Apuntes formulacion (4º eso)(2015 16)

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APUNTES FORMULACIÓN INORGÁNICA IUPAC 2005

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Apuntes formulacion (4º eso)(2015 16)

  1. 1. 1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS. 4º ESO En la naturaleza encontramos millones de sustancias. El hombre es capaz de sintetizar un gran número de ellas además de otras muchas. Todas están formadas por la combinación de apenas una centena de clases de átomos a los que llamamos elementos, que los químicos ordenan en el sistema periódico de los elementos. No todos los elementos presentan la misma abundancia en la naturaleza. Mientras unos son muy comunes otros se encuentran en muy pequeñas proporciones. Por este motivo estudiaremos sólo las combinaciones de un cierto número de elementos. La gran cantidad de sustancias existentes hace que no sea adecuado un nombre cualquiera para diferenciarlas. Es preciso idear un sistema para nombrarlas de modo que el nombre haga alusión a la composición de la sustancia facilitando su clasificación y estudio. Durante la época de la Alquimia ya se usaban una gran cantidad de símbolos para designar a las sustancias pero tanto los símbolos como los nombres (entre ellos encontramos lana filosófica, vitriolo de Chipre, lana blanca, azafrán de Marte,…) no relacionaban unas sustancias con otras de propiedades similares y su estudio comenzó a ser prácticamente imposible cuando el número de sustancias conocidas aumentó. En 1787, Antoine Laurent de Lavoisier, químico francés, propone en su libro “Méthode de la nomenclature chimique” un sistema de nomenclatura basado en asignar un nombre relacionado con las características de las sustancias. Desde entonces se han sucedido diferentes métodos de formulación y aún hoy en día se mantienen en uso varios sistemas de nomenclatura. Actualmente existe una asociación que tiene entre sus funciones la de proponer normas consensuadas de formulación. Esta asociación es la IUPAC, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. Al estudiar la formulación indicaremos los nombres propuestos por esta asociación así como otros aceptados por la misma. Como recordarás, clasificamos las sustancias en dos grandes grupos, las simples y las compuestas. Las primeras están formadas por una sólo clase de átomos y las segundas por más de una clase de átomos. SUSTANCIAS SIMPLES Son ejemplos de sustancias simples:  Los gases diatómicos, cuyas moléculas están formados por la unión de dos átomos: H2, dihidrógeno; O2, dioxígeno; N2,dinitrógeno; F2, diflúor; Cl2, dicloro. Es habitual omitir el prefijo di, aunque este hecho puede generar confusión entre el nombre de la molécula o de la sustancia simple, y del elemento del que está constituida.  Los gases monoatómicos, que se representan mediante los símbolos de los elementos: He, helio, Ne, neón,…  Los metales Fe, Cu, Na, Ca. El nombre de las sustancias coincide también con el nombre de los elementos.  Otras sustancias: O3 trioxígeno (ozono), S8 (octaazufre). SUSTANCIAS COMPUESTAS Son sustancias que se pueden descomponer mediante una reacción química que denominamos de descomposición, generando como productos dos o más sustancias diferentes. A nivel submicroscópico podemos afirmar que los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En la fórmula química de los compuestos binarios, colocamos los elementos siguiendo el orden inverso de electronegatividad, propiedad íntimamente relacionada con el carácter metálico de los elementos. Los elementos metálicos, menos electronegativos, se escriben primero en la fórmula, y los no metálicos, más electronegativos, a continuación.
  2. 2. 2 La normativa IUPAC de 2005, ordena por convenio de electronegatividad los elementos según se muestra en la tabla 1. La electronegatividad desciende en el sentido inverso de las flechas. Tabla 1. Criterio de ordenación de los elementos según su electronegatividad a efectos de formulación. Normativa IUPAC 2005 Si la fórmula de un compuesto binario es AxBy, debe ocurrir que, electronegatividad de A < electronegatividad de B A lo largo de la historia de la química, se han desarrollado numerosos sistemas de nomenclatura para asignar un nombre a los compuestos químicos. Actualmente coexisten varios, mientras que otros ya no son aceptados por la IUPAC. Para nombrar los compuestos emplearemos la denominada nomenclatura estequiométrica o de composición. Las fórmulas se leen en el orden inverso en el que se escribe y, siguiendo la denominada nomenclatura estequiométrica o de composición, podemos especificar: 1.- El número de átomos de cada elemento mediante prefijos multiplicadores (antigua sistemática). Los prefijos más usuales son los que se muestran en la tabla 2. Según esta nomenclatura, el nombre de muchos compuestos binarios responden al siguiente esquema: prefijo- Raíz elemento B-uro/óxido de prefijo - elemento A nº de átomos Prefijo nº de átomos Prefijo nº de átomos Prefijo 1 mono 6 hexa- 11 Undeca- 2 di- 7 hepta- 12 Dodeca- 3 tri- 8 octa- 13 Trideca- 4 tetra- 9 Nona- 14 Tetradeca- 5 penta- 10 Deca- 15 Pentadeca- Tabla 2. Prefijos indicadores de la composición. El prefijo mono-, indicativo de un átomo, es considerado por la IUPAC como superfluo. Se emplea sólo en ciertos caso para enfatizar la composición de determinados compuestos. 2.- El número de oxidación (antiguamente valencia de un elemento) con números romanos (antigua Stock) y entre paréntesis del elemento menos electronegativo, siempre que este elemento pueda presentar más de un estado de oxidación. Según esta nomenclatura, el nombre de muchos compuestos binarios responden al siguiente esquema: Raíz B-uro/óxido de elemento A (nº oxidación en nos romanos) El número de oxidación es un número asignado a un elemento que permite averiguar cómo se combina con otros. En general, el número de oxidación de los metales es positivo y el de los no metales negativo. Un elemento puede tener varios estados de oxidación, incluso un mismo elemento puede presentar estados de oxidación positivos o negativos. Al formar un compuesto debe cumplirse que la suma de los estados de oxidación de todos los átomos sea nula.
  3. 3. 3 1.- COMPUESTOS BINARIOS. Están constituidas por átomos de dos elementos distintos unidos entre sí mediante algún tipo de enlace. Estudiaremos los siguientes compuestos binarios: 1.1.- Compuestos con hidrógeno. Hidruros. 1.2.- Compuestos con oxígeno. Óxidos y Peróxidos. 1.3.- Sales binarias. 1.4.- Otros compuestos binarios. 1.1.- HIDRUROS. COMPUESTOS CON HIDRÓGENO. Son combinaciones de hidrógeno (H) con otro elemento, metal o no metal: A) HIDRUROS METÁLICOS: Son combinaciones del hidrógeno (nº de oxidación -1) con elementos metálicos (+n). Para formular: (M es el metal) 1.- Se escribe el metal y después el hidrógeno. MHn 2.- Para los subíndices de la fórmula:  Si en el nombre de composición aparecen los prefijos multiplicadores, estos proporcionan directamente los subíndices.  Si en el nombre de composición apareciese el número de oxidación del metal, o no se especifica por ser único, se combinan tantos átomos de cada elemento como sean necesarios para que la suma de los números de oxidación sea nula. Dicho de otra manera, se intercambian los números de oxidación o valencias. Ejemplos: Hidruro de calcio: Escribimos primero Ca y después H. Los estados de oxidación son +2 para el calcio, que no se especifica por ser el único posible y -1 para el hidrógeno, por lo que se combina un átomo de calcio con dos de hidrógeno. La fórmula es por tanto CaH2. +2 -1 Se intercambian las valencias. El "2" se lo ponemos al hidrógeno y el "1" (que no se coloca) al calcio.  CaH2Ca H Trihidruro de hierro: "Trihidruro" significa 3 hidrógenos: FeH3 Hidruro de hierro (II): Se intercambian las valencias (el 2 del hierro se pone en el H): FeH2 Para nombrar se cita primero la palabra Hidruro y después se nombra el elemento metálico.  Si se usa la nomenclatura de composición con prefijos multiplicadores, se añade los prefijos correspondientes a los subíndices.  Si usamos la nomenclatura de composición con números de oxidación se coloca, si es necesario, el número de oxidación (valencia) del metal en números romanos. MHx Con prefijos multiplicadores. Prefijo-hidruro de metal Expresando el nº de oxid. con números romanos. Hidruro de metal(*) AlH3 Trihidruro de aluminio Hidruro de aluminio NaH Hidruro de sodio Hidruro de sodio TiH4 Tetrahidruro de titanio. Hidruro de titanio (IV) FeH2 Dihidruro de hierro Hidruro de hierro (II) FeH3 Trihidruro de hierro Hidruro de hierro (III) (Hidruro de aluminio (III) no sería correcto, ya que el aluminio solo tiene un número de oxidación (+3) y por tanto no es necesario especificarlo. Solo se indican cuando los metales tienen varios números de oxidación).
  4. 4. 4 B) HIDRUROS NO METÁLICOS: Son combinaciones del hidrógeno (+1) con elementos no metálicos (- n). Tenemos dos tipos: B.1) HIDRÁCIDOS: HIDRÓGENOS + NO METÁL DE CARÁCTER ÁCIDO (estos compuestos dan disoluciones ácidas cuando se disuelven en agua): Son combinaciones del H (+1) con elementos del grupo 16 (O) y 17 (F): H nº oxid. = +1 F, Cl, Br, I nº oxid = -1 S, Se, Te nº oxid = -2 Para formular: (A es el no metal) 1.- Se escribe el hidrógeno y después el no metal. Grupo 17 (F): HA Grupo 16 (O): H2A Ejemplos: Bromuro de hidrógeno. Comenzamos por escribir HBr. Está formado además por un átomo de cada elemento porque los estados de oxidación son +1 y -1 +1 -1 H Br  HBr Sulfuro de hidrógeno. Nos tenemos que acordar que el nº de oxidación del azufre en este tipo de compuestos en siempre -2. El hidrógeno siempre +1- +1 -2 H S  H2S Nomenclatura: Los nombres de los compuestos responden al esquema: HxA RaízA-uro de prefijo-hidrógeno Nombre usual en disolución acuosa Ácido raízA-hídrico HF Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico HCl Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico HBr Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico H2S Sulfuro de (di)hidrógeno Ácido sulfhídrico H2Se Seleniuro de (di)hidrógeno Ácido selenhídrico (el prefijo "di" se encuentra entre paréntesis porque no se suele escribir) B.2) OTROS HIDRUROS NO METÁLICOS: Sus disoluciones en agua no presentan carácter ácido. Todos reciben nombres particulares aceptados por la IUPAC. Son combinaciones del H (+1) con elementos del grupo 15 (C) y 16 (N): H nº oxid. = +1 C, Si nº oxid = - 4 N, P, As, Sb nº oxid = - 3 Para formular: (A es el no metal) 1.- Se escribe el no metal y después el hidrógeno. Grupo 15 (N): AH3 Grupo 14 (C): AH4 Ejemplos: Amoniaco. Nos tenemos que acordar que el nº de oxidación del nitrógeno en este tipo de compuestos en siempre -3. El hidrógeno siempre +1. -3 +1 N H  NH3
  5. 5. 5 Ejemplos: Metano: Nos tenemos que acordar que el nº de oxidación del carbono en este tipo de compuestos en siempre -4. El hidrógeno siempre +1. -4 +1 C H  CH4 Nomenclatura: Los nombres de los compuestos responden al esquema: Fórmula Nomenclatura de composición o estequiométrica (con prefijos multiplicadores) Otros nombres aceptados (nomenclatura de sustitución) NH3 Amoníaco (trihidruro de nitrógeno) (azano) PH3 Trihiduro de fósforo Fosfano AsH3 Trihiduro de arsénico Arsano SbH3 Trihiduro de antimonio Estibano CH4 Tetrahidruro de carbono Metano SiH4 Tetrahidruro de silicio Silano A continuación mostramos algunas fórmulas y nombres de compuestos con hidrógeno, según la normativa IUPAC 2005, que podemos encontrar con algunos nombres vulgares aceptados: Fórmula Nomenclatura de composición o estequiométrica (con prefijos multiplicadores) Otros nombres aceptados (nomenclatura de sustitución) SnH4 Tetrahidruro de estaño / Hidruro de estaño (IV) Estannano PbH4 Tetrahidruro de plomo / Hidruro de plomo (IV) Plumbano BH3 Trihidruro de boro Borano AlH3 Trihidruro de aluminio Alumano 1.2.- COMPUESTOS CON OXÍGENO. A.- ÓXIDOS. Son compuestos en los que el oxígeno se combina con otro elemento. El oxígeno forma óxidos con casi todos los elementos del sistema periódico, tanto con metales como no metales. El estado de oxidación del oxígeno en todos los óxidos es -2. (Nota: El oxígeno se combina también con los halógenos (grupo 17; grupo del flúor), pero los compuestos formados por oxígeno y halógenos, no se consideran óxidos a efectos de formulación, sino haluros de oxígeno (IUPAC 2005).) Para formular los óxidos: A2On  Se coloca en primer lugar el símbolo del elemento que se combina con oxígeno y después el oxígeno.  Teniendo en cuenta el número de oxidación de cada elemento, se escriben tantos átomos de cada elemento como sean necesarios para que la suma de los estados de oxidación sea nula. Es decir, se intercambian las valencias.  En caso de emplearse la nomenclatura estequiométrica o de composición con prefijos multiplicadores, el nombre del compuesto nos informa directamente de los subíndices de la fórmula. Ejemplos: Óxido de plata. Comenzamos por escribir Ag O. Los estados de oxidación son +1 y -2, la fórmula es por tanto Ag2O +1 -2 Ag O  Ag2O
  6. 6. 6 Óxido de hierro (III): Los elementos son Fe y O. Los estados de oxidación son +3 y -2, por lo que se combinan dos átomos de hierro con tres átomos de oxígeno. La fórmula es por tanto Fe2O3. +3 -2 Fe O  Fe2O3 Cuidado con las simplificaciones de los subíndices. Ejemplo: Óxido de calcio Los elementos son Ca y O. Los estados de oxidación son +2 y -2, por lo que se combinan un átomos de hierro con un átomos de oxígeno. La fórmula es por tanto CaO. +2 -2 Ca O  Ca2O2  CaO (si no veis el número dos del oxígeno en el otro elemento significa que se ha simplificado). Para nombrar los óxidos se indica primero la palabra óxido y después el elemento que se combina con el oxígeno.  Si se usa la nomenclatura de composición con prefijos multiplicadores, se añade los prefijos correspondientes.  Expresando el número de oxidación del elemento que se combina con oxígeno con números romanos y entre paréntesis. El número de oxidación se especifica sólo en el caso de que el elemento que se combina con el oxígeno pueda presentar más de uno. Este procedimiento es poco usual en los casos de combinación del oxígeno con no metales, en los que se prefiere el empleo de prefijos multiplicadores. Los nombres de los óxidos responden al esquema AxOy Con prefijos multiplicadores Prefijo-óxido de prefijo-elemento A Expresando el nº de oxid. con números romanos Óxido de elementoA(*) Fe2O3 Trióxido de dihierro Óxido de hierro(III) K2O Óxido de dipotasio Óxido de potasio PtO2 Dióxido de platino Óxido de platino (IV) (simplificado) P2O5 Pentaóxido de difósforo Óxido de fósforo (V) CO2 Dióxido de carbono Óxido de carbono (IV) (poco usual) En la siguiente tabla aparecen los nombre asignados a algunos óxidos según los dos procedimientos de nomenclatura. Fórmula Nomenclatura de composición o estequiométrica de óxidos Con prefijos multiplicadores Expresando el nº de oxid. con números romanos SO2 Dióxido de azufre Óxido de azufre (IV) Poco usuales SO3 Trióxido de azufre Óxido de azufre (VI) N2O Óxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno (I) NO2 Dióxido de nitrógeno Óxido de nitrógeno (IV) N2O3 Trióxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno (III) N2O5 Pentaóxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno (V) CO Monóxido de carbono Óxido de carbono (II) Cu2O Óxido de dicobre Óxido de cobre (I) Fe2O3 Trióxido de dihierro Óxido de hierro (III) BaO Óxido de bario Óxido de bario CrO3 Trióxido de cromo Óxido de cromo (IV) Cr2O3 Trióxido de dicromo Óxido de cromo (III) MnO2 Dióxido de manganeso Óxido de manganeso (IV) Al2O3 Trióxido de dialuminio Óxido de aluminio MgO Monóxido de magnesio Óxido de magnesio Li2O Monóxido de dilitio Óxido de litio
  7. 7. 7 Otros compuestos binarios formados por no metales con oxígeno. Como hemos indicado, los compuestos binarios formados por oxígeno y halógeno no se nombran como óxidos sino como haluros de oxígeno (tabla 1). Al igual que en los casos anteriores, podemos nombrar estos compuestos binarios haciendo uso del los prefijos multiplicadores o de los números de oxidación. Fórmula AxBy Con prefijos multiplicadores prefijo-raízB-uro de prefijo-oxígeno OF2 Difluoruro de oxígeno. O7Cl2 Dicloruro de heptaoxígeno. O5I2 Diyoduro de pentaoxígeno. B.- PERÓXIDOS. Son compuestos en los que dos átomos de oxígeno con estado de oxidación -1 (𝑂2 2− ) se combinan con otro elemento. Son peróxidos: K2O2, peróxido de potasio, CaO2, peróxido de calcio, H2O2, peróxido de hidrógeno, conocido como agua oxigenada. Cuando se formula el "2" del peróxido (subíndice) no se puede simplificar. Expresando el número de oxidación, se nombra como peróxido, seguido del nombre del elemento con el que se combina y a continuación su número de oxidación – en caso de tener más de uno –, en números romanos y entre paréntesis. También se puede emplear la nomenclatura de composición con prefijos multiplicadores, en este caso NO se nombran como peróxidos, sino como óxidos. Fórmula AxO2 Nomenclatura de composición o estequiométrica Con prefijos multiplicadores Prefijo-óxido de elementoA Expresando el número de oxidación con números romanos Peróxido de elementoA(*) K2O2 Dióxido de dipotasio Peróxido de potasio CaO2 Dióxido de calcio Peróxido de calcio H2O2 Dióxido de dihidrógeno Peróxido de hidrógeno BaO2 Dióxido de bario Peróxido de bario Cu2O2 Dióxido de dicobre Peróxido de cobre (I) (el H2O2 se denomina de manera habitual "agua oxigenada") 1.3.- SALES BINARIAS. Son compuestos formados por la combinación de un elemento metálico y otro no metálico. El estado de oxidación del metal es positivo y el del no metal negativo. Para formular las sales binarias seguimos los siguientes pasos:  Se escribe primero el símbolo del metal y después el del no metal: MxAy  Teniendo en cuenta el número de oxidación de cada elemento, se escriben tantos átomos de cada elemento como sean necesarios para que la suma de los estados de oxidación sea nula. Se intercambian las "valencias".  En caso de emplearse la nomenclatura de composición con prefijos multiplicadores, el nombre del compuesto informa directamente de los subíndices de la fórmula. Ejemplos: Sulfuro de plata. Comenzamos por escribir Ag S. Los estados de oxidación son +1 y -2, la fórmula es por tanto Ag2S +1 -2 Ag S  Ag2S
  8. 8. 8 Sulfuro de hierro (III): Los elementos son Fe y S. Los estados de oxidación son +3 y -2, por lo que se combinan dos átomos de hierro con tres átomos de azufre. La fórmula es por tanto Fe2S3. +3 -2 Fe S  Fe2S3 Nomenclatura: Elemento no metálico–uro + metal. Al igual que en los casos anteriores, podemos nombrar estos compuestos binarios haciendo uso del los prefijos multiplicadores o de los números de oxidación. En la tabla siguiente se indican los nombres de algunas sales binarias. MxAy Nomenclatura de composición o estequiométrica Con prefijos multiplicadores prefijo-raízA-uro deprefijo-metal Expresando el nº de oxid. con números romanos raízA-uro demetal(*) Na2S Sulfuro de disodio Sulfuro de sodio CaF2 Difluoruro de calcio Fluoruro de calcio AlCl3 Tricloruro de aluminio Cloruro de aluminio MgS Sulfuro de magnesio Sulfuro de magnesio AgBr Bromuro de plata Bromuro de plata AuCl3 Tricloruro de oro Cloruro de oro(III) K2S Sulfuro de dipotasio Sulfuro de potasio PbS Monosulfuro de plomo Sulfuro de plomo(II) SnS2 Disulfuro de estaño Sulfuro de estaño(IV) FeCl3 Tricloruro de hierro Cloruro de hierro(III) FeF2 Difluoruro de hierro Fluoruro de hierro(II) MnBr2 Dibromuro de manganeso Bromuro de manganeso(II) Fe2S3 Trisulfuro de dihierro Sulfuro de hierro(III) 1.4.- OTROS COMPUESTOS BINARIOS. Existen otras combinaciones binarias de no metales. Al igual que en los casos anteriores, podemos nombrar estos compuestos binarios haciendo uso del los prefijos multiplicadores o de los números de oxidación. AxBy Nomenclatura de composición o estequiométrica Con prefijos multiplicadores prefijo-raízB-uro de prefijo-elementoA Expresando el nº de oxid con números romanos raízB-uro de elementoA(*) SF6 Hexafluoruro de azufre Fluoruro de azufre(VI) PCl5 Pentacloruro de fósforo Cloruro de fósforo(V) AsBr3 Tribromuro de arsénico Bromuro de arsénico (III) CCl4 Tetracloruro de carbono Otros compuestos binarios son los peróxidos (como el agua oxigenada: H2O2) que estudiaremos en cursos posteriores.
  9. 9. 9 2.- COMPUESTOS TERNARIOS. Están constituidas por átomos de tres elementos distintos unidos entre sí mediante algún tipo de enlace. Estudiaremos los siguientes compuestos ternarios: 2.1.- Hidróxidos. 2.2.- Oxoácidos. 2.3.- Oxisales. 2.4.- Sales ácidas. 2.1.- HIDRÓXIDOS. Los hidróxidos son sustancias formadas por un anión diatómico, el anión hidróxido, OH¯ , y un catión procedente de un metal. Se trata de compuestos ternarios aunque tanto su formulación y nomenclatura son idénticas a las de los compuestos binarios. Para formular: se escribe primero el elemento metálico y después tantos grupos hidróxidos como sean necesarios para compensar la carga eléctrica positiva del catión procedente del metal. Si hay más de un grupo hidróxido se usan paréntesis. Se intercambian las valencias ((OH) siempre -1): M(OH)x Ejemplos: Hidróxido de plata. Como la plata sólo tiene estado de oxidación +1, se combina con un grupo hidróxido. +1 -1 Ag OH  AgOH Hidróxido de niquel (III): El tener el níquel estado de oxidación son +3, se combina con tres grupos hidróxido. +3 -1 Ni OH  Ni(OH)3 Para nombrar los hidróxidos se indica primero la palabra hidróxido y después el elemento metálico. Además, como ya hemos visto en otros compuestos, podemos usar prefijos multiplicadores o indicar el número de oxidación del metal en números romanos y entre paréntesis en el caso de que exista más de uno. M(OH)x Con prefijos multiplicadores Prefijo-hidróxido de metal Expresando el nº de oxid con números romanos Hidróxido de metal(*) NaOH Hidróxido de sodio Hidróxido de sodio Mg(OH)2 Dihidróxido de magnesio Hidróxido de magnesio Al(OH)3 Trihidróxido de aluminio Hidróxido de aluminio CuOH Hidróxido de cobre Hidróxido de cobre (I) Cu(OH)2 Dihidróxido de cobre Hidróxido de cobre (II) Hg(OH)2 Dihidróxido de mercurio Hidróxido de mercurio(II) 2.2.- OXOÁCIDOS. Estos compuestos están constituidos por hidrógeno, un elemento no metálico (aunque a veces puede tratarse de un metal de transición, como el cromo o manganeso) y oxígeno. Para nombrarlos se emplea habitualmente la nomenclatura tradicional, admitida por la IUPAC. Nomenclatura: Se cita primero la palabra Ácido y después la raíz correspondiente al elemento no metálico (o metal de transición) a la que se añade un sufijo y/o prefijo para indicar el estado de oxidación del no metal. Si el elemento presenta dos estados de oxidación, se usa el sufijo -oso
  10. 10. 10 para hacer referencia al menor y el sufijo -ico para el mayor. Si hay más de dos estado de oxidación se emplea el prefijo hipo- y el sufijo –oso para el más bajo y el prefijo per- y el sufijo – ico para el más alto. En la tabla 3 se resume el uso de prefjos y sufijos. Grupo 17 Grupo 16: Grupo 15: Grupo 14: Grupo 13: Prefijo- / -sufijo Cl, Br, I, At S, Se, Te N, P, As C, Si B Mn Cr Hipo- -oso +1 +2 +1 +2 +2 -oso +3 +4 +3 +2 +3 +3 -ico +5 +6 +5 +4 +3 +4 +6 Per- -ico +7 +7 Tabla 3. Números de oxidación del átomo central en oxoácidos y prefijos y sufijos para nombrarlos Es decir, dependiendo del número de "valencias" que tenga el elemento central (el no metal o metal de transición) tendremos:  Una valencia: Ácido ...ico  Dos valencias: Menor valencia: Ácido ...oso Mayor valencia: Ácido ...ico  Tres valencias: Menor valencia: Ácido hipo...oso Valencia intermedia: Ácido ...oso Mayor valencia: Ácido ...ico  Cuatro valencias: Primera valencia (baja): Ácido hipo...oso Segunda valencia: Ácido ...oso Tercera valencia: Ácido ...ico Cuarta valencia (alta): Ácido per...ico Algunos oxoácidos son el ácido nítrico, HNO3; el ácido sulfúrico, H2SO4; el ácido perclórico, HClO4; el ácido nitroso, HNO2 ... Formulación: Tenemos que tener en cuenta los números de oxidación de los distintos elementos. El del H es siempre +1 en los ácidos, el del oxígeno, siempre -2 en los oxoácidos, y el del átomo central viene determinado por los prefijos y sufijos hipo- -oso, -oso, -ico y per- - ico. El número de átomos de oxígeno debe ser tal que la suma de sus número de oxidación supere el del elemento central (no metal o metal de transición) y el número de H debe ser tal que la suma de todos los estados de oxidación sea nula. La fórmula general de los oxoácidos es HbXcOa (c suele ser 1) Ejemplos: Ácido sulfúrico (-ico en este caso es la mayor: S tiene +6) +1 +6 –2 +6 (–2)∙ 4 = –8 2+6 + (–2)∙4 = 0 Hb S Oa  H S O4  H2SO4 Pongo tantos oxígenos para superar el +6 del S. Teniendo en cuenta que el oxígneo es -2: necesito 4 oxígenos. Pongo tantos H para que la molécula sea neutra. Necesito 2 hidrógenos (-8 +6= -2) Ácido hipocloroso (hipo- -oso en este caso es la menor: Cl tiene +1) +1 +1 –2 +1 (–2)∙ 1 = –2 1+1 + (–2)∙1 = 0 Hb Cl Oa  H Cl O  HClO Pongo tantos oxígenos para superar el +1 del Cl. Teniendo en cuenta que el oxígneo es -2: necesito 1 oxígeno. Pongo tantos H para que la molécula sea neutra. Necesito 1 hidrógeno (-2 +1= -1)
  11. 11. 11 Ácido nítrico: ( -ico en este caso es la mayor: N tiene +5) +1 +5 –2 +5 (–2)∙ 3 = –6 1+5 + (–2)∙3 = 0 Hb N Oa  H N O3  HNO3 Pongo tantos oxígenos para superar el +5 del N. Teniendo en cuenta que el oxígneo es -2: necesito 3 oxígenos. Pongo tantos H para que la molécula sea neutra. Necesito 1 Hidrógenos (-6 +5= -1) Ácido permangánico: ( per- -ico en este caso es la mayor: Mn tiene +7) +1 +7 –2 +7 (–2)∙ 4 = –8 1+ 7 + (–2)∙4 = 0 Hb Mn Oa  H Mn O4  HMnO4 Pongo tantos oxígenos para superar el +7 del Mn. Teniendo en cuenta que el oxígneo es -2: necesito 4 oxígenos. Pongo tantos H para que la molécula sea neutra. Necesito 1 Hidrógenos (-8 +7= -1) Aquí tienes algunos ejemplos: Fórmula Nombre Tradicional Fórmula Nombre Tradicional HClO Ácido hipocloroso HBrO4 Ácido perbrómico HClO2 Ácido cloroso HNO2 Ácido nitroso HClO3 Ácido clórico H2SO3 Ácido sulfuroso HClO4 Ácido perclórico H2CO3 Ácido carbónico HIO3 Ácido yódico H2CrO4 Ácido crómico HlO4 Ácido peryódico H2TeO3 Ácido teluroso HBrO Ácido hipobromoso H2SeO4 Ácido selénico Prefijos orto y meta: En la nomenclatura clásica los prefijos ORTO- y META- indican, respectivamente, mayor y menor contenido en agua de la molécula, aunque el número de oxidación del elemento central coincida. La asignación del prefijo META– se asigna al oxoácido simple y el prefijo ORTO- al polihidratado (molécula de ácido + H2O). Para los elementos, B, Si, P, As, Sb , se suelen poner los prefijos . En el resto se suele omitir o solo se considera el ORTO- a efectos de nombrar la fórmula. Ejemplo: HBO2: Ácido metabórico. H3BO3: Ácido ortobórico ó simplemente Ácido bórico. En el caso del fósforo, arsénico, antimonio, silicio y boro el prefijo orto se omite en los oxoácidos que tienen un oxígeno más de los que corresponden al oxoácido “normal”, que se diferencia de éstos usando el prefijo meta. De este modo por ácido fosfórico se sobrentiende el ácido ortofosfórico. Ejemplos: Ácido (orto)fosfórico: la terminación indica que el fósforo presenta estado de oxidación +5. Un átomo de fósforo se combina con 4 átomos de oxígeno en lugar de hacerlo con 3. +1 + 5 –2 +5 (–2)∙ 4 = –8 3+ 5 + (–2)∙4 = 0 Hb P Oa  H P O4  H3PO4 Con 3 O sería suficiente. Pero como es orto- tiene un oxígeno de más. Pongo 4 oxígenos. Pongo tantos H para que la molécula sea neutra. Necesito 3 hidrógenos (-8 +5= -3) El ácido metafosfórico seria: HPO3. Prefijos di: Podemos encontrarnos oxoácidos en los que el número de átomos del elemento central X es 2. Para diferenciarlos de los anteriores se usa al nombrarlos el prefijo di-. Son también posibles oxoácidos con tres o más átomos de X. En estos casos se usan los prefijos tri, tetra,… En algunos libros aun podemos encontrar el prefijo piro (no aceptado por la IUPAC) en lugar del di.
  12. 12. 12 Ejemplos: Ácido disulfuroso: La terminación -oso indica que el azufre presenta estado de oxidación +4 y el prefijo di- hay dos átomos de azufre +1 +4 –2 (+4)· 2= +8 (–2)∙ 5 = –10 2+ (+4)·2 + (–2)∙5 = 0 Hb S2 Oa  H S2 O5  H2S2O5 di- Con 6 O sería suficiente para superar el +10 del azufre. Pongo tantos H para que la molécula sea neutra. Necesito 2 hidrógenos (-12 +10= -2) Ácido difosfórico: La terminación -ico indica que el fósforo presenta estado de oxidación +5 y el prefijo di- que hay dós átomos de fósforo. Además, tal como vimos en el apartado anterior, hay que considerar que los átomos de fósforo se combinan con un átomo de oxígeno más (orto) de los necesarios para que la suma de sus números de oxidación superen los del fósforo. +1 +5 –2 (+5)· 2= +10 (–2)∙ 7 = –14 4+ (+5)·2 + (–2)∙7 = 0 Hb P2 Oa  H P2 O7  H4P2O7 di- Con 6 O sería suficiente para superar el +10 del fosforo. Pongo uno más (orto), por tanto necesito 7 O. Pongo tantos H para que la molécula sea neutra. Necesito 4 hidrógenos (-14 +10= -4) 2.3.- OXISALES. Las oxisales, oxosales o sales ternarias, son compuestos formados por un metal, un no metal y oxígeno. Son consideradas como las sales de los ácidos oxoácidos, ya que éstas se forman por la sustitución de los hidrógenos del oxoácido por un metal. Ácido Sal Ácido Sal Ácido Sal H2CO3 CaCO3 H2SO4 Na2SO4 HClO NaClO Nomenclatura: Se nombran de forma similar a los oxoácidos del que proceden sustituyendo la terminación -oso por -ito y la terminación -ico por -ato seguido del elemento metálico, indicando, si es necesario, el número de oxidación del metal. Grupo 17 Grupo 16: Grupo 15: Grupo 14: Grupo 13: Prefijo- / -sufijo Cl, Br, I, At S, Se, Te N, P, As C, Si B Mn Cr Hipo- -ito +1 +2 +1 +2 +2 -ito +3 +4 +3 +2 +3 +3 -ato +5 +6 +5 +4 +3 +4 +6 Per- -ato +7 +7 Ejemplos: El carbonato de calcio proviene del ácido carbónico. El sulfato de sodio proviene del ácido sulfúrico. El perbromato de estaño (IV) proviene del ácido perbrómico. El sulfito de hierro (III) proviene del ácido sulfuroso. Formulación: La fórmula general de las oxisales es Ma(XbOc)n donde M es el elemento metálico, X es el elemento no metálico y O es el oxígeno. Los valores de a, b y c corresponden a los valores del oxoácido del que procede y n es la valencia del elemento metálico. Ejemplos: Sulfato de sodio: -ato en este caso es la mayor: S tiene +6. El sodio tiene +1. +1 +6 –2 +6 (–2)∙ 4 = –8 2+6 + (–2)∙4 = 0 Na S Oa  Na S O4  Na2SO4 Pongo tantos oxígenos para superar el +6 del S. Necesito 4 oxígenos. Pongo tantos Na para que la molécula sea neutra. Teniendo en cuenta que el nº oxid del sodio es +1. Necesito 2 Na
  13. 13. 13 Sulfato de calcio: -ato en este caso es la mayor: S tiene +6. El calcio tiene +2. +2 +6 –2 +6 (–2)∙ 4 = –8 2+6 + (–2)∙4 = 0 Ca S Oa  Ca S O4  CaSO4 Pongo tantos oxígenos para superar el +6 del S. Necesito 4 oxígenos. Pongo tantos Ca para que la molécula sea neutra. Teniendo en cuenta que el nº oxid del calcio es +2. Necesito 1 Ca Sulfato de hierro (III): -ato en este caso es la mayor: S tiene +6. El hierro tiene +3. +3 +6 –2 +6 (–2)∙ 4 = –8 Fe S Oa  Fe S O4  Fe2(SO4)3 Pongo tantos oxígenos para superar el +6 del S. Necesito 4 oxígenos. Pongo tantos Fe para que la molécula sea neutra. Teniendo en cuenta que el nº oxid del hierro es +3 y que el anión sulfato tiene -2 (SO4 2- ) intercambio las valencias. Hipoclorito de aluminio (hipo- -ito en este caso es la menor: Cl tiene +1): Al tiene +3. +3 +1 –2 +6 (–2)∙ 4 = –8 Al Cl Oa  Al Cl O  Al(ClO)3 Pongo tantos oxígenos para superar el +1 del Cl. Necesito 1 oxígeno. Pongo tantos Al para que la molécula sea neutra. Teniendo en cuenta que el nº oxid del aluminio es +3 y que el anión hipoclorito tiene -1 (ClO- ) intercambio las valencias. Fosfato de aluminio (-ato en este caso es la mayor: P tiene +5): Al tiene +3. +3 +5 –2 +5 (–2)∙ 4 = –8 Al P Oa  Al P O4  AlPO4 Pongo tantos oxígenos para superar el +5 del Cl. Necesito 3 oxígenos. Pero acuérdate que el fosfato viene del ácido fosfórico que es realmente el ortofosfórico, es decir, un oxígeno más. Por tanto pongo 4 oxígenos. Pongo tantos Al para que la molécula sea neutra. Teniendo en cuenta que el nº oxid del aluminio es +3 y que el anión fosfato tiene -3 (PO4 3- ) necesito solo un aluminio. Aquí tienes algunos ejemplos de oxisales: Fórmula Nombre Tradicional Fórmula Nombre Tradicional K2CO3 Carbonato de potasio Mg(ClO2)2 Clorito de magnesio NaNO2 Nitrito de sodio Ba(IO3)2 Yodato de bario Ca(NO3)2 Nitrato de calcio KIO4 Peryodato de potasio AlPO4 Fosfato de aluminio CuCrO4 Cromato de cobre(II) Na2SO3 Sulfito de sodio CaCr2O7 Dicromato de calcio Fe2(SO4)3 Sulfato de hierro(III) KMnO4 Permanganato de potasio NaClO Hipoclorito de sodio (lejia) FeSO3 Sulfito de hierro (II) 2.4.- SALES ÁCIDAS. Existen otros compuestos llamados sales ácidas en los que no se han sustituido todos los hidrógenos del oxoácido (en aquellos que tienen más de uno, llamados ácidos polipróticos). H2CO3 HCO3¯ NaHCO3 Ácido diprótico Sal ácida Nomenclatura: Se nombran igual que las oxosales, pero se indica el número de hidrógenos que quedan sin sustituir. Aquí tienes algunos ejemplos: Ba(H2PO4)2 Dihidrógenofosfato de bario CsHSO4 Hidrogenosulfato de cesio Na2HPO4 Monohidrógenofosfato de sodio Ca(HSeO3)2 Hidrógeno selenito de calcio Fe(HSO3)3 Hidrógeno sulfito de hierro(III) Fe(HSeO4)2 Hidrogenoseleniato de hierro(II)
  14. 14. 14 EJERCICIOS DE FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS (4º ESO. 2015/16). 1.- Formula: Yoduro de hidrógeno, hidruro de potasio, hidruro de bario, hidruro de cesio, amoníaco, bromuro de hidrógeno, ácido clorhídrico, Trihidruro de escandio, tetrahidruro de carbono, hidruro de oro (I), hidruro de plata, hidruro de zinc, metano. 2.- Nombra: AlH3, H2S, LiH, HF, BeH2, MgH2, CaH2, HCl, NH3, AuH3, BH3, CoH2. 3.- Formula: óxido de plomo (II), trióxido de selenio, óxido de magnesio, óxido de aluminio, óxido de níquel (III), óxido de cobre (II), pentaóxido de difósforo, óxido de mercurio (II), trióxido de dioro, oxido de estaño (IV), oxído de cromo (VI), peróxido de sodio, peróxido de magnesio. 4.- Nombra: Cu2O, As2O3, Na2O, CaO, N2O5, N2O4, SiO2, FeO, OF2, CO; SO2; MgO, K2O2, CaO2. 5.- Formula: sulfuro de plomo (II), tricloruro de níquel, bromuro de magnesio, cloruro de potasio, bromuro de hierro (II), sulfuro de cesio, cloruro de mercurio (II), tetracloruro de carbono, Yoduro de berilio, sulfuro de mercurio (I), Cloruro de amonio (ion amonio es NH4 + (considerarlo como una unidad)). 6.- Nombra: AlCl3, BaBr2, K2S, CuS, CrCl3, MnF2, AgI, Au2S, ZnS, SiF4, HgS. 7.- Nombra: Ba(OH)2, Cd(OH)2, Pt(OH)4, LiOH, Sr(OH)2, KOH, Cr(OH)6, Ni(OH)3. 8.- Formula: hidróxido de plomo (IV), hidróxido de sodio, hidróxido de cinc, hidróxido de hierro (II), hidróxido de calcio, hidróxido de cobalto (III), hidróxido de estaño (II), hidróxido de amonio. 9.- Formula: ácido sulfúrico, ácido sulfhídrico, ácido fosfórico, ácido difosfórico, ácido hipobromoso, ácido nitroso, ácido crómico, ácido clórico, ácido clorhídrico, ácido carbonoso, ácido peryodico, ácido hiposulfuroso, ácido bromoso, ácido yodico, ácido disulfúrico. 10.- Nombra: HClO2, H2SO3, H2S2O7, HNO2, HClO4, H4P2O7, H2SO4, HMnO4, HNO3, HIO3, HBrO, H3PO4, HClO, H2CrO4, H2CO3. 11.- Formula: permanganato de potasio, carbonato de cadmio, hipoclorito de sodio, cromato de bario, sulfato de amonio, bromito de cesio, fosfato de niquel (II), , clorito de calcio, nitrito de bario, hipobromito de cobalto (II), perclorato de litio, disulfato de calcio, hidrogeno sulfato de sodio, hidrogeno sulfato de hierro (II). 12.- Nombra: NiSO3, Al(ClO2)3, Fe(BrO3)3, LiBrO3, CoPO4, Ba(NO3)2, Cs2SO3, Fe2(SO4)2, Be2SiO4, NaMnO4, FeCO3, CuCrO4, Hg(ClO3)2, NH4IO3, KHSO3, Al(HSO4)3.

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