COLEGIO RAIMUNDO LULIO CENTRO CATÓLICO - CONCERTADO

Franciscanos T.O.R.

QUÍMICA 2º BACHILLERATO (2012-2013)

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FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA

Fórmula: Representación de la composición cualitativa y cuantitativa de una sustancia. La Nomenclatura Química es la parte de la química que se ocupa de la correcta formulación y de poner nombre correcto a todas las moléculas. Estas normas han sido establecidas por la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) y son admitidas y utilizadas por toda la comunidad científica internacional. Lo ideal es que cada compuesto tuviera solo un nombre, pero existen muchos de ellos con nombres vulgares adicionales admitidos de difícil desarraigo. Tipos de nomenclaturas:

- Nomenclatura tradicional: emplea sufijos para cada una de las valencias. - Nomenclatura estequiométrica: emplea prefijos multiplicativos que indican el número de átomos de cada clase que existen en la molécula. El “mono” se suprime al sobreentenderse. - Nomenclatura de Stock o funcional: emplea la valencia del elemento principal en números romanos y entre paréntesis.

SUSTANCIAS ELEMENTALES

Son las constituidas por átomos del mismo elemento: - sustancias gaseosas: moléculas diatómicas, salvo los gases nobles. - metales: moléculas monoatómicas.

Nombre común Nomenclatura sistemática (en desuso) H2 hidrógeno dihidrógeno O2 oxígeno dioxígeno O3 ozono trioxígeno He helio helio P4 fósforo blanco tetrafosforo S8 azufre octaazufre Zn zinc zinc

A los átomos aislados de elementos se les añade la palabra “atómico” H - hidrógeno atómico Cl - cloro atómico

Algunas moléculas diatómicas como Li2, Na2, existen como moléculas estables solo a muy elevadas temperaturas. Su existencia se demuestra a partir de determinadas teorías de enlace.

COMBINACIONES BINARIAS DE HIDRÓGENO

Tenemos tres tipos:

Ácidos hidrácidos: son las combinaciones binarias de H con elementos halógenos y anfígenos (F, Cl, Br, I, S, Se, Te). Son moléculas covalentes y gases pero al burbujearlos en agua generan disoluciones de carácter ácido. El H actúa con e.o. +1. Son HF, HCl, HBr, HI, H2S, H2Se, H2Te.

Nomenclatura tradicional: Emplea sufijos que informan del estado en que se encuentra. En estado gaseoso se utiliza la terminación -uro para indicar la valencia del elemento. Disueltos en gua son ácidos y se usa la terminación -hídrico.

HCl(g): cloruro de hidrógeno ; HCl (l ó dis) : ácido clorhídrico

Nomenclatura sistemática (IUPAC): Utiliza prefijos griegos que informan de la composición en cuanto a número de átomos de cada clase. El prefijo mono se considera suprimible.

Nomenclatura de Stock: No se nombran en Stock

El ácido fluorhídrico es una excepción. Por su especial naturaleza debería ser H2F2, forma dímera, pero se simplifica.

Combinaciones del H con el resto de los no metales: no tienen carácter

ácido y son hidruros volatiles. En ellos el H actúa con e.o. -1. Tienen nombres vulgares admitidos y no se nombra en Stock. También tienen carácter covalente.

H2O agua SbH3 estibina o estibamina NH3 amoniaco BiH3 bismutina PH3 fosfina o fosfamina CH4 metano

AsH3 arsina o arsenamina SiH4 silano

Hidruros iónicos: Son las combinaciones binarias de H con alcalinos y alcalinotérreos salvo berilio y magnesio.. El H actúa con -1.

Hidruros metálicos: Son las combinaciones binarias de H con el resto de los metales. El H actúa con -1. KH: hidruro potásico CuH: hidruro cuproso CuH2: hidruro cúprico Las combinaciones de H con metales pesados y con metales de transición pueden considerarse como oclusiones del H dentro de la red metálica mas que como combinaciones.

COMBINACIONES BINARIAS DEL OXÍGENO En todas el O actúa con -2. Cualquier óxido tiene de forma general

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A2On Si An+ = metal ÓXIDO BÁSICO, normalmente iónicos Si An+ = no metal ÓXIDO ÁCIDO (antiguos ANHÍDRIDOS), covalentes. Se emplean tres nomenclaturas:

- Nomenclatura tradicional: Emplea sufijos que informan de la valencia del elemento. Si presenta dos, se usa ico para la mayor y oso para la menor. Si tiene tres o cuatro, se usan por orden creciente, hipo-oso, oso, ico y per-ico.

- Nomenclatura sistemática (IUPAC): Utiliza prefijos griegos que informan de la composición en cuanto a número de átomos de cada clase. El prefijo mono se considera suprimible. Hay dos relaciones que tienen el suyo propio:

A2O3 sesqui A2O hemi

- Nomenclatura de Stock: Indica el número de oxidación del elemento menos electronegativo en números romanos y entre paréntesis después de su nombre. Si es única no se indica.

Ejemplo: Cr2O3 óxido crómico

trióxido de dicromo o sesquióxido de cromo óxido de cromo (III)

NOTA 1: El F no forma óxidos porque él es más electronegativo que el oxígeno. Existen el OF2 y el O2F2 que son fluoruros de oxígeno (I) y (II) respectivamente.

NOTA 2: El oxido de nitrógeno (II), oxido nítrico o monóxido de nitrógeno (NO) es un gas incoloro que no debe confundirse con el oxido nitroso (N2O), con el dióxido de nitrógeno (NO2) o con cualquiera de los óxidos de nitrógeno existentes.

PERÓXIDOS

Están formados por la combinación de la especie O22- (anión peróxido,

que formalmente sería como O-1) con un metal o con hidrógeno. El anión peroxido forma con metales alcalinos y alcalinotérreos compuestos marcadamente iónicos. Con el H forma el H2O2, peroxido de hidrogeno o agua oxigenada, compuesto covalente. Se pueden considerar como óxidos con un contenido en O superior al que marca la valencia del otro elemento. No conviene simplificarlos para no conducir a error con los óxidos sencillos:

Li2O2 peróxido de litio o lítico Ba2O4 = BaO2 peróxido de bario o bárico Cu2O4 = CuO2 peróxido de cobre (II) o cúprico Fe2O6 peróxido de hierro (III) o férrico

OTRAS COMBINACIONES BINARIAS

No metal con metal (sales haloideas): se nombran “no metal acabado en -uro + de + metal”. El no metal funciona siempre con la valencia negativa. Se pueden seguir las tres nomenclaturas: MxBy My+ metal Bx- no metal CaCl2 cloruro cálcico Au2Se seleniuro auroso dicloruro de calcio (mono)seleniuro auroso cloruro de calcio (II) seleniuro de oro (I) No metal con no metal: se coloca el más electronegativo a la derecha según la secuencia:

B < Si < C < Sb < As < P < N < Te < Se < S < I < Br < Cl < F

Metal con metal: reciben el nombre de aleaciones. Se nombra como “aleación de ...... y ......” ó con el nombre vulgar de uso industrial que tengan. Si uno de los metales es mercurio reciben el nombre especial de amalgamas. latón: aleación de cobre y zinc

HIDRÓXIDOS

Son especies de la forma M(OH)n, donde M es un metal de e.o. n+ y (OH)- es la especie aniónica hidroxilo o hidróxido. Cuando n=1 se suele omitir el paréntesis. Proceden de la reacción de un óxido básico y agua. Los más estables proceden de metales alcalinos.

NaOH hidróxido de sodio Fe(OH)3 hidróxido férrico hidróxido sódico (I) trihidróxido de hierro

hidróxido de hierro (III)

ÁCIDOS OXÁCIDOS

Son compuestos ternarios ácidos distintos de los ácidos hidrácidos. Tienen de fórmula general:

HaXbOc X = no metal (ó metal de transición de e.o. elevado) El O actúa con -2 y el H con +1, con lo cual sabiendo la composición de uno de ellos se puede determinar el e.o. con la que actúa el elemento central, ya que la composición debe ser electroneutra pero siempre será positivo.

Se obtienen por hidratación de anhídridos (adición de molécula de agua): XnOm + H2O HaXbOc

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Se pueden seguir tres nomenclaturas: - Nomenclatura tradicional:

acido no metal sufijoSi X tiene 2 valencias: oso / ico

Si X tiene 4 valencias: hipo oso / oso / ico / per ico

- Nomenclatura de hidrógeno: prefijo nº de O + oxo + no metal acabado en ato + e.o. de X (romanos)+ de hidrógeno

- Nomenclatura ácida: ácido + prefijo nº de O + oxo + elemento + ico + e.o. de X (romanos)

Ejemplo: HBrO ácido hipobromoso HNO3 ácido nítrico (mono)oxobromato (I) de hidrógeno trioxonitrato (V) de hidrógeno ácido (mono)oxobrómico (I) ácido trioxonítrico (V)

ÁCIDOS OXÁCIDOS POLIHIDRATADOS

Son ácidos oxácidos con un contenido en agua superior al habitual. Podrían responder a la siguiente reacción de síntesis:

anhídrido (óxido del no metal) + n moléculas de agua, sabiendo que: - si el no metal es de valencia par (ejemplo: Si) n = 1 metaoxácidos n = 2 ortoxácidos - si el no metal es de valencia impar (ejemplo: B) n = 1 metaoxácidos n = 2 piroxácidos n = 3 ortoxácidos

Se nombran de la misma manera que los oxácidos normales pero anteponiendo un prefijo que indica el número de moléculas de agua de las que proceden. Son de especial interés los de P, As y Sb, ya que al no existir los ácidos con 1 molécula de agua, se considera normales a los que suman 3, es decir, a los orto- correspondientes, y a los que se les nombra suprimiendo este prefijo:

P2O3 + 1 H2O H2P2O4 HPO2 ácido metafosforoso (se duda que exista) P2O3 + 2 H2O H4P2O5 ácido pirofosforoso P2O3 + 3 H2O H6P2O6 H3PO3 ácido ortofosforoso o ácido fosforoso P2O5 + 1 H2O H2P2O6 (HPO3)n ácidos (poli)metafosfóricos P2O5 + 2 H2O H4P2O7 ácido pirofosfórico P2O5 + 3 H2O H6P2O8 H3PO4 ácido ortofosfórico o ácido fosfórico

ISOPOLIÁCIDOS (diácidos)

Son los ácidos en los que b > 1 y b=2 lo cual deja claro que el nº de átomos del elemento X es el doble de lo normal. Se pueden considerar procedentes de la condensación de moléculas del ácido oxácido correspondiente con pérdida de moléculas de agua en dicha reacción de condensación. Si el no metal es de valencia par (Si, S) el diácido se obtiene a partir de:

2 moléculas del ácido metanormal (n=1) menos una molécula de agua Se nombran anteponiendo el prefijo di- o piro- seguido del nombre normal del ácido de que se trate. Se admite el prefijo –piro ya que estos ácidos se obtienen por calentamiento de los ácidos normales.

Ejemplo: ácido disulfuroso o pirosulfuroso = 2 (ácido sulfuroso) - H2O SO2 + H2O H2SO3 2.(H2SO3) - H2O H2S2O5 ácido disulfúrico o pirosulfúrico = 2 (ácido sulfúrico) - H2O SO3 + H2O H2SO4 2.(H2SO4) - H2O H2S2O7

acido disilícico = 2 ( acido silícico) - H2O SiO2 + H2O H2SiO3 2.(H2SiO3) - H2O H2Si2O5

ÁCIDOS OXÁCIDOS DE METALES DE TRANSICIÓN

Algunos metales de transición únicamente forman ácidos cuando se encuentran en su estado de oxidación máximo. No siempre se encuentran estos ácidos que forman en estado puro, y algunos “existen” en función de otros compuestos a que dan lugar:

*H2MnO4...............ácido mangánico *HMnO4................ácido permangánico H2TcO4................ácido tecnécico HTcO4.................ácido pertecnécico *H2CrO4................ácido crómico H3VO4.................ácido ortovanádico *H2Cr2O7...............ácido dicrómico H2MoO4.......... ....ácido molíbdico H2WO4.................ácido wolfrámico (* = aprenderlos)

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SALES DERIVADAS DE LOS ACIDOS OXACIDOS

Tenemos tres tipos:

Sales simples o neutras: proceden de la sustitución total de los H del ácido oxácido por átomos de metal. Se nombran cambiando la terminación del ácido de la siguiente manera: - Nomenclatura tradicional: Se nombran cambiando -oso por -ito e -ico

por -ato. Los prefijos -hipo y -per se conservan. A continuación se da el nombre del metal con las terminaciones adecuadas en función de las valencias que posean o se indica la valencia en números romanos y entre paréntesis.

Cu(NO2)2 nitrito cúprico o de cobre (II)

- estequiométrica IUPAC: Se nombran a partir del nombre del ácido del

que proceden pero cambiando la palabra hidrógeno por el catión correspondiente. La repetición de aniones poliatómicos se indica mediante bis, tris, tetraquis,...

Cu(NO2)2 bis(dioxonitrato) de cobre (II)

Sales ácidas: proceden de la sustitución parcial de los átomos de H del ácido oxácido o hidrácido por átomos de metal. Se nombran atendiendo dos nomenclaturas:

- IUPAC: Igual que las sales neutras pero anteponiendo al nombre del

anión la palabra “hidrogeno”-sin acento-, precedida de los prefijos -mono, -di, -tri..., indicativos del número de H presentes aún en la sal.

Ca(HPO4) monohidrogenofosfato de calcio

- Intercalar entre el nombre del anión y del metal la palabra “ácido”

precedida de un prefijo multiplicativo indicativo del número de H presentes. (No se suele usar).

Ca(HPO4) fosfato monoácido de calcio

Sales múltiples: son aquellas constituidas por varios cationes y/o varios aniones. A la hora de formularlas se escriben primero los cationes ordenados alfabéticamente. El H ácido se considera dentro del anión. A veces hay que especificar las valencias, lo cual se hace con números romanos como superíndices a la derecha. Para los aniones el orden también es alfabético. Para nombrar: - primero los aniones, por orden alfabético, separados por guiones y

acompañados de los prefijos multiplicativos imprescindibles para su interpretación. El anión O2- se indica como oxo nombrándose antes que cualquier otro anión presente. El anión OH- se indica como hidroxi.

- se puede indicar el número de especies catiónicas (doble, triple...). Es optativo.

- de - nombres de los cationes por orden alfabético, separados por guiones y

con los prefijos de cantidad. Ejemplos:

KNaSO3 sulfito (doble) de potasio-sodio FeClO oxicloruro de hierro (III) CuIIFeII S2 disulfuro de cobre (II) - hierro (II) CuIFeIII S2 disulfuro de cobre (I) - hierro (III) Hg2F2O oxi-difluoruro de mercurio (II) Mg(OH)IO3 (mono)hidroxiyodato de magnesio Fe(OH)2ClO4 dihidroxiperclorato férrico o de hierro (III) Ni(OH)Cl (mono)hidroxicloruro de níquel (II)

Nombrar las siguientes sales:

Mg(NH4)PO4 CaNa(NO3) BaBrCl Pb(CO3)O CrF2O2 Pb(NO3)OH Fe(OH)2ClO4 Fe(HCO3)2 Mg(H2PO4)2 NaHCO3 Mg(H2PO3)2 NH4HS

Formular las siguientes sales: Hidroxiyoduro de níquel (II) Hidroxinitrato de cerio (IV) Nitratosulfato de aluminio Clorurofluoruro de estroncio Fluoruro (doble) de amonio-estroncio Dihidroxisulfato de cobre (II) Tetracloruro (doble) de aluminio-sodio Oxidibromuro de zirconio (IV)

Nunca ponen a este nivel