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Formulacio
1.
Formulación y Nomenclatura. Química Inorgánica Los compuestos no son fruto de combinaciones al azar de los elementos de la Tabla Periódica, sino que son el resultado de la combinación, en una determinadas proporciones, de elementos que guardan entre sí una cierta “afinidad”. Estas limitaciones vienen prefijadas por la capacidad de combinación o valencia de los elementos que, a su vez, es función de la estructura electrónica de los átomos implicados. 1) Sustancias simples 2) Números de oxidación 3)
Combinaciones binarias del oxígeno 4) Combinaciones binarias del hidrógeno 5) Otrascombinaciones binarias 6) Ácidos oxiácidos 7) Sales 8) Hidróxidos 9) Cationes y aniones 10)Peróxidos y peroxiácidos
2.
Sustancias Simples • Son aquellas que están constituidas por átomos de un solo elemento. En ellas las moléculas están formadas por átomos idénticos. En general, muchos elementos que son gases suelen encontrarse en forma diatómica (N2, O2, H2, etc.). •
Otro fenómeno curioso es que ciertos elementos (azufre, fósforo, etc.) se presentan, a veces, en agrupaciones de distinto número de átomos, estas agrupaciones se denominan formas alotrópicas. Veamos algunos ejemplos:
3.
Estados de oxidación Los estados de oxidación más usuales de los diferentes elementos de la Tabla Periódica son:
4.
Estados de oxidación
5.
Combinaciones binarias del Oxígeno Deben nombrarse como óxidos tanto las combinaciones de oxígeno con metales como con no metales. Para formularlos se escribe siempre, a la izquierda, el elemento más electropositivo, intercambiándose los números de oxidación del oxígeno (‐2) y del otro elemento. Algunos ejemplos son:
6.
Combinaciones binarias del Hidrógeno Los compuestos derivados de la combinación del hidrógeno con los restantes elementos son muy dispares, dada la peculiaridad del hidrógeno (puede ceder fácilmente su único electrón, pero también captar un electrón de otro átomo para adquirir la estructura electrónica del helio). Las combinaciones del hidrógeno con metales se denominan hidruros, algunos ejemplos son: Hidruros
7.
Las combinaciones binarias del hidrógeno con oxígeno, nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio, carbono y silicio tienen nombres comunes: Combinaciones binarias del Hidrógeno Hidruros “no metálicos”
8.
Las combinaciones del hidrógeno con F, Cl, Br, I, S, y Se denominándose hidrácidos debido a que tales compuestos, al disolverse en agua, dan disoluciones ácidas. Combinaciones binarias del Hidrógeno Hidrácidos
9.
Otras combinaciones binarias Las combinaciones binarias, que no sean ni óxidos, ni hidruros, son las formadas por no metales con metales. (generalmente son sales de metales derivadas de hidrácidos) Para formularlos se escribe a la izquierda el símbolo del metal, por ser el elemento más electropositivo. Para nombrarlos se le añade al nombre del no metal el sufijo –uro. Algunos ejemplos son:
10.
Ácidos oxoácidos Son compuestos capaces de ceder protones que contienen oxígeno en la molécula. Presentan la fórmula general: en donde X es normalmente un no metal, aunque a veces puede ser también un metal de transición con un estado de oxidación elevado. Para nombrar los oxoácidos utilizaremos la nomenclatura tradicional con los sufijos –oso
(menor estado de oxidación del elemento central) e – ico (mayor estado de oxidación), nomenclatura que está admitida por la IUPAC. Si solo tenemos un estado de oxidación posible el prefijo será siempre –ico.
11.
Ácidos oxoácidos Oxoácidos del grupo de los halógenos Los halógenos que forman oxoácidos son: cloro, bromo y yodo. En los tres casos los números de oxidación pueden ser +I, +III, +V y +VII. Al tener más de dos estados de oxidación junto a las terminaciones – oso
e –ico, utilizaremos los prefijos hipo– (que quiere decir menos que) y per– (que significa superior), tendremos así los siguientes oxoácidos: +I hipo‐ ‐oso +III ‐oso +V ‐ico +VII per‐ ‐ico
12.
Oxoácidos del grupo VIA De los oxoácidos de azufre, selenio y teluro, los más representativos son aquellos en los que el número de oxidación es +IV y +VI. Para estos ácidos se utilizan los sufijos –oso
e –ico. Oxoácidos del grupo VA Los ácidos más comunes del nitrógeno son el ácido nitroso y el ácido nítrico en los que el nitrógeno presenta número de oxidación +III y +V, respectivamente Ácidos oxoácidos
13.
Oxoácidos del grupo VA Los ácidos de fósforo más comunes son el fosfónico (antes llamado fosforoso, en el que el fósforo presenta número de oxidación +III) y el fosfórico (número de oxidación +V). Ambos ácidos son en realidad ortoácidos, es decir, contienen tres moléculas de agua en su formación. No es necesario utilizar los términos ortofosfónico
y ortofosfórico. Ácidos oxoácidos
14.
Oxoácidos del carbono y del silicio El estado de oxidación, en ambos casos, es de +IV. Los más comunes son: Ácidos oxoácidos
15.
Sales derivadas de oxoácidos • Podemos considerar como sales los compuestos que son el resultado de la unión de una especie catiónica cualquiera con una especie aniónica distinta de H–, OH–
y O2–. (Recordad que los compuesto iónicos derivados de H‐ son los hidruros metálicos, los derivados de OH‐ son la bases alcaninas (aun no introducidas) i de O2‐ son los óxidos de metal). • Algunas sales ya las hemos visto cuando tratamos de las combinaciones binarias no metal–metal. Por ejemplo, compuestos como el KCl (cloruro de potasio) y Na2S (sulfuro de sodio) son sales.
16.
Sales derivadas de oxoácidos Cuando el anión procede de un oxoácido debemos recordar que, los aniones llevan el sufijo –ito o –ato según del ácido del que procedan. El primer sufijo se usa cuando la sal deriva de un ácido acabado en –oso.
El segundo se usa cuando el ácido precedente acababa en –ico. Los prefijos per‐ y hipo‐, si estaban presentes en el ácido inicial, se conservan en la sal correspondiente. Para nombrar las sales basta tomar el nombre del anión y añadirle detrás el nombre del catión, tal como puede verse en los siguientes ejemplos:
17.
Hidróxidos En este apartado vamos a ver unos compuestos iónicos formados por la combinación del anión hidroxilo (OH‐) con diversos cationes metálicos. El modo de nombrar estos hidróxidos es: LiOH Hidróxido de Litio Ba(OH)2 Hidróxido de Bario Fe(OH)2
Hidróxido de Hierro (II) Fe(OH)3 Hidróxido de Hierro (III) Cr(OH)2 Hidróxido de Cromo (II) NH4(OH) Hidróxido de Amonio Los hidróxidos son compuestos capaces de neutralizar los ácidos inorgánicos. La mezcla de un ácido con una hidróxido (llamados bases cuando están en agua) da lugar a sales y agua
18.
Cationes y Aniones Cationes • Cuando un átomo pierde electrones (los electrones de sus orbitales más externos, también llamados electrones de valencia) adquiere, como es lógico, una carga positiva neta. • Para nombrar estas “especies químicas” basta anteponer la palabra catión o ión
al nombre del elemento. • En los casos en que el átomo puede adoptar distintos estados de oxidación se indica entre paréntesis. Algunos ejemplos son:
19.
Hay bastantes compuestos –como, por ejemplo, el amoníaco– que disponen de electrones libres, no compartidos. Estos compuestos se unen al catión hidrógeno, para dar una especie cargada positivamente. Para nombrar estas especies cargadas debe añadirse la terminación –onio tal como se ve en los siguientes ejemplos: Cationes y Aniones Cationes
20.
• Se llaman aniones a las “especies químicas” cargadas negativamente. • Los aniones más simples son los monoatómicos, que proceden de la ganancia de uno o más electrones por un elemento electronegativo. Mayormente corresponden a derivados de hidrácidos. •
Para nombrar los iones monoatómicos se utiliza la terminación – uro, como en los siguientes ejemplos: Aniones Cationes y Aniones
21.
Los aniones poliatómicos se pueden considerar como provenientes de otras moléculas por pérdida de uno o más iones hidrógeno. El ión de este tipo más usual y sencillo es el ión hidroxilo (OH–) que procede de la pérdida de un ión hidrógeno del agua o de la disolución de una base en medio acuoso. Sin embargo, la gran mayoría de los aniones poliatómicos proceden –o se puede considerar que proceden– de un ácido que ha perdido o cedido sus hidrógenos. Corresponden a la parte no catiónica de las sales vistas anteriormente. Aniones poliatómicos Cationes y Aniones
22.
• Para nombrar estos aniones se utilizan los sufijos –ito y –ato según que el ácido de procedencia termine en –oso o en –ico, espectivamente. •
A menudo, para “construir” el nombre del anión, no se reemplazan simplemente las terminaciones –oso/‐ico por –ito/‐ato, sino que la raíz del nombre se contrae. Por ejemplo, no se dice iones sulfurito y sulfurato sino iones sulfito y sulfato. Cationes y Aniones Aniones poliatómicos
23.
Peróxidos y Peroxiácidos La formación de estos compuestos se debe a la posibilidad que tiene el oxígeno de enlazarse consigo mismo para formar el grupo peróxido. –O–O– que se representa como [O2]2‐ Este grupo da lugar a compuestos como:
24.
Peróxidos y Peroxiácidos Esta agrupación peroxo (–O–O–) se puede presentar también en ciertos ácidos que se denominan peroxoácidos.
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