cuadro siguiente sin colorear (los coloreados son los ácidos hidrácidos) O t r o s h i d r u r o s n o m e t á l i c o s BH 3 : borano AlH 3 : alano CH 4 : metano SiH 4 : silano NH 3 : amoniaco PH 3 : fosfina AsH 3 :arsina SbH 3 : estibina H 2 O: agua

24. COMPUESTO TRADICIONAL STOCK SISTEMÁTICA HF ÁCIDO FLUORHÍDRICO FLUORURO DE HIDRÓGENO FLUORURO DE HIDRÓGENO HCl ÁCIDO CLORHÍDRICO CLORURO DE HIDRÓGENO CLORURO DE HIDRÓGENO HBr ÁCIDO BROMHÍDRICO BROMURO DE HIDRÓGENO BROMURO DE HIDRÓGENO HI ÁCIDO YODHÍDRICO YODURO DE HIDRÓGENO YODURO DE HIDRÓGENO H 2 O AGUA ÓXIDO DE HIDRÓGENO ÓXIDO DE DIHIDRÓGENO H 2 S ÁCIDO SULFHÍDRICO SULFURO DE HIDRÓGENO SULFURO DE DIHIDRÓGENO H 2 Se ÁCIDO SELENHÍDRICO SELENIURO DE HIDRÓGENO SELENIURO DE DIHIDRÓGENO H 2 Te ÁCIDO TELURHÍDRICO TELERIURO DE HIDRÓGENO TELERIURO DE DIHIDRÓGENO NH 3 AMONIACO HIDRURO DE NITRÓGENO TRIHIDRURO DE NITRÓGENO PH 3 FOSFINA HIDRURO DE FÓSFORO TRIHIDRURO DE FÓSFORO AsH 3 ARSENINA HIDRURO DE ARSÉNICO TRIHIDRURO DE ARSÉNICO SbH 3 ESTIBINA HIDRURO DE ANTIMONIO TRIHIDRURO DE ANTIMONIO CH 4 METANO HIDRURO DE CARBONO TETRAHIDRURO DE CARBONO SiH 4 SILANO HIDRURO DE SILICIO TETRAHIDRURO DE SILICIO BH 3 BORANO HIDRURO DE BORO TRIHIDRURO DE BORO

25. As 2 Se 3 : triseleniuro de diarsénico CS 2 : disulfuro de carbono SF 6 : hexafluoruro de azufre As 2 Se 3 : seleniuro de arsénico (III) CS 2 : sulfuro de carbono (IV) SF 6 : fluoruro de azufre (VI) C O M B I N A C I O N E S B I N A R I A S N O M E T A L  N O M E T A L  Formulación . Se coloca primero el elemento que aparece antes en la siguiente lista: B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O , F. El orden en el que aparecen los elementos, fue propuesto por la IUPAC y no se basa en la electronegatividad. Después se intercambian los números de oxidación, utilizando los números de oxidación múltiples vistos para los óxidos.  Nomenclatura . Se pueden utilizar la nomenclatura Sistemática o la de Stock. En ambos casos, se nombra primero el elemento situado a la derecha. Ejemplos: Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock

26. Los compuestos formados por la unión de un metal y un no metal se denominan sales binarias .  Formulación . Los metales actúan con nº de oxidación positivo y se formulan en primer lugar, seguido d el no metal que actúa con su nº de oxidación negativo.  Nomenclatura . Se nombra primero el no metal terminado en -uro, seguido del nombre del metal. Según sea el sistema de nomenclatura empleado, se completa de distinta forma. Ejemplos: Fe 2 S 3 : trisulfuro de dihierro Fe 2 S 3 : sulfuro de hierro (III) FeS: sulfuro ferroso Fe 2 S 3 : sulfuro férrico C O M B I N A C I O N E S B I N A R I A S M E T A L  N O M E T A L Nomenclatura sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional (desaconsejada)