Formulación inorgánica 4º ESO BINARIOS Y TERNARIOS © Chema Martín, 2013

Valencia La valencia se ha definido tradicionalmente por la capacidad de combinación de un elemento, más concretamente el nº de átomos de hidrógeno con los que se une un átomo de ese elemento o a los que sustituye si no se une directamente al hidrógeno. Así, la valencia del O es 2 porque forma H2O También hemos visto otros ejemplos, CH4 implica que la valencia del carbono es 4

Para que se usa la valencia Cuando 2 átomos se unen entre si se unen como indican sus valencia, las intercambian. Si el C tiene valencia 4 es porque se combina o sustituye a 4 H y formará el CH4 El O tiene valencia 2 y forma el H2O Si se combinan el O y el C directamente, podemos partir del CH4 y pensar que cada O sustituirá a 2 H, por lo que se formará el CO2

C O C O Cómo se usa la valencia Cuando 2 elementos se unen se escribe la valencia de cada uno de ellos como subindice del otro. Asi, cuando se unen el C y el O se forma: C O 2 4 Si se pueden simplificar los subíndices se simplifican, como es el caso C O 2

VALENCIAS MAS IMPORTANTES (SELECCIÓN)

¿en que orden escribimos los elementos? Es muy importante, porque según el orden se van a nombrar los compuesto. El orden que se sigue es, 1º el metal, y luego el no metal METAL+NO METAL Si son 2 no metales, el orden es siguiendo la tabla periódica

Orden de los no metales Resumiendo: Metales, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O, F Como puedes ver es fácil de aprender. Primero los metales, luego los carbonoideos, Si y C, luego los nitrogenoideos, Sb, As, P, N, el hidrógeno se intercala en medio, H, luego los anfígenos Te, Se, S , los halógenos I, Br, Cl y aquí está el pequeño regate del O y luego el F. Es importante recordar que el O es el último siempre (salvo si va con el F, en el compuesto OF2)

Así se formula…. Ca con F: CaF2 Ca con O: CaO Na con S: Na2S C con O: hay 2, el CO y el CO2 N con H: el NH3 S con O: hay 3, SO, SO2 y SO3 Cl con O: hay 4: Cl2O, Cl2O3, Cl2O5 y Cl2O7

¿Cómo distinguimos cada uno de los compuestos? Con el nombre Si 2 átomos sólo dan un compuesto será fácil. Se empieza por el 2º dando la terminación “uro”, salvo el oxígeno que, por tradición, se llama óxido y a continuación el nombre del primero. (Esto es influencia inglesa) Ejemplo: CaF2: Fluoruro de calcio CaO: Óxido de calcio Na2S: Sulfuro de sodio

Problemas…. Cuando 2 elementos dan luugar a varios compuestos se distinguen entre ellos mediante el nombre y se usan básicamente 3 sistemas: Nomenclatura Sistemática: utiliza prefijos que nos indican el número de átomos de cada elemento (el mono-, normalmente se obvia. Ojo, se indica el nº de átomos, no la valencia). Los prefijos son: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- …) Sistema de Stock: indica la valencia (no el nº de átomos, ojo) entre paréntesis y números romanos, si existe más de una posibilidad.

Como llamariamos a…. Sistemática Stock Cl2O Oxido de dicloro   Sistemática Stock Cl2O Oxido de dicloro Oxido de cloro (I) Cl2O3 Trioxido de dicloro Oxido de cloro (III) Cl2O5 Pentóxido de dicloro Oxido de cloro (V) Cl2O7 Heptóxido de dicloro Oxido de cloro (VII)

El sistema tradicional Existe un tercer sistema, denominado tradicional, un poco más complejo y que se usa poco en los binarios, pero mucho en los ternarios derivados de estos. Usa prefijos y sufijos, dependiendo de la valencia utilizada por el primero de los átomos (el último siempre usa una única valencia y no hay confusión) : Si sólo tiene una valencia (sea la que sea, pero sólo una), terminación –ico Si tiene 2 valencias, -oso para la menor e –ico para la mayor. Si tiene 3 valencias, hip- -oso para la menor, -oso para la intermedia y –ico para la mayor. Si tiene 4 valencias, hip- -oso, -oso, -ico y per- -ico, en ese orden

Varios ejemplos Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) Cl2O   Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) Cl2O Anhídrido hipocloroso Cl2O3 Anhídrido cloroso Cl2O5 Anhídrido clórico Cl2O7 Anhídrido perclórico   Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) SO Anhídrido hiposulfuroso SO2 Anhídrido sulfuroso SO3 Anhídrido sulfúrico   Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) CO Anhídrido carbonoso CO2 Anhídrido carbónico

Clasificación de los binarios óxidos (óxidos básicos) Óxidos metalicos Óxidos no metálicos (anhídridos) Peróxidos Hidrúros Hidruros metálicos Hidruros no metálicos Grupo del C y el N Grupo del O y S

Me2Ovalencia del metal Óxidos metálicos Todos tiene de fórmula general: Me2Ovalencia del metal   Sistemática Stock Tradicional FeO monoxido de hierro Oxido de hierro (II) Oxido ferroso Fe2O3 Trioxido de dihierro Oxido de hierro (III) Óxido férrico Li2O Óxido de dilitio Oxido de litio Óxido de litio ZnO Oxido de zinc Óxido de zinc

NoMe2Ovalencia del no metal Óxidos no metálicos Todos tiene de fórmula general (salvo OF2): NoMe2Ovalencia del no metal En la nomenclatura la única salvedad debe hacerse con la tradicional, en la que se denominan “anhídridos” y no óxidos.

Óxidos no metálicos Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) Cl2O   Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) Cl2O Anhídrido hipocloroso Cl2O3 Anhídrido cloroso Cl2O5 Anhídrido clórico Cl2O7 Anhídrido perclórico   Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) SO Anhídrido hiposulfuroso SO2 Anhídrido sulfuroso SO3 Anhídrido sulfúrico   Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos) CO Anhídrido carbonoso CO2 Anhídrido carbónico

Peróxidos Contiene el grupo peróxido, formado por 2 átomos de oxigeno unidos entre sí, O2. Se comporta el grupo como si cada oxígeno tuviese valencia 1. Son combinaciones de un metal alcalino o alcalino-terreo con el grupo peróxido. Se pueden simplificar, pero el oxígeno debe tener al menos un 2 de un grupo peróxido.

peróxidos Ejemplos: H2O2: Peróxido de hidrógeno Li2O2: Peróxido de Litio CaO2: Peróxido de Calcio

Metal Hvalencia del metal Hidruros metálicos Fórmula: Metal Hvalencia del metal Ejemplos: CaH2: Hidruro de calcio o cálcico FeH2.   Sistemática Stock Tradicional CaH2 Diidruro de calcio Hidruro de calcio Hidruro cálcico LiH Hidruro de litio Hidruro lítico FeH2 Dihidruro de hierro Hidruro de hierro (II) Hidruro ferroso FeH3 Trihidruro de hierro Hidruro de hierro (III) Hidruro férrico

Hidruros no metálicos Se distinguen 2 tipos, según el otro elementos: Si el otro elemento se escribe antes que el hidrógeno, grupos 13, 14 y 15 (B, C, Si, N, P, As y Sb) son hidruros y reciben nombres especiales. Si el otro elemento se escriben detrás, grupos 16 y 17 (O,S, Se, Te, F, Cl, Br, I) no serán hidruros en sentido estricto (se empezará a nombrar por el otro elemento)

Hidruros grupo 13, 14 y 15 Fórmula N. STOCK N. SISTEMÁTICA N. TRAD. NH3 Hidruro de Nitrógeno Trihidruro de nitrógeno Amoníaco PH3 Hidruro de fósforo Trihidruro de fósforo Fosfina AsH3 Hidruro de arsénico Trihidruro de arsénico Arsina SbH3 Hidruro de antimonio Trihidruro de antimonio Estibina CH4 Hidruro de carbono Tetrahidruro de carbono Metano SiH4 Hidruro de silicio Tetrahidruro de silicio Silano BH3 Hidruro de boro Trihidruro de boro Borano

Hidruros grupos 16 y 17 Su fórmula es: Hvalencia no metal No metal Se nombran siguiendo cualquiera de los 3 sistemas y como en disolución acuosa se comportan como ácidos se denominan también “acido”- no metal-”hídrico”. El H2O es el agua. Ejemplos: HCl: Cloruro de hidrógeno o Ácido clorhidrico H2S: Sulfuro de hidrógeno o Ácido Sulfhídrico

Ternarios Con 3 o más tipos de átomos Ternarios Ácidos oxácidos (anhídridos+H2O) Hidróxidos (óxidos metálicos+H2O) Sales

Ternarios Ácidos oxácidos: Se forman añadiendo 1 molécula de H2O a una molécula de anhídrido (óxido no metálico) correspondiente. Se llaman oxácidos para diferenciarlos de los hidrácidos (ej: HCl), que no contienen oxígeno.   Tradicional Cl2O+H2O=HClO Ácido hipocloroso Cl2O3+H2O=HClO2 Ácido cloroso Cl2O5+H2O=HClO3 Ácido clórico Cl2O7+H2O=HClO4 Ácido perclórico

Nomenclatura sistematica de ácidos oxácidos La nomenclatura sistemática de los ácidos, muy empleada, consiste en una mezcla de prefijos numerales y stock. Se indica el nº de átomos de oxigeno, el nombre del átomo central acabado en “ato” entre paréntesis, su valencia en romanos y a continuación “de hidrógeno”. Su nomenclatura es la de una sal, como veremos luego.   Sistemática HClO Oxoclorato (I) de hidrógeno HClO2 Dioxoclorato (III) de hidrógeno HClO3 Trioxoclorato (V) de hidrógeno HClO4 Tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno

Otro ejemplo Obsérvese que no se dice “dihidrogeno” Tradicional   Tradicional Sistemática SO+H2O=H2SO2 Ácido hiposulfuroso Dioxosulfato (II) de hiidrógeno SO2+H2O=H2SO3 Ácido sulfuroso Trioxosulfato (IV) de hidrógeno SO3+H2O=H2SO4 Ácido sulfúrico Tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno   Tradicional Sistemática N2O+H2O=HNO Ácido hiponitroso Oxonitrato (I) de hiidrógeno N2O3+H2O=HNO2 Ácido nitroso Dioxonitrato (III) de hidrógeno N2O5+H2O=NO3 Ácido nítrico Trioxonitrato (V) de hidrógeno

Otra forma de “construir” los ácidos Mediante la técnica de los nº de oxidación de cada átomo. El nº de oxidación de un átomo es la carga que tendría si todos sus enlaces fuesen iónicos en vez de covalentes. Vienen a coincidir con las valencias (en Q. inorgánica, al menos), pero con signo. La suma de los productos del nº de cada átomo por su número de oxidación debe ser la carga del compuesto, 0 si es neutro

Otra forma de “construir” los ácidos Se escriben los átomos que formará el oxácidos. Encima de cada átomo los nº de oxidación de cada uno, -2 para el O, +1 para el H y +valencia para el átomo central. Se pone el mínimo nº de átomo de O para conseguir superar en negativo los positivos que ya tengamos. A continuación se ponen tantos H como serann necesarios para equilibrar la carga. Ejemplo: ácido del S con v=2 → H2SO2 Primero se ajusta los Oxígenos, para tener más carga negativa que lo que sumen las positivas Luego los H Para que sumen cero. +1 +2 -2 H S O 2 (ya es neutro) 2 (ya tenemos -4)

Mas ejemplos S con v=6 C con v=4 +1 +6 -2 H S O +1 +4 -2 H C O 2 (ya es neutro) 4 (ya tenemos -8, mas de +7 que suman los positivos) +1 +4 -2 H C O 2 (ya es neutro) 3 (ya tenemos -6, mas de +5 que suman los positivos)

Algunas excepciones El P, As y Sb forman ácidos con 1,2 o 3 moléculas de H2O. Con 1 de agua: prefijo meta- Con 2 de agua: pefijo piro- Con 3 de agua: prefjo –orto (generalmente no se escribe)   Tradicional Sistemática P2O5+H2O=H2PO3 Ácido metafosfórico Trioxofosfato (V) de hidrógeno P2O5+2H2O=H4P2O7 Ácido pirofosfórico Heptaoxodifosfato (V) de hidrógeno P2O5+3H2O=H3PO4 Ácido fosfórico Tetraoxofosfato (V) de hidrógeno

Otra excepción El Silicio forma 2 ácidos con el SiO2 añadiendo 1 de agua (meta-) o 2 (orto- o nada, al ser el mayor). No se añaden 3. H2SiO3-ácidometasilicico- trioxosilicato (IV) de hidrógeno. H4SiO4-ácido silícico-tetraoxosilicato (IV) de hidrógeno

Hidróxidos o bases Me(OH) valencia metal Se formulan añadiendo una molécula de agua al correspondiente óxido básico. Ej: CaO+H2O→Ca(OH)2 La manera más rapida de hacerlos en considerar que se forman por la unión de un metal y el grupo OH (hidroxilo o hidróxido), de valencia 1 Me(OH) valencia metal

ejemplos Sistemática NaOH Hidróxido de sodio Hidroxido de sodio   Sistemática NaOH Hidróxido de sodio Hidroxido de sodio Ca(OH)2 Hidróxido de calcio Dihodróxido de calcio Fe(OH)2 Hidróxido ferroso Dihidróxido de hierro Fe(OH)3 Hidróxido férrico Trihidróxido de hierro Sn(OH)4 Hidróxido estannico Tetrahidróxido de estaño

Sales neutras Se forman por la sustitución total de todos los hidrógenos de un ácido por un metal. Formulación: se pone el metal en lugar del hidrógeno y su valencia se coloca como subindice del resto del ácido. Se simplifica si se puede Ca con H2SO4→ Ca2(SO4)2 → CaSO4 Al con H2SO4→ Al2(SO4)3 Sn(IV) con H2SO4→ Sn2(SO4)4 → Sn(SO4)2

Nomenclatura de sales Clásica: Si el ácido acababa en -oso, su parte correspondiente acaba wn –ito. Si el ácido acababa en -ico, su parte correspondiente acaba wn –ato. CaSO4 – Sulfato de calcio Al2(SO4)3 – Sulfato de aluminio Sn(SO4)2 – Sulfato estánico

Sistemática Igual que los ácidos CaSO4 – Tetraoxosulfato (VI) de calcio Al2(SO4)3 – Tetraoxosulfato (VI) de aluminio Sn(SO4)2 – Tetraoxosulfato (VI) de estaño (IV)

+ ejemplos sales neutras   Sistemática NaNO3 Trioxonitrato (V) de sodio Nitrato de sodio Fe(NO3)2 Trioxonitrato (V) de hierro (II) Nitrato ferroso Fe2(SO4)3 Tetraoxosulfato (VI) de hierro (III) Sulfato férrico CaCO3 Trioxocarbonato (IV) de calcio Carbonato de calcio Sn(ClO4)4 Tetraoxoclorato (VII) de estaño (IV) Perclorato estánnico

Para ampliar Hay sales ácidas (conservan algún H) Ca(HCO3)2- Hidrogenocarbonato de calcio (bicarbonato de calcio) NaHSO4- Hidrogenosulfato de sodio (bisulfato de sodio) Hay sales básicas, que contienen grupos OH Na2(OH)(NO3)-hidroxinitrato de sodio