FORMULACIÓN
QUÍMICA INORGÁNICA
INTRODUCCIÓN:
La formulación
química es el lenguaje utilizado por los químicos para representar las
sustancias puras: un elemento químico se representa por un símbolo químico, una sustancia química se representa por una fórmula química. Un símbolo consta de
una o dos letras, la primera siempre en mayúsculas, que son las iniciales del
nombre del elemento o de su nombre primitivo en latín. Una fórmula química
contiene símbolos y unos subíndices y representa la composición química de una
sustancia.
Los
elementos químicos se clasifican en dos bloques: metales y no metales. (ELEMENTO QUÍMICO es aquella sustancia que no
puede descomponerse en otras más simples por métodos químicos)A cada elemento
químico se le asigna un número de átomos de hidrógeno que pueden unirse con un
elemento o que pueden ser sustituidos por él)
Existen
tres tipos de nomenclaturas que conviene conocer:
1) NOMENCLATURA TRADICIONAL: Se basa dar
un nombre genérico a una serie de compuestos químicos con propiedad químicas comunes
(ácidos, anhídridos, hidróxidos, etc).Además se emplean las terminaciones –oso
e –ico para diferenciar la valencia menor de la mayor respectivamente.Ej: FeO
es el oxido ferroso y Fe2O3 es el óxido férrico.
2)
NOMECLATURA DE STOCK: En ella se sustituyen las terminaciones por el empleo del
nombre del elemento seguido de la valencia en números romanos y entre paréntesis.
Se busca hacerlo más fácil.Ej: FeO se denomina óxido de hierro (II) y Fe2O3
es el óxido de hierro (III).
3)
NOMENCLATURA SISTEMÁTICA (de la I.U.P.A.C.): Utilizar los prefijos griegos
mono-,di-,tri- tetra-, etc,para indicar el número de átomos de cada elemento en
la fórmula. También busca la sencillez.Ej:FeO se nombrará monóxido de hierro y
Fe2O3 es el
trióxido de dihierro.
En todos
los compuestos químicos se escribe en primer lugar el metal(parte
electropositiva del compuesto) y después el no metal o no metales (parte
electronegativa de la molécula), pero de nombran al revés. Para obtener las
fórmulas se intercambian las valencias entre el metal y el no metal(o no
metales) y si se puede se simplifica.Ej: el óxido de plomo(IV) sería Pb2O4,
pero su fórmula es PbO2.
Utilizaremos
estas abreviaturas para poner las fórmulas generales de cada grupo de
compuestos:
M-Símbolo
del elemento metal m-Valencia
del metal
N-Símbolo
del elemento no metal n-Valencia del
no metal
1.ELEMENTOS
QUÍMICOS:
Se llaman
sustancias simples a los elementos químicos cuando se encuentran en estado
libre, esto es, sin combinar con otro elemento. En ese caso se formularán de la
siguiente manera:
a)Los metales se encuentran formando redes cristalinas con enlace
metálico y se representan por su símbolo.Ej: aluminio es Al, cobre es Cu, etc.
b)Los no metales se presentan generalmente en forma de moléculas que en
el caso de los halógenos y algunos otros elementos muy comunes son
diátomicas.Así debemos conocer: flúor: F2; cloro: Cl2;bromo
Br2; yodo:I2 ;hidrógeno: H2 ;nitrógeno: N2;
oxígeno: O2.
El resto de
los no metales lo podemos representar por su símbolo: carbono: C; teluro: Te; arsénico:
As; etc.
2.ÓXIDOS:Formados
por oxígeno y otro elemento.
2.1. Óxidos metálicos:Metal + oxígeno = M2Om Si m es par, hay que simplificar .
La valencia
del oxígeno es siempre 2.
Nombre tradicional Nombre de Stock Nombre sistemático
Na2O:
óxido de sodio óxido de
sodio(I) monóxido de disodio
CaO:óxido
de calcio óxido de
calcio(II) monóxido de calcio
Al2O3:óxido
de aluminio óxido de
aluminio(III) trióxido de dialuminio
Cu2O:óxido
cuproso dióxido de
cobre(I) monóxido de dicobre
CuO:óxido
cúprico óxido de cobre(II) monóxido de cobre
PbO:óxido
plumboso óxido de
plomo(II) monóxido de plomo
PbO2:óxido
plúmbico óxido de
plomo(IV) dióxido de plomo
Casos particulares: el cromo y el manganeso (indicamos sólo
el nombre tradicional):
MnO: óxido
manganoso. Mn2O3.óxido
mangánico.
MnO2:
dióxido de manganeso. MnO3:
trióxido de manganeso.
Mn2O7:
anhídrido permangánico.
CrO: óxido
cromoso. Cr2O3:
óxido crómico. CrO3: anhídrido
crómico.
2.2. Óxidos no metálicos:
Anhídridos:No metal
+ oxígeno= N2On Si n es par, simplificar.
La valencia del oxígeno es siempre 2.El no metal puede adoptar más de una valencia.
Conocidos tradicionalmente como anhídridos porque al combinarse uno de estos
compuestos con agua se obtiene un ácido.
Nombre tradicional Nombre de Stock Nombre sistemático
Cl2O:
anhídrido hipocloroso óxido de cloro
(I) monóxido de dicloro
Cl2O3:anhídrido
cloroso óxido de cloro
(III) trióxido de dicloro
Cl2O5:anhídrido
clórico óxido de cloro
(V) pentóxido de dicloro
Cl2O7:anhídrido
perclórico óxido de cloro(VII) heptóxido de dicloro
Los
anhídridos de bromo y de yodo son iguales que los de cloro.
SO:anhídrido
hiposulfuroso óxido de
azufre(II) monóxido de azufre
SO2:anhídrido
sulfuroso óxido de
azufre(IV) dióxido de azufre
SO3:anhídrido
sulfúrico óxido de
azufre(VI) trióxido de azufre
Los
anhídridos de selenio y teluro son iguales a los de azufre
N2O3:anhídrido
nitroso óxido de nitrógeno(III) trióxido de dinitrógeno
N2O5:anhídrido
nítrico óxido de nitrógeno(V) pentóxido de dinitrógeno
Los
anhídridos de fósforo, arsénico y antimonio son iguales a los de nitrógeno
CO2:anhídrido
carbónico óxido de carbono(IV) dióxido de carbono
SiO2:anhídrido silícico óxido de silicio(IV) dióxido de silicio
B2O3:anhídrido
bórico óxido de boro(III) trióxido de diboro
Existen algunos óxidos más de no metales, muy comunes en la naturaleza, pero cuyo
comportamiento químico no corresponde al de los anhídridos. De todos ellos
conviene conocer el CO:monóxido de carbono.
2.3.Peróxidos: Metal + grupo peroxo(-O-O-)=M2(O2)M Solo
simplificable si la m es par. El oxígeno actúa con valencia 1( es en los únicos
compuestos en que esto ocurre).Debemos conocer únicamente el H2O2:peróxido
de hidrógeno, también conocida como agua oxigenada.
3.HIDRUROS:Formados por hidrógeno y otro elemento.
3.1. Hidruros metálicos: Metal + hidrógeno= MHm El hidrógeno actúa con valencia 1. Se
formulan y nombran como los óxidos de los metales.
Nombre tradicional Nombre de Stock Nombre sistemático
LiH:hidruro
de litio hidruro de litio(I) Monohidruro de litio
MgH2:hidruro
de magnesio hidruro de magnesio(II)
dihidruro de magnesio
AuH:hidruro
auroso hidruro de oro(I) monohidruro de oro
AuH3:hidruro
aúrico hidruro de
oro(III) trihidruro de oro
NiH2:hidruro
niqueloso hidruro de
níquel(II) dihidruro de níquel
NiH3:hidruro
niquélico hidruro de
níquel(III) trihidruro de níquel
3.2. Hidruros no metálicos: No metal + hidrógeno. Hay dos
grupos de estos compuestos con comportamiento químico muy distinto.
3.2.1.Acidos hidrácidos:Son combinaciones de hidrógeno con
algún no metal del grupo de los halógenos(F,Cl,Br,I) o del grupo de los anfígenos(S,Se,Te).Se
caracterizan porque al disolverse en agua se comportan como ácidos, de ahí su nombre.
La formula general de estos compuestos es HnN ,
siendo n la valencia del no metal frente a hidrógeno o los metales.
Dentro del
grupo de los anfígenos no hemos incluido al oxígeno por que el agua(H2O),
compuesto químico formado por hidrógeno y oxígeno, no se comporta como un
ácido.
Indicaremos
únicamente el nombre tradicional:
HF: ácido fluorhídrico o fluoruro
de hidrógeno
HCl: ácido
clorhídrico o cloruro de hidrógeno
HBr: ácido
bromhídrico o bromuro de hidrógeno
HI: ácido
yodhídrico o yoduro de hidrógeno
H2S:
ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno
H2Se:
ácido selenhídrico o seleniuro de hidrógeno
H2Te:
ácido telurhídrico o telururo de hidrógeno
HCN. Ácido
cianhídrico o cianuro de hidrógeno
Se les
nombra como ácido …..Hídrico cuando están disueltos en agua, que es cuando se
manifiesta plenamente su carácter ácido. El nombre….uro de hidrógeno se usa
cuando se hallan en estado puro, en este sentido diremos que a temperatura ambiente,
son todos gases excepto el HF que es líquido.
3.2.2. Hidruros volátiles: Son combinaciones del hidrógeno con
el resto de los no metales. Nitrogenoideos(N,P,As,Sb),carbonoideos(C,Si)y
térros(B).Su fórmula general es NHn,siendo
n la valencia del no metal frente a hidrógeno y los metales. Se llaman así
porqué a temperatura ambiente son todos gases. Indicaremos únicamente el nombre
tradicional:
NH3:
amoniaco PH3: fosfina AsH3:
arsina SbH3: estibina CH4:
metano SiH4: silano BH3: borano
4. SALES
BINARIAS: Metal + No Metal = MnNm n-valencia del no
metal con el hidrogeno o los metales. Si el no metal es un halógeno se llaman
sales haloideas.
Nombre
tradicional Nombre de Stock Nombre sistemático
NaCl:cloruro
de sodio cloruro de sodio(I) monocloruro de sodio
Ag2S:sulfuro
de plata sulfuro de plata(I) monosulfuro de diplata
HgI:yoduro
mercurioso yoduro de mercurio(I) monoyoduro de mercurio
HgI2:yoduro
de mercurio yoduro de mercurio(II) diyoduro de mercurio
CoTe:telururo
cobaltoso telururo de cobalto(II) monoteluluro de cobalto
Co2Te3
:telururo cobáltico telururo de
cobalto(III) tritelururo de dicobalto
Cd3N2:nitruro
de cadmio nitruro de cadmio(II) dinitruro de tricadmio
SnF2:fluoruro
estannoso fluoruro de estaño(II) difluoruro de estaño
SnF4:fluoruro
estánnico fluoruro de estaño(IV) tetrafluoruro de estaño
Zn(CN)2.cianuro
de cinc cianuro de cinc(II) dicianuro de cinc
También
existen las sales de amonio NH4+ con valencia (ponemos
solo el nombre tradicional): NH4Br: bromuro de amonio (NH4)2S: sulfuro de amonio.
5.
HIDROXIDOS: Metal +
grupo hidróxido (OH-) La valencia del radical hidroxilo es 1 con lo
que la formula general es = M(OH)m
Nombre
tradicional Nombre de Stock Nombre sistemático
NaOH:hidróxido de sodio hidróxido de sodio(I) monohidróxido de sodio
Ca(OH)2:hidróxido de calcio hidróxido de calcio(II) dihidróxido de calcio
Bi(OH)3:hidróxido de bismuto hidróxido de
bismuto(III) trihidróxido de bismuto
Fe(OH)2:hidróxido ferroso hidróxido de hierro(II) dihidróxido de hierro
Fe(OH)3:hidróxido férrico hidróxido de hierro(III) trihidróxido de hierro
Pt(OH)2:hidróxido platinoso hidróxido de platino(II) dihidróxido de platino
Pb(OH)4:hidróxido de plomo(IV) hidróxido de
plomo(IV) tetrahidróxido de plomo
NH4OH:hidróxido de amonio
Estos
compuestos se caracterizan porque tiene carácter básico
6.
ACIDOS OXACIDOS. Se
forman a partir de la reacción del anhídrido correspondiente con
agua(generalmente una molécula). N2On (Anhídrido) + 1 H2O
= HaNbOc
Los valores
a, b y c dependen en cada caso, pues en primer lugar 2 y n han podido o no ser
simplificables y lo mismo ocurre al añadir el agua.
En la
nomenclatura tradicional se nombran igual que el anhídrido del que proceden (se
sustituye el termino anhídrido por el de acido). En las otras nomenclaturas los
nombres son más complejos y se utilizan poco por lo que no los tendremos en
cuenta.
Solo vamos
a estudiar los más importantes:
SO3
(anhídrido sulfúrico) + H2O = H2SO4. Ácido
sulfúrico
N2O5
(anhídrido nítrico) + H2O = H2N2O6
se simplifica NHO3:ácido nítrico
CO2=
(anhídrido carbónico) + H2O = H2CO3: ácido
carbónico.
El ácido
carbónico es inestable y, una vez formado, se descompone rápidamente, en
dióxido de carbono y agua, pero se formula porque si se forman sus sales: los
carbonatos
7.
SALES OXISALES: Se obtienen sustituyendo los hidrógenos de un
ácido oxácido por átomos de metales. Partiendo de un ácido (HaNbOc),
los hidrógenos se sustituyen por un metal M de valencia m= Ma(NbOc)m. se
pueden simplificar en a y m entre si.
Las sales procedentes
del ácido sulfúrico se van a llamar sulfatos, las procedentes del ácido nítrico
serán nitratos y las procedentes del ácido carbónico van a ser carbonatos:
Na2CO3:
carbonato de sodio
Zn(NO3)2:
nitrato de cinc
CuSO4:
sulfato cúprico o sulfato de cobre (II)
Fe(NO3)3:
nitrato férrico o nitrato de hierro (III)
NiCO3:
carbonato niqueloso o carbonato de níquel (II)
Co2(SO4)3:
sulfato cobáltico o sulfato de cobalto (III)
Pt(NO3)4:
nitrato platínico o nitrato de platino (IV)
Au2(CO3)3: carbonato aúrico o carbonato de oro
(III)
Al2
(SO4)3: sulfato de aluminio
MgCO3:
carbonato de magnesio
8.
IONES. Son especies
químicas (átomos o agrupaciones de átomos ) con carga eléctrica. Si la carga
neta es positiva se llaman cationes y si es negativa aniones
8.1. Iones positivos o cationes: pueden ser monoatómicos o poliatómicos.
a) entre
los cationes monoatómicos consideraremos
el protón o ion hidrógeno: H+ y los iones metálicos. Estos últimos
son el resultado de la pérdida de uno o más electrones por parte de un átomo
metálico neutro. Pondremos algunos ejemplos con sus nombres respectivos:
Li+:
ion litio Sr+2:
ion estroncio. Bi+3:
ion bismuto
Hg+: ion mercurioso o ion mercurio (I) Hg+2: ion mercúrico o ion
mercurio (II)
Cr+2: ion cromoso o ion cromo (II) Cr+3: ion crómico o ion cromo
(III)
Pb+2: ion plumboso o ion plomo (II) Pb+4: ion plúmbico o ion plomo
(IV)
b) entre
los cationes poliatómicos
consideraremos el ion amonio: NH4+
8.2. Iones negativos o aniones: Pueden ser también monoatómicos y
poliatómicos.
a)Los aniones monoatómicos se forman cuando
un átomo neutro de un no metal gana uno o más electrones. Su nombre es el del
no metal terminado en –uro (igual que en las sales binarias). Vemos algunos
ejemplos:
F-:
fluoruro CI-: cloruro Br-: bromuro I-: ioduro
S-2:
sulfuro Se-2:
seleniuro Te-2: telururo
O-2:ion
óxido N-3: nitruro
b) Los aniones poliatómicos se forman cuando
un ácido oxácido pierde sus protones (iones H+). El anión que se
obtiene tendrá una carga negativa igual al número de hidrógenos cedidos y se
nombrará de un modo similar a las sales: la terminación –ico del ácido se
cambia por –ato.
SO4-2: ion sulfato No3-:ion
nitrato CO3-2:
ion carbonato.
Existen
algunos más como el anión cianuro: CN- y el ion hidróxido o hidroxilo:
OH-
Una vez
vistos los aniones y cationes podemos concluir diciendo que una sal está
formada por la unión de aniones y cationes en estructuras cristalinas y que se
pueden formular poniendo en primer lugar el anión y luego el catión, a
continuación se intercambian las valencias y se simplifica si se puede. Para
nombrarlas se nombre primero el anión y luego el catión.
