FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA.

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1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA. 0- VALENCIAS MÁS FRECUENTES. 1- ELEMENTOS. 2- COMPUESTOS BINARIOS. A) ÓXIDOS. Metálicos. No metálicos. Peróxidos. B) HIDRUROS. Metálicos. No metálicos. Grupos 13, 14 y 15. No metálicos. Grupo 16 y 17. Ácidos hidrácidos. C) SALES BINARIAS. Metal-no metal. Iónicas. No metal-no metal. Covalente. 3- COMPUESTOS TERNARIOS. A) HIDRÓXIDOS. B) ÁCIDOS OXOÁCIDOS. Ácidos de no metales. Ácidos de metales de transición. Prefijos meta, piro y orto. Polimerización de ácidos. Ácidos con enlace carbono-nitrógeno C) SALES TERNARIAS. Iones 4- COMPUESTOS CUATERNARIOS. A) SALES ÁCIDAS. 1

2 H He 1 Li Na K Rb Cs Be Mg Ca Sr Ba Sc Y La Ti Zr Hf V,3 4,5 Nb,5 Ta Cr,3 4,6 Mo +6 W +6 Mn,3, 4, 6 y 7 Tc +7 Re +7 Fe Ru Os Co Rh,3 4 Ir,3 4,6 Ni Pd Pt Cu Ag Au Zn Cd Hg B Al Ga In Tl C -4 Si Ge Sn Pb N,2 3,4,5-3 P -3 As -3 Sb -3 Bi O -2 S Se Te Po +6 F -1 Cl Br I At Ne Ar Kr Xe Rn Sombreados los elementos más frecuentes. 2

3 0-VALENCIAS: Metales: Siempre son positivas, e indican los electrones que ceden. Se utilizan en óxidos, hidruros, hidróxidos y sales. Departamento de Física y Química. No metales o semimetales: Valencia positiva es el número de electrones que comparten. Se utilizarán tan solo cuando se unan al oxígeno (o se unan a un elemento más electronegativo), como en óxidos, ácidos oxoácidos y sales. Valencia negativa, es el número de electrones que ganarán al unirse con otro elemento. Se usan en el resto de combinaciones, como hidruros, ácidos hidrácidos y sales binarias. 1- ELEMENTOS: Los elementos que vamos a encontrar en forma atómica son la gran mayoría, como el Fe, C, Au, Na, Ca, Ag, K, Mg, He, Cr,...; los únicos que se presentarán formando moléculas son los siguientes casos: Gases elementales menos los gases nobles: H2, N2, O2, F2, Cl2. Elementos covalentes moleculares: Br2 (líquido), I2(sólido). La estructura más estable para el oxígeno es en la forma O 2, aunque también se presenta en la forma O 3 (ozono) 2-COMPUESTOS BINARIOS: 2-A) OXIDOS: Hay dos grupos de óxidos: - Metal + Oxígeno óxido básico. - No Metal + Oxígeno óxido ácido. En cualquier caso el oxigeno siempre actuará con la valencia 2 y se colocará a la derecha de la formula. El otro elemento siempre actuará con la valencia positiva y se situará a la izquierda en la formula. X 2 O x Excepciones: Con el fluor o el cloro, se cambiará la posición del oxígeno, este irá a la izquierda. OF 2, OCl 2. 3

4 Hay dos criterios para nombrar estos óxidos y los restantes compuestos: Criterio de Stock: Se indicará la valencia del elemento en número romanos y entre paréntesis. CO Óxido de carbono (II) CO2 Óxido de carbono (IV) FeO Óxido de hierro (II) Fe2O3 Óxido de hierro (III) Criterio de la IUPAC: (método recomendado) Se indican el número de átomos de cada elemento mediante los prefijos mono (se puede omitir; excepto si ambos prefijos son mono, entonces se dejará el primero), di, tri, tetra, penta,... CO Monoxido de carbono CO2 Dioxido de carbono FeO Monóxido de hierro Fe2O3 Trióxido de dihierro Importante: Si solo posee una valencia el elemento que se combina con el oxígeno, se debe nombrar sin usar ninguno de los criterios anteriores: ZnO Óxido de cinc. Óxidos de nitrógeno: N2O monóxido de dinitrógeno óxido de nitrógeno (I) NO monóxido de nitrógeno óxido de nitrógeno (II) N2O3 trióxido de dinitrógeno óxido de nitrógeno (III) NO2 dióxido de nitrógeno N2O4 tetraóxido de dinitrógeno N2O5 pentaóxido de dinitrógeno óxido de nitrógeno (V) - Los peróxidos son combinaciones no metal o metal - oxígeno donde el grupo característico es O 2-2. Estos compuestos no se simplifican. Fórmula general: X 2 (O 2 ) x. H2O2 Peróxido de hidrógeno. BeO2 Peróxido de Berilio. 4

5 REPASO 1 Fórmula Sistemática Stock Ni 2 O 3 NiO PbO 2 PbO Na 2 O CaO HgO Br 2 O 5 OCl 2 SO 2 SO 3 N 2 O 5 Mn 2 O 7 Tl 2 O 3 2-B) HIDRUROS: Hidruros metálicos. Metal + hidrógeno: MeH m El hidrógeno actuará con la valencia -1 CaH 2 Hidruro de calcio Dihidruro de calcio. CuH 2 Hidruro de cobre (II) Dihidruro de cobre. HgO Monohidruro de mercurio Hidruro de mercurio (II) Hidruros no metálicos. Hidrógeno + No metal del grupo 13 (B), 14 (C y Si) o 15 (N, P, As, Sb) El hidrógeno actuará con la valencia -1. Algunos nombres vulgares son aceptados, amoniaco y metano. NH3 hidruro de nitrógeno (III), trihidruro de nitrógeno, amoniaco PH3 hidruro de fósforo (III), trihidruro de fósforo AsH3 hidruro de arsénico (III), trihidruro de arsénico CH4 hidruro de carbono (IV), tetrahidruro de carbono, metano SiH4 hidruro de silicio (IV), tetrahidruro de silicio Hidruros no metálicos. Hidrógeno + No metal del grupo 16 (S, Se y Te) o 17 (F, Cl, Br, I). El hidrógeno actuará con la valencia Se nombran añadiendo la terminación uro al nombre del no metal y agregando de hidrógeno. HCl Cloruro de hidrógeno. H 2 S Sulfuro de hidrógeno. 5

6 Ácidos hidrácidos. Haluros de hidrógeno disueltos en agua. Los compuestos formados por la unión de un no metal (grupos 16 y 17) con hidrógeno, tienen propiedades ácidas al disolverlos en agua. Para nombrarlos se utiliza el prefijo ácido y el sufijo hídrico: HF (aq) ácido fluorhídrico; HCl (aq) ácido clorhídrico; HBr (aq) ácido bromhídrico; HI (aq) ácido yodhídrico. H2S (aq) ácido sulfhídrico; H2Se (aq) ácido selenhídrico; H2Te (aq) ácido telurhídrico; 2-C) SALES BINARIAS: Resultan de la unión de un metal con un no metal. Se escribe primero el metal (menos electronegativo) y a continuación el no metal. Para nombrarlos se añade la terminación uro al no metal. NaCl Cloruro de sodio AlBr3 Bromuro de aluminio. Fe2S3 Sulfuro de hierro (III), trisulfuro de dihierro. También pueden unirse entre sí dos elementos no metálicos, en este caso se sitúa a la izquierda el no metal que figure antes en esta serie (menos electronegativo). B, Si, C, Sb, As, P, N, Te, Se, S, I, Br, Cl, F CS 2 Sulfuro de Carbono PCl 3 Tricloruro de fósforo, Cloruro de fósforo (III) IBr 5 Pentabromuro de yodo, bromuro de yodo (V) REPASO 2 Fórmula Sistemática Stock HF NH 3 LiH CuH 2 HgH CH 4 HCl (ac) AgH BH 3 BaS CuCl NI 3 BP 6

7 Au 2 S 3 Tetrahidruro de platino Ácido clorhídrico Pentacloruro de fósforo Sulfuro de magnesio Metano Hidruro de níquel (III) Seleniuro de arsénico (IV) Bromuro de yodo (III) 3-COMPUESTOS TERNARIOS: 3-A) HIDROXIDOS: Se forman a partir de óxidos básicos + agua, y se caracterizan por tener el grupo OH -, llamado ión hidroxilo o hidróxido, con carga -1, unido a un ión metálico. Su fórmula general es Me(OH) m Estos compuestos, en disolución acuosa poseen carácter básico. Según la IUPAC, se nombran con la palabra genérica hidróxido seguida del nombre del metal correspondiente; si el metal necesita especificar la valencia, se utiliza la notación de Stock o la sistemática. NaOH Hidróxido de sodio. Ca(OH)2 Hidróxido de calcio. Dihidróxido de calcio. Pb(OH)4 Hidróxido de plomo (IV); Tetrahidróxido de plomo 3-B) ÁCIDOS OXOÁCIDOS: Ácidos de no metal. Provienen de añadir una molécula de agua al óxido ácido correspondiente. Tienen una formula general del tipo HaXbOc, donde el elemento X es un no metal, o bien un metal de transición como V, Cr, Mn, Tc, Mo,... con número de oxidación superior o igual a 4. En disolución acuosa dejan protones en libertad, dando propiedades ácidas a la disolución. La nomenclatura que se usa en estos compuestos es la tradicional: Nombre genérico de ácido seguido del nombre del elemento con los sufijos y prefijos que indican la valencia de este. Valencias Prefijo Sufijo 1 ó 2 Hipo oso 3 ó oso 5 ó 6 (Excepción: Boro 3, Silicio y Carbono 4) ---- ico 7 Per Ico 7

8 HClO HClO 2 HClO 3 HClO 4 H 2 SO 3 H 2 SO 4 HNO 2 HNO 3 H 2 CO 3 ácido hipocloroso ácido cloroso ácido clórico ácido perclórico ácido sulfuroso ácido sulfúrico ácido nitroso ácido nítrico ácido carbónico Entre los ácidos veremos algunos que no han sido aislados puros, pero de los que existen derivados (sales) estables como el ácido carbónico (H 2 CO 3 ) y el ácido sulfuroso (H 2 SO 3 ). Algunos metales de transición forman ácidos. Estos metales actúan con las siguientes valencias: V (5); Cr, Mo y W, (6); Mn, Tc y Re, (4, 6, 7). HVO 3 H 2 MnO 4 HMnO 4 H 2 CrO 4 H 2 MoO 4 H 2 WO 4 ácido vanádico ácido mangánico ácido permangánico ácido crómico ácido molíbdico ácido wolfrámico Prefijos meta, piro y orto: Meta: Expresa que se ha añadido una sola molécula de agua al óxido ácido correspondiente. Son todos los ácidos anteriores. Piro: Indica que se han añadido dos moléculas de agua al óxido ácido correspondiente. El prefijo piro (calor) equivale al prefijo di- que más adelante veremos. Orto: Indica que se han añadido tres moléculas de agua al óxido ácido correspondiente. Ejemplos típicos son los derivados del fósforo, arsénico, antimonio y boro. Los ácidos orto, en estos compuestos se consideran como los correspondientes ácidos normales; cuando hablamos del ácido fosfórico, nos estamos refiriendo al ácido ortofosfórico, aunque no se debe escribir este prefijo. HPO2 ácido metafosforoso HPO3 ácido metafosfórico H4P2O5 ácido pirofosforoso H4P2O7 ácido pirofosfórico H3PO3 ácido fosforoso (orto se debe omitir) H3PO4 ácido fosfórico (orto se debe omitir) H3BO3 ácido bórico (orto se debe omitir) 8

9 Para el silicio, el prefijo orto expresa la unión del óxido con 2 moléculas de agua. SiO H 2 O H 4 SiO 4 ácido ortosilícico. Los prefijos di-, tri-, tetra-, etc., hacen referencia al grado de polimerización de los ácidos respectivos. El prefijo di- indica que el ácido se forma quitando una molécula de agua a dos moléculas del ácido. Como regla general se quita una molécula de agua menos que el número que indica el grado de polimerización del ácido. H2S2O7 ácido disulfúrico (2 H2SO4 H2O + H2S2O7) H2Cr2O7 ácido dicrómico Ácidos con enlace carbono-nitrógeno. El más corriente es el ácido cianhídrico, HCN. Sus sales proviene del anión CN - y se llaman cianuros. (KCN cianuro de potasio es un veneno muy activo) REPASO 3 Fórmula Sistemática Tradicional KOH Mg(OH) Hidróxido de cinc Trihidróxido de oro HBrO H 2 SeO Ácido perclórico Ácido yódico Ácido carbónico HNO H 2 CrO HPO H 3 PO H 2 Cr 2 O Ácido metafosforoso Ácido fosforoso Ácido pirosulfúrico Ácido dicrómico Ácido disulfúrico 9

10 3-C) SALES TERNARIAS: Aniones y cationes. Un ión es una especie química con carga eléctrica, positiva o negativa. Los iones negativos se llaman aniones, y los iones positivos se llaman cationes. Se nombran anteponiendo la palabra ión o catión (si son positivos) o anión (si son negativos) al nombre de la especie química. Si la especie fuese un elemento que puede adoptar distintos estados de oxidación, se utiliza la notación de Stock. Los cationes son metales que han perdido uno o varios electrones, o puede ser una molécula que ha aceptado un protón (H 3 O +, NH 4 + ). Los aniones monoatómicos se nombran utilizando el sufijo -uro, como en las combinaciones binarias del hidrógeno. Los aniones que provienen de la pérdida de todos los protones de un ácido se nombran sustituyendo la terminación -ico por ato, y la terminación oso por ito. Cationes Aniones Monoatómicos Poliatómicos Monoatómicos Poliatómicos Na + ión sodio Cu 2+ ión cobre (II) NH + 4 ión amonio H 3 O + ión hidronio Cl - ión cloruro S 2- ión sulfuro N 3- ión nitruro 2- SO 4 ión sulfato. - NO 3 ión nitrato. - MnO 4 ión permanganato. 2- CO 3 ión carbonato 2- Cr 2 O 7 ión dicromato Sales neutras. Son compuestos de carácter iónico. Pueden considerarse como compuestos binarios formados por un catión y un anión (que proviene de un ácido donde los iones hidrógeno han sido cedidos). Son compuestos ternarios constituidos por un no metal, oxígeno y metal. (Recuérdese que hay ácidos que están formados por un metal con un alto índice de oxidación) Se obtienen por neutralización completa de una base (hidróxido) y un ácido. Se sustituyen todos los hidrógenos del ácido por el catión de la base, formándose agua en la reacción. 10

11 H2SO4 + 2 NaOH 2 H2O + Na2SO4 (sulfato de sodio) Si la base no es un hidróxido como le sucede al amoniaco, cuando se forma la sal a partir del ácido y esta base, no se forma agua, tan solo la sal. NH3 + HNO3 NH4NO3 (nitrato de amonio) Nomenclatura de las sales.- Se escribe primero el catión y luego el anión, leyéndose al revés. Para nombrarlos se utiliza el nombre del anión seguido del nombre del catión. Si el metal posee varios estados de oxidación, se indica el que adopta con la notación sistemática o de Stock. NaClO4 perclorato de sodio. K2Cr2O7 dicromato de potasio. (NH4)3PO4 fosfato de amonio. Fe2(CO3)3 Tricarbonato de dihierro - carbonato de hierro (III). PbSO3 Monosulfito de plomo - Sulfito de plomo (II). Co(IO3)3 Triyodato de cobalto - yodato de cobalto (III) 4- COMPUESTOS CUATERNARIOS. 4-A) SALES ÁCIDAS. Provienen de la sustitución parcial de los hidrógenos de un ácido oxácido con varios hidrógenos sustituibles, por cationes. Para nombrar las sales ácidas, la IUPAC propone que se designen anteponiendo al nombre del anión de la sal neutra correspondiente, la palabra hidrógeno indicando con los prefijos di, tri,, los hidrógenos presentes en la sal ácida. Si el número de hidrógenos en el ácido es par y se sustituye la mitad, se puede nombrar anteponiendo el prefijo bi al anión. También estas sales pueden provenir de ácidos hidrácidos. K2HPO4 hidrógenofosfato de potasio KH2PO4 dihidrógenofosfato de potasio Ca(HS) 2 Hidrógenosulfuro de calcio. Al(HTe) 3 Hidrógenotelururo de aluminio. Cr(HSO3)3 hidrógenosulfito de cromo (III), bisulfito de cromo (III) NaHCO3 hidrógenocarbonato de sodio, bicarbonato de sodio NaHSO4 hidrógenosulfato de sodio, bisulfato de sodio 11

12 REPASO 4 Fórmula LiBrO 3 MgSO 3 Hg(NO 2 ) 2 KMnO 4 NH 4 ClO 4 Na 3 PO 4 Nomenclatura Hipoclorito de estroncio Sulfato de amonio Nitrato de plata Carbonato de cobre (I) Dicromato de sodio Borato de niquel (II) Cianuro de rubidio 12