QUÍMICA INORGÁNICA 3º E.S.O.

Transcripción

1 QUÍMICA INORGÁNICA 3º E.S.O. Formulación y nomenclatura. Normas de la IUPAC (2005) 1

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3 CONCEPTOS GENERALES 1. NORMAS PARA ESCRIBIR LAS FÓRMULAS Se escriben juntos los símbolos de los átomos, el más electronegativo a la derecha y el menos electronegativo a la izquierda, y un número al lado derecho del símbolo, en forma de subíndice. Este número indica la cantidad que hay de ese elemento. Por ejemplo el AlH 3 es una sustancia que contiene aluminio e hidrógeno en proporción 1:3, (observa que no es necesario poner el subíndice 1). El convenio utilizado para decidir cuál es el constituyente electropositivo es el de seguir el siguiente camino que se dibuja: Elementos de transición Cuando un subíndice afecta a más de un átomo se utilizan los paréntesis. Un ejemplo es el Ni(OH) 3,es una sustancia que contiene níquel, oxígeno e hidrógeno y se encuentran en la proporción 1:3:3. En el caso de que escribamos iones, se debe escribir en primer lugar el número seguido del signo positivo + o negativo -. No se escribe el número 1, sólo el signo. Puede usarse un paréntesis para indicar que la carga afecta al conjunto de átomos que encierra el paréntesis. Vamos a escribir algunos ejemplos: Bien K + S 2- HCl MnO 2 (HCO 3 ) - ; HCO - 3 (OH) - ; OH - Mal K 1+ S ClH O 2 Mn HCO 3 OH -1 3

4 2. NÚMERO DE OXIDACIÓN A cada átomo que forma un compuesto se le asigna un número, denominado número de oxidación. Este número tiene signo y cuando se hace balance, teniendo en cuenta la cantidad de átomos de cada tipo, la suma de la parte positiva y negativa es cero (a no ser que el grupo de átomos tenga carga, en cuyo caso, esa suma es el valor de la carga). Este número es único para algunos átomos y variable para otros pues depende del número de electrones que los átomos han perdido, ganado o compartido cuando forman el compuesto. De manera general: a) Los metales tienen números positivos b) Los no metales pueden tener números positivos y negativos c) Pueden recordarse otros números de oxidación ya que parecen formar una serie matemática. Por ejemplo, los números de oxidación del grupo 17 son +7,+5,+3,+1. Si vamos restando 2 a partir del 7 obtenemos todo el conjunto. Todo esto sucede desde el grupo 13 al 17 aunque hay excepciones en cada grupo. h) Desde el grupo 14 al 17 se cumple que el número de oxidación negativo puede obtenerse al restar el número del grupo a 18. Por ejemplo: Cloro está en el grupo 17, así que 17 18= 1; será 1 el valor del número de oxidación. Números de oxidación de los elementos más frecuentes NO METALES ELEMENTOS SÍMBOLOS NÚMEROS DE OXIDACIÓN Hidrógeno Flúor H F 1(Hidruros metálicos), +1 1 Cloro Bromo Iodo Cl Br I 1; +1, +3, +5, +7 Oxígeno O 2; 1(peróxidos) Azufre Selenio Teluro S Se Te 2; +2, +4, +6 Nitrógeno Fósforo Arsénico Antimonio Bismuto N P As Sb Bi 3; +1, +2, +3, +4, +5 3; +1, +3, +5 3; +3, +5 Boro B 3; +3 Carbono Silicio C Si 4; +2, +4 4; +4 4

5 METALES ELEMENTOS SÍMBOLOS NÚMEROS DE OXIDACIÓN Litio Sodio Potasio Rubidio Cesio Francio Plata Ion amonio* Li Na K Rb Cs Fr Ag + NH 4 +1 Berilio Magnesio Calcio Estroncio Be Mg Ca Sr +2 Bario Radio Cinc Cadmio Ba Ra Zn Cd Cobre Cu +1, +2 Mercurio Hg Aluminio Al +3 Oro Au +1, +3 Hierro Cobalto Fe Co +2, +3 Níquel Ni Estaño Plomo Sn Pb +2, +4 Platino Pt Cromo Cr +2, +3, +6 Manganeso Mn +2, +3, +4, +5, +6,+7 Ejemplo RESUELTO Aplica las reglas de cálculo de los números de oxidación y consulta la tabla periódica para completar la siguiente tabla. Fórmula: Na 3 PO 4 Fórmula: 2 SO 4 Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación Na x(+1)=+3 S x(+6)=+6 P x(+5)=+5 O 4-2 4x(-2)=-8 O 4-2 4x(-2)=-8 SUMA 0 SUMA -2 5

6 Practica: TABLA 1 Fórmula: NaCl Fórmula: FeCl 3 Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación TABLA 2 Fórmula: P 2 O 5 Fórmula: MgH 2 Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación TABLA 3 Fórmula: KOH Fórmula: CaS Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación TABLA 4 Fórmula: Pb(NO2)4 + Fórmula: NH 4 Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación Átomos Cuántos? Nºoxidación Multiplicación 6

7 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE LAS PRINCIPALES SUSTANCIAS INORGÁNICAS ELEMENTOS COMPUESTOS BINARIOS q Compuestos con hidrógeno: HIDRUROS METÁLICOS HALUROS HIDRUROS VOLÁTILES q Compuestos con oxígeno: ÓXIDOS PERÓXIDOS q SALES COMPUESTOS TERNARIOS q HIDRÓXIDOS 7

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9 1.- ELEMENTOS Los elementos químicos pueden encontrarse de diferentes formas: a) Metales (sólidos o líquidos) cuya fórmula coincide con la del átomo y que tiene el mismo nombre que la del átomo. b) Átomos aislados de gases nobles cuya fórmula y nombre coincide con la del átomo. c) Sustancias moleculares formadas por la unión de varios átomos no metálicos y cuyo nombre se basa en el número de átomos que contiene la molécula. Para dar el nombre se usan prefijos multiplicadores. FÓRMULA Fe He NOMBRE Hierro Helio NOMBRE ACEPTADO O 2 Dioxígeno Oxígeno S 6 Hexaazufre P 4 Tetrafósforo Fósforo blanco N 2 Cu Dinitrógeno Cobre O 3 Trioxígeno Ozono 9

10 2.- COMPUESTOS BINARIOS Para dar nombre a estas sustancias se utilizará la nomenclatura de composición. El elemento más electropositivo (en la fórmula, escrito en primer lugar) no cambia su nombre. El otro elemento que se clasifica como electronegativo (en la fórmula debe estar escrito en segundo lugar), modifica su nombre añadiendo la terminación -uro (excepto para el oxígeno que cambia el nombre a óxido) HIDRUROS METÁLICOS Son los que forma el hidrógeno con los elementos metálicos (grupos 1-12), menos electronegativos que él. + p 1 Fórmula general MH p Símbolo del Símbolo del Nº oxidación metal hidrógeno del metal PARA ESCRIBIR LA FÓRMULA DE UN HIDRURO METÁLICO Se escribe el símbolo del metal. Se escribe el símbolo del hidrógeno. El número de oxidación del metal se pone como subíndice del hidrógeno y el del hidrógeno (-1) se pone como subíndice del metal (números de oxidación intercambiados). PARA ESCRIBIR EL NOMBRE DE UN HIDRURO METÁLICO Con prefijos multiplicadores Se utilizan los prefijos griegos: mono-(opcional), di-, tri-, tetra-,..., para indicar el número de átomos de cada elemento que aparecen en la fórmula. Se empieza por el elemento de la derecha, que es el hidrógeno, utilizando la palabra hidruro. 10

11 Observa los ejemplos siguientes: FeH 3 NiH 2 AgH CaH 2 Trihidruro de hierro Dihidruro de niquel Hidruro de plata o Monohidruro de plata Dihidruro de calcio Con números de oxidación Se utilizan números romanos para indicar el número de oxidación del metal. El del hidrógeno ya se sabe que es -1. Observa los siguientes ejemplos: CuH 2 AuH 3 SnH 4 Hidruro de cobre (II) Hidruro de oro (III) Hidruro de estaño (IV) Cuando el metal sólo tiene un estado de oxidación posible, es obligatorio no indicarlo entre paréntesis. NaH AlH 3 CaH 2 Hidruro de sodio Hidruro de aluminio Hidruro de calcio PRÁCTICA: FÓRMULA PREFIJOS MULTIPLICADORES NÚMERO DE OXIDACIÓN CoH 3 Trihidruro de hierro Hidruro de mercurio (I) ZnH 2 Dihidruro de magnesio 11

12 Hidruro de litio KH Hidruro de cobre Hidruro de plomo(ii) CdH HIDRUROS VOLÁTILES Son los que forma el hidrógeno con los elementos de los grupos: 13 (B),14 (C y Si) y 15 (N, P, As y Sb) (menos electronegativos que él) n + 1 Fórmula general XH n Símbolo del hidrógeno Símbolo del no metal Nºoxidación negativo del no metal Hay siete hidruros volátiles FÓRMULA PREFIJOS MULTIPLICADORES NOMBRE COMÚN NH 3 Trihidruro de nitrógeno Azano (Amoníaco) PH 3 Trihidruro de fósforo Fosfano AsH 3 Trihidruro de arsénico Arsano SbH 3 Trihidruro de antimonio Estibano CH 4 Tetrahidruro de carbono Metano SiH 4 Tetrahidruro de silicio Silano BH 3 Trihidruro de boro Borano 12

13 2.3. HALUROS Son los que forma el hidrógeno con los elementos de los grupos 16 y 17 (más electronegativos que él) + 1 n Fórmula general H n X Símbolo del no Símbolo Nºoxidación negativo metal del hidrógeno del no metal H : + 1 F, Cl, Br, I ( halógenos) : 1 S, Se, Te ( anfígenos) : 2 Hay siete haluros FÓRMULA PREFIJOS MULTIPLICADORES NOMBRE COMÚN HF Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico HCl Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico HBr Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico HI Yoduro de hidrógeno Ácido yodhídrico H 2 S Sulfuro de hidrógeno Ácido sulfhídrico H 2 Se Seleniuro de hidrógeno Ácido selenhídrico H 2 Te Telururo de hidrógeno Ácido telurhídrico * La combinación binaria del oxígeno se escribe: H 2 O y se nombra como oxidano aunque se admite su nombre común: agua 13

14 2.4 ÓXIDOS + p 2 Fórmula general M 2 O p Símbolo del metal o no metal Símbolo del oxígeno Nº oxidación Nº oxidación positivo -2 del oxígeno del metal o no metal PARA ESCRIBIR LA FÓRMULA DE UN ÓXIDO Se escribe el símbolo del metal o del no metal. Se escribe el símbolo del oxígeno. El número de oxidación positivo del metal o no metal se pone como subíndice del oxígeno y el número de oxidación del oxígeno(-2) se pone como subíndice del metal o no metal (números de oxidación intercambiados). Si se puede se simplifica. PARA ESCRIBIR EL NOMBRE DE UN ÓXIDO Con prefijos multiplicadores Se utilizan los prefijos griegos: mono-(opcional),di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-..., para indicar el número de átomos de cada elemento que aparecen en la fórmula. Se empieza por el elemento de la derecha, que es el oxígeno, utilizando la palabra óxido. Observa los ejemplos siguientes: SO 3 N 2 O 5 CuO Hg 2 O Trióxido de axufre Pentaóxido de dinitrógeno Óxido de cobre o Monóxido de cobre Óxido de dimercurio 14

15 * Las combinaciones binarias de un halógeno (F, Cl, Br, I) con el oxígeno se nombran como haluros de oxígeno, y el halógeno se escribe a la derecha. Se nombran mediante prefijos multiplicadores. O 7 Cl 2 OBr 2 Dicloruro de heptaoxígeno Dibromuro de oxígeno Con números de oxidación Se utilizan números romanos para indicar el número de oxidación del metal o del no metal. El del oxígeno ya se sabe que es 2. Observa los siguientes ejemplos: N 2 O 5 Cu 2 O CoO Óxido de nitrógeno (V) Óxido de cobre (I) Óxido de cobalto (II) (aquí la fórmula está simplificada, puesto que no aparece el número de oxidación del oxígeno como subíndice del cobalto) Cuando el metal o el no metal sólo tienen un único número de oxidación posible, es obligatorio no indicarlo entre paréntesis. Na 2 O Al 2 O 3 CaO Óxido de sodio Óxido de aluminio Óxido de calcio 15

16 PRÁCTICA: FÓRMULA PREFIJOS MULTIPLICADORES NÚMERO DE OXIDACIÓN Au 2 O 3 Dibromuro de trioxígeno Óxido de azufre (VI) SeO Trióxido de dihierro Óxido de fósforo (III) 2.5. PERÓXIDOS + p 2 Fórmula general M 2 (O 2 ) P Símbolo del metal Símbolo del oxígeno Nº oxidación Nº oxidación positivo del grupo peróxido del metal PARA ESCRIBIR LA FÓRMULA DE UN PERÓXIDO Se escribe el símbolo del metal seguido del símbolo del peróxido(o 2 ). A continuación se intercambian los estados de oxidación considerando que el del grupo peróxido es 2 (O 2 2- ). Si se puede se simplifica. 16

17 Observa los ejemplos siguientes: Na 2 (O 2 ) Na 2 O 2 Ca 2 (O 2 ) 2 CaO 2 PARA ESCRIBIR EL NOMBRE DE UN PERÓXIDO Con prefijos multiplicadores Se utilizan los prefijos numerales griegos para indicar el número de átomos de cada elemento que aparecen en la fórmula. Se empieza por el elemento de la derecha, que es el oxígeno, utilizando la palabra óxido. Observa los ejemplos siguientes: Li 2 O 2 Dióxido de dilitio BaO 2 Dióxido de bario Con números de oxidación Se utilizan números romanos para indicar el número de oxidación del metal. Cuando el metal sólo tiene un único número de oxidación, es obligatorio no indicarlo entre paréntesis. Se empieza por el elemento de la derecha, que es el oxígeno, utilizando la palabra peróxido. Observa los siguientes ejemplos: Li 2 O 2 Cu 2 O 2 CoO 2 Peróxido de litio Peróxido de cobre (I) Peróxido de cobalto (II) (aquí la fórmula está simplificada, puesto que no aparece el estado de oxidación del peróxido como subíndice del cobalto) 17

18 PRÁCTICA: FÓRMULA PREFIJOS MULTIPLICADORES NÚMERO DE OXIDACIÓN Au 2 O 2 Dióxido de cinc Peróxido de mercurio (I) MgO SALES Fórmula general + p n M n X p Símbolo del no metal Símbolo del metal /no metal Nºoxidación del metal /no metal Nºoxidación negativo del no metal PARA ESCRIBIR LA FÓRMULA DE UNA SAL Se escribe el símbolo del metal /no metal. Se escribe el símbolo del no metal. Los números de oxidación de ambos se intercambian. Si se puede se simplifica. PARA ESCRIBIR EL NOMBRE DE UNA SAL Prefijos multiplicadores Se utilizan los prefijos griegos: mono- (opcional), di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-..., para indicar el número de átomos de cada elemento que aparecen en la fórmula. 18

19 Se empieza por el elemento de la derecha, que es siempre un no metal, acabado en -uro. Observa los ejemplos siguientes: NaCl BaS Cu 2 Se Fe 2 Se 3 PCl 5 Cloruro de sodio o Monocloruro de sodio Sulfuro de bario o Monosulfuro de bario Monoseleniuro o Seleniuro de dicobre Triseleniuro de dihierro Pentacloruro de fósforo Números de oxidación Se utilizan números romanos para indicar el número de oxidación del metal/no metal que se escribe a la izquierda. Observa los siguientes ejemplos: CoBr 2 HgCl 2 FeS SF 6 Bromuro de cobalto (II) Cloruro de mercurio (II) Sulfuro de hierro (II) (aquí la fórmula está simplificada, puesto que no aparece el número de oxidación del azufre, que es -2, como subíndice del hierro) Fluoruro de azufre (VI) Cuando el metal sólo tiene un número de oxidación posible, no se indica entre paréntesis. NaCl Al 2 S 3 CaSe BN Cloruro de sodio Sulfuro de aluminio Seleniuro de calcio (Aquí la fórmula está simplificada y el número de oxidación del selenio es 2) Nitruro de boro 19

20 PRÁCTICA: FÓRMULA PREFIJOS MULTIPLICADORES NÚMERO DE OXIDACIÓN KF Monosulfuro de disodio Yoduro de aluminio AgCl NiS Disulfuro de estaño Telururo de hierro (II) Dicloruro de carbono Seleniuro de mercurio (I) 3.- COMPUESTOS TERNARIOS 3.1. HIDRÓXIDOS + p Fórmula general M(OH) p Nºoxidación del metal Símbolo del metal Símbolo del hidrógeno Símbolo del oxígeno El grupo -OH recibe el nombre de grupo hidróxido. Su número de oxidación en conjunto es 1. 20

21 PARA ESCRIBIR LA FÓRMULA DE UN HIDRÓXIDO Se escribe el símbolo del metal. Se escribe el grupo OH. El número de oxidación del metal se pone como subíndice del grupo OH entre paréntesis y el número de oxidación del grupo hidróxido (1) se pone como subíndice del metal (números de oxidación intercambiados). PARA ESCRIBIR EL NOMBRE DE UN HIDRÓXIDO Con prefijos multiplicadores Se utilizan los prefijos griegos: mono- (opcional), di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-..., para indicar el número de átomos de cada elemento que aparecen en la fórmula. Se empieza por derecha, utilizando la palabra hidróxido. Observa los ejemplos siguientes: Fe(OH) 3 Trihidróxido de hierro Ni(OH) 2 Dihidróxido de niquel AgOH Hidróxido de plata o Monohidróxido de plata Ca(OH) 2 Dihidróxido de calcio Con números de oxidación Se utilizan números romanos para indicar el número de oxidación del metal. El del grupo hidróxido ya se sabe que es 1. Observa los siguientes ejemplos: Cu(OH) 2 Au(OH) 3 Sn(OH) 4 Hidróxido de cobre (II) Hidróxido de oro (III) Hidróxido de estaño (IV) Cuando el metal sólo tiene un número de oxidación posible, no se indica entre paréntesis. NaOH Hidróxido de sodio Al(OH) 3 Hidróxido de aluminio Ca(OH) 2 Hidróxido de calcio 21

22 PRÁCTICA: FÓRMULA PREFIJOS MULTIPLICADORES NÚMERO DE OXIDACIÓN Pb(OH) 2 Dihidróxido de berilio Hidróxido de mercurio (I) NaOH Trihidróxido de hierro AuOH Monohidróxido de plata Hidróxido de aluminio Hidróxido de cobre (I) 22

23 PRACTICA LO APRENDIDO: Completa la siguiente tabla FÓRMULA PREFIJOS MULTIPLICADORES Nº OXIDACIÓN NOMBRE COMÚN SO Ácido clorhídrico FeSe Óxido de níquel (III) Diyoduro de pentaoxígeno PH Hidróxido de estaño (IV) Dihidruro de cobalto Amoniaco CaO Hidruro de aluminio Mg(OH) Telururo de mercurio (II) SiO HF Peróxido de litio H 2 S Óxido de cromo (VI)

24 ANEXO I 24