Rafael S. Gutiérrez Cera Docente Rafael S. Gutiérrez Cera Santa Marta, 2015

Formulación y nomenclatura de la Química inorgánica Química General Formulación y nomenclatura de la Química inorgánica UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA

Formulación y nomenclatura de la Química inorgánica VALENCIA   Es la capacidad que tiene un átomo de un elemento para combinarse con los átomos de otros elementos y formar compuestos. La valencia es un número, positivo o negativo, que nos indica el número de electrones que gana, pierde o comparte un átomo con otro átomo.

Elementos importantes METALES VALENCIA 1 VALENCIA 2 VALENCIA 3 Litio Sodio Potasio Rubidio Cesio Francio Plata Li Na K Rb Cs Fr Ag Berilio Magnesio Calcio Estroncio Zinc Cadmio Bario Radio Be Mg Ca Sr Zn Cd Ba Ra Aluminio Al VALENCIA 1, 2 VALENCIA 1, 3 VALENCIA 2, 3   Cobre Mercurio Cu Hg Oro Talio Au Tl Níquel Cobalto Hierro Ni Co Fe VALENCIA 2, 4 VALENCIA 2, 3, 6 VALENCIA 2, 3, 4, 6, 7 Platino Plomo Estaño Pt Pb Sn Cromo Cr Manganeso Mn

NO - METALES HIDRÓGENO. VALENCIA +/-1 VALENCIA -1 VALENCIAS +/- 1, 3, 5, 7 VALENCIA -2 Flúor F Cloro Bromo Yodo Cl Br I Oxígeno O VALENCIAS +/-2, 4, 6 VALENCIAS 2, +/- 3, 4, 5 VALENCIAS +/- 3, 5 Azufre Selenio Teluro S Se Te Nitrógeno N Fósforo Arsénico Antimonio P As Sb VALENCIAS +/-2, 4 VALENCIA 4 VALENCIA 3 Carbono C Silicio Si Boro B HIDRÓGENO.   VALENCIA +/-1   Hidrógeno H

NOMENCLATURAS. 1. NOMENCLATURA SISTEMÁTICA. 2. NOMENCLATURA DE STOCK.   Para nombrar los compuestos químicos inorgánicos se siguen las normas de la IUPAC (unión internacional de química pura y aplicada). 1. NOMENCLATURA SISTEMÁTICA. Para nombrar compuestos químicos según esta nomenclatura se utilizan los prefijos: MONO_, DI_, TRI_, TETRA_, PENTA_, HEXA_, HEPTA_ ... Cl2O3 Trióxido de dicloro I2O Monóxido de diyodo 2. NOMENCLATURA DE STOCK. En este tipo de nomenclatura, cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de una valencia, ésta se indica al final, en números romanos y entre paréntesis. Ejemplos

3. NOMENCLATURA TRADICIONAL. Fe(OH)2 Hidróxido de hierro (II) Fe(OH)3 Hidróxido de hierro (III) 3. NOMENCLATURA TRADICIONAL.   En esta nomenclatura para poder distinguir con qué valencia funcionan los elementos en ese compuesto se utilizan una serie de prefijos y sufijos:   3 valencias 4 valencias Hipo_ _oso Valencia menor Valencia mayor 2 valencias _oso 1 valencia _ico Per_ _ico

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.). Veamos algunos ejemplos: H2 Hidrógeno N2 Nitrógeno F2 Flúor O2 Oxígeno Cl2 Cloro O3 Ozono Br2 Bromo S8 Azufre λ I2 Yodo P4 Fósforo blanco

Compuestos Los compuestos son sustancias formadas por átomos de dos o más elementos y se clasifican según los elementos que lo constituyen o según los otros compuestos de donde provengan. Se conoce como función química a una serie de sustancias con propiedades comunes y específicas que las distinguen de otras. Tales funciones poseen en sus moléculas un átomo o grupo de átomos que las identifica, y que se le conoce como grupo funcional. Ejemplo: Ca(OH)2, NaOH, Cu(OH)2 Fe(OH)3 Todos corresponden a una misma función química: los hidróxidos Todos tienen el mismo grupo funcional: el ión hidroxilo u oxhidrilo OH-1

Las funciones de la química inorgánica Según los elementos o compuestos de donde provengan: Hidruros Óxidos Ácidos Bases o Hidróxido Sales. Según el número de átomos diferentes que conforman sus moléculas: Binarios: óxidos, hidruros, hidrácidos,… Ternarios y superiores: oxácidos , bases, sales,..

HIDRUROS Las combinaciones del hidrógeno con metales se denominan hidruros, algunos ejemplos son: Metal + hidrógeno → hidruro Mm + H1- → MHm LiH Hidruro de litio AlH3 Hidruro de aluminio NaH Hidruro de sodio GaH3 Hidruro de galio KH Hidruro de potasio GeH4 Hidruro de germanio CsH Hidruro de cesio SnH4 Hidruro de estaño BeH2 Hidruro de berilio PbH4 Hidruro de plomo(IV) MgH2 Hidruro de magnesio CuH2 Hidruro de cobre(II) CaH2 Hidruro de calcio NiH3 Hidruro de niquel (III)

ÓXIDOS Óxidos básicos : Las combinaciones de oxígeno con metales. Son combinaciones binarias del oxígeno con cualquier elemento químico. Deben nombrarse como óxidos. Se clasifican: Óxidos básicos : Las combinaciones de oxígeno con metales. Metal + oxígeno → óxido básico Mm + O2- → M2Om donde m es el nº oxidación del metal Óxidos ácidos o anhídridos: Las combinaciones del oxígeno con no metales. No- Metal + oxígeno → óxido ácido o anhídrido Xm + O2- → X2Om , donde X es el no-metal m= nº de oxidación del no-metal

Para formularlos se escribe siempre, a la izquierda, el elemento más electropositivo,  intercambiándose los números de oxidación del oxígeno (-2) y del otro elemento. E2Om Algunos ejemplos son: Li2O Óxido de litio FeO Óxido de hierro (II) Cu2O Óxido de cobre (I) MgO Óxido de magnesio Cr2O3 Óxido de cromo (III) CaO Óxido de calcio Al2O3 Óxido de aluminio PbO2 Óxido de plomo (IV) SiO2 Óxido de silicio N2O3 Óxido de nitrógeno (III) N2O Óxido de nitrógeno (I) Cl2O5 Óxido de cloro (V)

ÁCIDOS Los ácidos se clasifican en Ácidos binarios o hidrácidos Ácidos ternarios o oxácidos Hidrácidos: Las combinaciones del hidrógeno con F, Cl, Br, I, S, Se y Se se denominan hidrácidos debido a que tales compuestos, al disolverse en agua, dan disoluciones ácidas. X-n + H1+ → HnX En su nomenclatura se coloca primero la palabra ácido seguido del nombre del no metal con la terminación hídrico

Algunos ejemplos son: Fórmula Nombre sistemático (en disolución acuosa) HF Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico HCl Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico HBr Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico HI Yoduro de hidrógeno Ácido yodhídrico H2S Sulfuro de hidrógeno Ácido sulfhídrico H2Se Seleniuro de hidrógeno Ácido selenhídrico H2Te Telururo de hidrógeno Ácido telurhídrico

Otras combinaciones binarias del hidrógeno con oxígeno, nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio, carbono y silicio tienen nombres comunes: H2O Agua NH3 Amoníaco PH3 Fosfina AsH3 Arsina SbH3 Estibina CH4 Metano SiH4 Silano

H2O + X2On → H2X2On+1 ÀCIDOS OXÁCIDOS.   Son compuestos ternarios formados por un no metal, oxígeno e hidrógeno. Se obtienen a partir del óxido ácido o anhídrido correspondiente sumándole una molécula de agua (H2O). Su fórmula general es: H2O + X2On → H2X2On+1 Donde H es el hidrógeno, X el no metal y O el oxígeno. Para nombrar los oxácidos utilizaremos la nomenclatura tradicional con los sufijos –oso e –ico, nomenclatura que está admitida por la IUPAC.

Hidróxidos En este apartado vamos a ver unos compuestos formados por la combinación del anión hidroxilo (OH)-1 con diversos cationes metálicos. M(OH)m Resultan de combinar óxidos básicos con el agua. 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

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 ion al nombre del elemento. En los casos en que el átomo puede adoptar distintos estados de oxidación se indica entre paréntesis. Algunos ejemplos son: H+ Ión hidrógeno Li+ Ión litio Cu+ Ión cobre (I) Cu+2 Ión cobre (II) Fe+2 Ión hierro (II) Fe+3 Ión hierro (III) Sn+2 Ión estaño (II) Pb+4 Ión plomo (IV)

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: NH4+ Ión amonio PH4+ Ión fosfonio AsH4+ Ión arsonio H3O+ Ión hidronio

Aniones 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. Para nombrar los iones monoatómicos se utiliza la terminación –uro, como en los siguientes ejemplos: H– Ión hidruro S–2 Ión sulfuro F– Ión fluoruro Se–2 Ión seleniuro Cl– Ión cloruro N–3 Ión nitruro Br– Ión bromuro P–3 Ión fosfuro I– Ión yoduro As–3 Ión arseniuro

Aniones poliatómicos Los aniones poliatómicos se pueden considerar como provenientes de otras moléculas por pérdida de uno o más iones hidrógeno. El ion de este tipo más usual y sencillo es el ion hidroxilo (OH)- que procede de la pérdida de un ion hidrógeno del agua. 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. Para nombrar estos aniones se utilizan los sufijos –ito y –ato según que el ácido de procedencia termine en –oso o en –ico, respectivamente.

Por ejemplo, veamos la siguiente tabla: HClO Ácido hipocloroso ClO– Ión hipoclorito H2SO3 Ácido sulfuroso SO3–2 Ión sulfito HClO3 Ácido clórico ClO3– Ión clorato HClO4 Ácido perclórico ClO4– Ión perclorato H2SO4 Ácido sulfurico SO4–2 Ión sulfato

Sales 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–. Se clasifican Sales haloideas o hidrosales: resultan de la combinación de un ácido hidrácido con un hidróxido o base. hidrácido + hidróxido → hidrosal + agua Su nomenclatura se deriva del nombre de los iones que le dan origen en primer lugar, se escribe el nombre del ión ácido terminado en uro, y en segundo lugar, el del catión proveniente del hidróxido, terminado en oso o en ico

Ejemplos: HCl + NaOH → NaCl + H2O ácido hidróxido cloruro agua clorhídrico sodico sódico H2S + Fe(OH)2 → FeS + H2O ácido hidróxido sulfuro agua sulfhídrico ferroso ferroso HBr + NH4OH → NH4Br + H2O ácido hidróxido bromuro agua bromhídrico de amonio de amonio

Para formularlos se escribe a la izquierda el símbolo del metal, por ser el elemento más electropositivo. Algunos ejemplos son: CaF2 Fluoruro de calcio FeCl2 Cloruro de hierro(II) FeCl3 Cloruro de hierro(III) CuBr Bromuro de cobre(I) CuBr2 Bromuro de cobre(II) AlI3 Yoduro de aluminio MnS Sulfuro de manganeso(II) MnS2 Sulfuro de manganeso(IV) V2S5 Sulfuro de vanadio(V) Mg3N2 Nitruro de magnesio Ni2Si Siliciuro de niquel(II) CrB Boruro de cromo(III

Sales oxisales: resulta de la combinación de un ácido oxácido con un hidróxido. Hidroxido + oxacido → oxisal + agua Su nomenclatura se deriva del nombre de los iones que le dan origen; en primer lugar, se escribe el nombre del ión ácido terminado en ito o en ato, y en segundo lugar, el del catión proveniente del hidróxido, terminado en oso o en ico Ejemplos: HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + H2O ácido hidróxido nitrato agua nítrico magnésico magnésico

Oxoanión de procedencia Ácidos terminados en… Dan sales terminadas en… hídrico uro oso ito ico ato Sal Oxoanión de procedencia Nombre NaClO ClO– ión hipocloroso Hipoclorito de sodio NaClO2 ClO2– ión cloroso Clorito de sodio NaClO3 ClO3– ión clorico Clorato de sodio NaClO4 ClO4– ión perclórico Perclorato de sodio K2SO3 SO3–2 ión sulfuroso Sulfito de potasio K2SO4 SO4–2 ión sulfúrico Sulfato de potasio

H2CO3 + KOH → KHCO3 + H2O SALES ÀCIDAS Son compuestos que se obtienen sustituyendo PARTE DE LOS HIDRÓGENOS de un ácido oxácido por un metal. El número de hidrógenos que se le quitan al ácido se le pone como subíndice al metal y la valencia del metal se le pone como subíndice al resto del ácido. Ejemplo: H2CO3 + KOH → KHCO3 + H2O ácido hidróxido carbonato ácido agua carbónico potásico de potasio

Gracias por su atención