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Apuntes de Física y Química
1.o de Bachillerato
Curso Académico 2012-13
Índice
1. Formulación Inorgánica
1.1. Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Números de oxidación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1. Números de oxidación de los elementos representativos
1.2.2. Números de oxidación de los elementos de transición .
1.3. Elementos con números de oxidación negativo . . . . . . . . .
1.4. Elementos Químicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.1. Metales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2. No metales que forman moléculas . . . . . . . . . . . .
1.4.3. No metales que constan de átomos aislados . . . . . .
1.5. No metales que forman redes atómicas . . . . . . . . . . . . .
1.6. Compuestos químicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.1. Óxidos metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.2. Óxidos no metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.3. Peróxidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.4. Hidruros metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.5. Hidruros no metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.6. Sales binarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.7. Otros compuestos binarios . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.8. Hidróxidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.9. Oxoácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.10. Isopoliácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.11. Cationes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.12. Aniones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.13. Sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2
2
4
4
4
5
6
6
6
6
6
7
7
8
9
10
11
13
14
15
16
19
21
21
23
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FORMULACIÓN INORGÁNICA
1.
1.1.
Dpto. de Física y Química
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Página 2
Formulación Inorgánica
Definiciones
✟
☛
La fórmula molecular de una sustancia es aquella que indica la cantidad real de átomos que
hay en una molécula de la sustancia.
✡
✠
Sólo las sustancias covalentes moleculares están formadas por moléculas. El resto: iónicas,
metálicas y covalentes atómicas no tienen fórmula molecular.
☛
✟
La fórmula empírica de una sustancia es aquella que indica la proporción en la que se
encuentran los distintos elementos que la forman.
✡
✠
La fórmula empírica se debe utilizar obligatoriamente cuando una sustancia no forma
moléculas.
✞
✝
Valencia es la capacidad de combinación química de un elemento.
☎
✆
☛
✟
Valencia iónica o electrovalencia es el número de electrones que gana o que pierde un
elemento cuando forma una sustancia iónica.
✡
✠
La valencia iónica puede ser positiva o negativa según el elemento pierda o gane electrones
para formar un ión. La valencia de un ión coincide con la carga eléctrica que posee. Así, en
el cloruro de calcio, CaCl2 , la valencia iónica del catión calcio, Ca 2+ , vale +2 porque ha
perdido dos electrones; la del anión cloruro, Cl – , vale -1 porque ha ganado uno.
☛
✟
Valencia covalente o covalencia es el número de pares de electrones que comparte un
átomo con otros en una sustancia.
✡
✠
La covalencia consiste en un número sin signo.
✟
☛
El número de oxidación es el número de electrones que gana total o parcialmente un átomo
de un elemento cuando se une a otro.
✡
✠
Este concepto se estudia en el tema de oxidación-reducción. Aunque no es lo mismo que
la valencia, en algunos casos coincide con ella.
✟
☛
La electronegatividad es la tendencia de un átomo a atraer hacia sí el par de electrones que
comparte con otro.
✡
✠
Los elementos más electronegativos están situados arriba y a la derecha en la Tabla
Periódica sin contar los gases nobles, El elemento más electronegativo es el flúor, seguido
por el oxígeno y, aproximadamente en tercer lugar, con una electronegatividad parecida, el
nitrógeno y el cloro.
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Página 3
Según su electronegatividad, los elementos se pueden clasificar en:
No metales: Son los elementos de mayor electronegatividad.
El carácter no metálico aumenta en el mismo sentido que el de la electronegatividad.
Los no metales tienden a ganar electrones. El elemento más electronegativo es el flúor.
Aparte del cero, los no metales pueden tener números de oxidación positivos y negativos.
Metales: Los elementos menos electronegativos (o más electropositivos). El carácter
metálico aumenta hacia abajo y hacia la izquierda en la Tabla Periódica. Los metales
siempre tienden a perder electrones. Además del cero, los metales tienen números de
oxidación positivos.
Metaloides: Pueden tener propiedades metálicas y no metálicas. En la Tabla Periódica
se encuentran en la frontera que separa los metales de los no metales; esta frontera no
es nítida.
Gases Nobles: No tienen electronegatividad.
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FORMULACIÓN INORGÁNICA
1.2.
1.2.1.
Página 4
Números de oxidación
Números de oxidación de los elementos representativos
A continuación se detallan algunos números de oxidación. Cabe destacar que en algunos
casos se han eliminado algunos para simplificar y, en otros, se han añadido con el propósito
de facilitar su estudio:
Grupo 1 (Ia)
H
+1, -1
Li
+1
Na +1
K
+1
Rb +1
Cs +1
Fr
+1
N
P
As
Sb
Bi
Grupo 2 (IIa)
Be +2
Mg +2
Ca +2
Sr
+2
Ba +2
Ra +2
Grupo 15 (Va)
+1, +2, +3, +4, +5, -3
+3, +5, -3
+3, +5, -3
+3, +5, -3
+3, +5
Grupo 13 (IIIa)
B
+3, -3
Al +3
Ga +3
In
+3
Tl +1, +3
Grupo 14 (IVa)
C
+2, +4, -4
Si
+2, +4, -4
Ge +4
Sn +2, +4
Pb +2, +4
Grupo 16 (VIa)
O
-1, -2
S
+2, +4, +6, -2
Se +2, +4, +6, -2
Te +2, +4, +6, -2
Po +2, +4
Grupo 17 (VIIa)
F
-1
Cl +1, +3, +4, +5, +7, -1
Br +1, +3, +4, +5, +7, -1
I
+1, +3, +4, +5, +7, -1
At
1.2.2.
Números de oxidación de los elementos de transición
Algunos metales de transición con valencia elevada (aquí subrayada) se comportan como
no metales en el sentido de que forman oxoácidos.
Grupo 11 (Ib)
Cu +1, +2
Ag +1
Au +1, +3
Grupo 4 (IVb)
Ti +2, +3, +4
Zr +2, +3, +4
Hf +2, +3, +4
Grupo 12 (IIb)
Zn +2
Cd +2
Hg +1,+2
Grupo 3 (IIIb)
Sc +3
Y
+3
La +3
Ac +3
Grupo 5 (Vb)
V
+2, +3, +4, +5
Nb +2, +3, +5
Ta +2, +3, +5
Cr
Mo
W
Grupo 6 (VIb)
+2, +3, +6
+2, +3, +5, +6
+2, +3, +4, +5, +6
Fe
Ru
Os
Grupo 8
+2, +3
Co
+2, +3, +4, +6, +8 Rh
+2, +3, +4, +6, +8 Ir
Mn
Tc
Re
Grupo 7 (VIIb)
+2, +3, +4, +6, +7
+2, +3, +4, +6, +7
+2, +4, +6, +7
(VIIIb)
+2, +3
+2, +3, +4
+2, +3, +4, +6
Ni
Pd
Pt
+2, +3
+2, +4
+2, +4
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1.3.
Página 5
Elementos con números de oxidación negativo
A continuación se describen una serie de normas que sirven para aprender el número de
oxidación negativo de un elemento y su nombre:
¿Qué elementos son?:
Son los no metales (elementos más electronegativos) de los grupos 1, 13, 14, 15, 16 y
17.
Número de oxidación:
Los no metales pueden tener varios números de oxidación positivo, pero sólo uno negativo:
En los grupos 1, 13 y 14 coincide con el último dígito del número de grupo. Así, el silicio
(grupo 14) tiene número de oxidación negativo -4. El hidrógeno (grupo 1) tiene número
de oxidación negativo -1. El boro (grupo 13) tiene número de oxidación negativo el -3.
En los grupos 15, 16 y 17 hay que restar 18 menos el número de grupo. Ejemplos: El
oxígeno1 (grupo 16) tiene número de oxidación negativo -2 (18 − 16 = 2). El azufre
(grupo 16) tiene número de oxidación negativo -2 (18 − 16 = 2). El flúor (grupo 17)
tiene número de oxidación negativo -1 (18 − 17 = 1). El yodo (grupo 17) tiene número
de oxidación negativo -1 (18 − 17 = 1).
Nombre:
Cuando un no metal actúa con número de oxidación negativo su nombre, por regla
general, termina en -uro, excepto el oxígeno que se llama óxido o peróxido.
H–
B3–
C4–
Si 4 –
N3–
P3–
As 3 –
Sb 3 –
1 El
hidruro
boruro
carburo
siliciuro
nitruro
fosfuro
arseniuro
antimoniuro
O2–
O–
S2–
Se 2 –
Te –
F–
Cl –
Br –
I–
óxido
peróxido
sulfuro
seleniuro
telururo
fluoruro
cloruro
bromuro
yoduro
oxígeno también puede tener número de oxidación -1, en cuyo caso se denomina peróxido
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1.4.
Página 6
Elementos Químicos
1.4.1.
Metales
La fórmula de los metales es su símbolo. Se trata de una fórmula empírica, pues estas
sustancias están formadas por redes atómicas indefinidas (no forman moléculas).
Su nombre es el que recibe el elemento en la Tabla Periódica.
Ejemplos: Cu Cobre, Tl Talio, Ta Tántalo, Co cobalto, etc.
1.4.2.
No metales que forman moléculas
Estas sustancias son covalentes. Su fórmula es molecular.
H2
N2
P4
O2
O3
1.4.3.
hidrógeno
nitrógeno
fósforo blanco
oxígeno
ozono
dihidrógeno
dinitrógeno
tetrafósforo
dioxígeno
trioxígeno
S8
F2
Cl2
Br2
I2
azufre rómbico
flúor
cloro
bromo
yodo o iodo
octoazufre
diflúor
dicloro
dibromo
diyodo
No metales que constan de átomos aislados
Los gases nobles entran dentro de esta categoría. La fórmula se considera molecular porque
representa la cantidad real de átomos que contienen (en cierto sentido se pueden considerar
como moléculas de un sólo átomo).
He
Ne
Ar
1.5.
helio
neón
argón
Kr
Xe
Rn
kriptón
xenón
radón
No metales que forman redes atómicas
En estas sustancias todos los átomos están unidos mediante enlaces covalentes. Se forman
redes atómicas indefinidas por lo que su fórmula es empírica.
C
carbono (diamante o grafito)
Si
silicio
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1.6.
Página 7
Compuestos químicos
1.6.1. Óxidos metálicos
✟
☛
Son compuestos binarios formados por el anión óxido, O 2 – , con número de oxidación -2 y
un metal.
✡
✠
Los óxidos metálicos son compuestos iónicos, por lo que forman redes iónicas. Su fórmula
es empírica, lo que significa que la fórmula se debe simplificar.
¿Cómo se escribe su fórmula? Se escribe primero el símbolo del elemento positivo
(metal), a continuación el del elemento negativo (oxígeno), después se intercambian los
números de oxidación2 sin tener en cuenta el signo. Por último, se simplifica si se puede.
¿Cómo se nombran? Aquí utilizaremos dos nomenclaturas3:
Nomenclatura de Stock:
óxido de nombre del metal
Si el metal sólo tuviera un número de oxidación (como Al +3), el nombre sería:
Al2 O3 óxido de aluminio. Pero si el metal pudiera tener más de un número de
oxidación (como el Fe +2, +3), habría que añadir al final el número de oxidación
sin signo y en números romanos entre paréntesis.
Ejemplos: FeO óxido de hierro(II); Fe2 O3 óxido de hierro(III).
Nomenclatura sistemática:
(prefijo) óxido de (prefijo) nombre del metal
Los prefijos indican, en cada caso, el número de átomos del elemento al que acompañan tal y como aparece en la fórmula:
Número
1
2
3
4
Prefijo
mono
di
tri
tetra
Número
5
6
7
8
Prefijo
penta
hexa
hepta
octo
El prefijo mono se debe omitir a menos que con ello el nombre del compuesto se
quede sin ningún prefijo, en cuyo caso se elimina la segunda vez que aparece.
Ejemplo: CaO monóxido de calcio
Algunos ejemplos:
K2 O
BeO
Ag2 O
Au2 O
PbO2
PbO
V2 O3
ZnO
OsO4
Sc2 O3
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
de
de
de
de
de
de
de
de
de
de
potasio
berilio
plata
oro(I)
plomo(IV)
plomo(II)
vanadio(V)
cinc
osmio(VIII)
escandio
óxido de dipotasio
monóxido de berilio
óxido de diplata
óxido de dioro
dióxido de plomo
monóxido de plomo
trióxido de divanadio
monóxido de cinc
tetraóxido de osmio
trióxido de diescandio
Los óxidos metálicos también se denominan óxidos básicos porque, los que son solubles
en agua, reaccionan con ella dando hidróxidos (que son bases):
CaO + H2 O −−→ Ca(OH)2
2 En
3 La
los compuestos iónicos el número de oxidación es igual a la valencia iónica.
nomenclatura tradicional no se se recomienda por la I.U.P.A.C.
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1.6.2. Óxidos no metálicos
✟
☛
Son compuestos binarios formados por oxígeno con número de oxidación -2 y un no metal
con número de oxidación positivo.
✡
✠
Los óxidos metálicos son compuestos covalentes, por lo que forman sustancias covalentes
y, la mayoría de estos, son moleculares. Así, la fórmula de la mayoría es molecular, lo que
significa que la no se debe simplificar.
¿Cómo se escribe su fórmula? Se escribe primero el símbolo del elemento positivo(no
metal), a continuación el del elemento negativo (oxígeno), después se intercambian los
números de oxidación sin tener en cuenta el signo.
¿Cómo se nombran?
Nomenclatura de Stock:
óxido de nombre del no metal
Si el no metal tuviera más de un número de oxidación positivo hay que añadir al
final el número de oxidación sin signo y en números romanos.
Ejemplo: CO2 óxido de carbono(IV).
Nomenclatura sistemática:
(prefijo) óxido de (prefijo) nombre del no metal
Los prefijos ya se explicaron en los óxidos metálicos.
Ejemplo: N2 O4 tetraóxido de dinitrógeno.
Nombre propio: El H2 O, óxido de hidrógeno, también se conoce como agua.
Algunos ejemplos:
N 2 O5
Cl2 O7
As2 O3
CO
NO2
N 2 O4
CO2
I2 O
B2 O3
P 2 O5
SO3
SO2
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
óxido
de
de
de
de
de
de
de
de
de
de
de
de
nitrógeno(V)
cloro(VII)
arsénico(III)
carbono(II)
nitrógeno(IV) monómero
nitrógeno(IV) dímero
carbono(IV)
yodo(I)
boro
fósforo(V)
azufre(VI)
azufre(IV)
pentaóxido de dinitrógeno
heptaóxido de dicloro
trióxido de diarsénico
monóxido de carbono
dióxido de nitrógeno
tetraóxido de dinitrógeno
dióxido de carbono
óxido de diyodo
trióxido de diboro
pentaóxido de difósforo
trióxido de azufre
dióxido de azufre
Los óxidos no metálicos también se denominan óxidos ácidos porque la mayoría reaccionan
con el agua produciendo ácidos:
SO3 + H2 O −−→ H2 SO4
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1.6.3. Peróxidos
✟
☛
Son compuestos binarios formados por el anión peróxido, O22 – , con número de oxidación -1
y otro elemento con número de oxidación positivo.
✡
✠
El otro elemento es un metal, aunque también puede ser el hidrógeno. En el primer caso la
fórmula es empírica pues se trata de compuestos iónicos y, en el segundo caso, es molecular.
Hay que tener en cuenta que el número dos del oxígeno en los peróxidos no se puede simplificar
en ningún caso porque si se pierde este número se pierde la identidad del peróxido.
¿Cómo se escribe su fórmula? Se escribe primero el símbolo del elemento positivo
y, a continuación, el del anión peróxido, O22 – , después se intercambian los números de
oxidación sin tener en cuenta el signo y, en el caso de los metales, se simplifica si se
puede.
Ejemplos: Na2 O2 , H2 O2 , BaO2 .
¿Cómo se nombran?
Nomenclatura de Stock:
peróxido de nombre del elemento
Si el metal tuviera más de un número de oxidación positivo hay que añadir al final
el número de oxidación sin signo y en números romanos.
Ejemplos: H2 O2 peróxido de hidrógeno; BeO2 peróxido de berilio.
Nomenclatura sistemática:
(prefijo) peróxido de (prefijo) nombre del elemento
Esta nomenclatura no se recomienda. Los prefijos ya se explicaron en los óxidos
metálicos. El prefijo que antecede al término peróxido no contempla el número dos
que acompaña a este anión.
Ejemplo: CaO2 monoperóxido de calcio; K2 O2 peróxido de dipotasio.
Nombre propio: El H2 O2 también se conoce como agua oxigenada sobre todo cuando
el peróxido se encuentra disuelto en agua.
Algunos ejemplos:
Li2 O2
Cs2 O2
BaO2
CuO2
Cu2 O2
ZnO2
peróxido
peróxido
peróxido
peróxido
peróxido
peróxido
de
de
de
de
de
de
litio
cesio
bario
cobre(II)
cobre(I)
cinc
peróxido de dilitio
peróxido de dicesio
monoperóxido de bario
monoperóxido de cobre
peróxido de dicobre
monoperóxido de cinc
No hay que confundir los peróxidos con los óxidos.
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1.6.4. Hidruros metálicos
✟
☛
Son compuestos binarios formados por el anión hidruro, H – , con número de oxidación -1 y
un metal.
✡
✠
Los hidruros metálicos son compuestos iónicos. Su fórmula es empírica, lo que significa
que se debe simplificar.
¿Cómo se escribe su fórmula? Se escribe primero el símbolo del elemento positivo
(metal), a continuación el del elemento negativo (hidrógeno), después se intercambian
los números de oxidación sin tener en cuenta el signo. La fórmula que se obtiene ya está
simplificada.
¿Cómo se nombran? Aquí utilizaremos dos nomenclaturas:
Nomenclatura de Stock:
hidruro de nombre del metal
Si el metal sólo tuviera un número de oxidación (como Al +3), el nombre sería:
AlH3 hidruro de aluminio. Si el metal pudiera tener más de un número de oxidación
(como el Ni +2, +3), habría que añadir al final el número de oxidación sin signo
y en números romanos entre paréntesis.
Ejemplos: NiH2 hidruro de níquel(II); NiH3 hidruro de hierro(III).
Nomenclatura sistemática:
(prefijo) hidruro de nombre del metal
Ejemplo: AuH3 trihidruro de oro.
Algunos ejemplos:
NaH
BaH2
CdH2
AlH3
SnH2
SnH4
CoH2
CoH3
BiH5
TlH
TlH3
TaH2
hidruro de sodio
hidruro de bario
hidruro de cadmio
hidruro de aluminio
hidruro de estaño(II)
hidruro de estaño(IV)
hiruro de cobalto(II)
hiruro de cobalto(III)
hidruro de bismuto(III)
hidruro de talio(I)
hidruro de talio(III)
hidruro de tántalo(II)
monohidruro de sodio
dihidruro de bario
dihidruro de cadmio
trihidruro de aluminio
dihidruro de estaño
tetrahidruro de estaño
dihidruro de cobalto
trihidruro de cobalto
trihidruro de bismuto
monohidruro de talio
trihidruro de talio
dihidruro de tántalo
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1.6.5. Hidruros no metálicos
☎
✞
Son compuestos binarios formados por hidrógeno y un no metal.
✝
✆
Estos compuestos son covalentes por lo que su fórmula es molecular. Podemos distinguir
dos tipos de hidruros no metálicos atendiendo a su capacidad de actuar como ácidos en
disolución acuosa:
1. Los que no presentan propiedades ácidas en disolución acuosa:
¿Cómo se escribe su fórmula? En algunos casos no se escribe al final el elemento más electronegativo; por ejemplo, el nitrógeno es más electronegativo que el
hidrógeno pero primero se escribe éste: NH3 . Conviene aprenderlos directamente
de la lista de abajo
¿Cómo se nombran? Aquí utilizaremos dos nomenclaturas:
Nomenclatura tradicional:
Son nombres propios; se aprenden de memoria.
Nomenclatura sistemática:
(prefijo) hidruro de nombre del no metal
Ejemplo: BH3 trihidruro de diboro.
BH3
B2 H6
SiH4
NH3
PH3
AsH3
SbH3
borano
diborano
silano
amoníaco
fosfina
arsina
estibina
trihidruro de boro
hexahidruro de diboro
tetrahidruro de silicio
trihidruro de nitrógeno
trihidruro de fósforo
trihidruro de arsénico
trihidruro de antimonio
2. Los que presentan propiedades ácidas en disolución acuosa o hidrácidos:
¿Cómo se escribe su fórmula? En algunos casos no se escribe al final el elemento más electronegativo; por ejemplo, el nitrógeno es más electronegativo que el
hidrógeno pero primero se escribe éste: NH3 . Conviene aprenderlos directamente
de la lista de abajo
¿Cómo se nombran? Aquí utilizaremos dos nomenclaturas:
Nomenclatura tradicional: Se nombran como ácidos.
ácido raíz del nombre del no metal -hídrico.
En el caso del azufre se utiliza el nombre en latín: sulfur.
Nomenclatura sistemática:
(prefijo) raíz del nombre del no metal de hidrógeno.
Como el no metal se escribe al final, éste se nombra acabado en -uro. Nótese
que no se nombra el número de hidrógenos en los ácidos (se dice siempre de
hidrógeno).
Ejemplo: H2 Se seleniuro de hidrógeno.
H2 S
H2 Se
H2 Te
HF
HCl
HBr
HI
HCN
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
sulfhídrico
selenhídrico
telurhídrico
fluorhídrico
clorhídrico
bromhídrico
yodhídrico
cianhídrico
sulfuro de hidrógeno
seleniuro de hidrógeno
telururo de hidrógeno
fluoruro de hidrógeno
cloruro de hidrógeno
bromuro de hidrógeno
yoduro de hidrógeno
cianuro de hidrógeno
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Curso 2012-13
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Observaciones:
El ácido cianhídrico no es un hidruro de un no metal, pero se estudia aquí debido
a que es un hidrácido.
A veces se escribe el HF como H2 F2 . La razón se estudiará más adelante y tiene
que ver con las grandes fuerzas con que se atraen las moléculas de fluoruro de
hidrógeno entre sí (enlace por puente de hidrógeno).
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1.6.6. Sales binarias
☛
✟
Son compuestos binarios formados por metal y no metal (exceptuando el oxígeno y el hidrógeno que forman óxidos e hidruros, respectivamente).
✡
✠
La gran diferencia de electronegatividad entre los elementos hace que sean compuestos
iónicos. Su fórmula es empírica, lo que significa que se debe simplificar.
¿Cómo se escribe su fórmula? Se escribe primero el símbolo del elemento electropositivo (metal), a continuación el del elemento electronegativo (no metal), después
se intercambian los números de oxidación sin tener en cuenta el signo. Por último, se
simplifica si se puede.
¿Cómo se nombran? Aquí utilizaremos dos nomenclaturas:
Nomenclatura de Stock:
raíz del nombre del no metal uro de nombre del metal .
Si el metal sólo tuviera un número de oxidación (como Zn +2), el nombre sería,
por ejemplo: ZnS sulfuro de cinc. Si el metal pudiera tener más de un número de
oxidación (como el cobalto, Co, +2, +3), habría que añadir al final el número de
oxidación sin signo y en números romanos entre paréntesis.
Ejemplos: CoCl2 cloruro de cobalto(II); CoCl3 cloruro cobalto(III).
Nomenclatura sistemática:
(prefijo) raíz del nombre del no metal uro de (prefijo) nombre del metal .
Ejemplo: PbI2 diyoduro de plomo.
Algunos ejemplos:
NaCl
BaBr2
Ag2 S
Al2 S3
Pb3 N2
PbSe
KI
KCN
CaF2
BiCl3
Cu2 S
CuS
MnCl2
MnCl3
MgCl2
Cd(CN)2
CaC2
cloruro de sodio
bromuro de bario
sulfuro de plata
sulfuro de aluminio
nitruro de plomo(II)
seleniuro de plomo(II)
yoduro de potasio
cianuro de potasio
fluoruro de calcio
cloruro de bismuto(III)
sulfuro de cobre(I)
sulfuro de cobre(II)
cloruro de manganeso(II)
cloruro de manganeso(III)
cloruro de magnesio
cianuro de cadmio
carburo de calcio
monocloruro de sodio
dibromuro de bario
sulfuro de diplata
trisulfuro de dialuminio
dinitruro de triplomo
monoseleniuro de plomo
monoyoduro de potasio
monocianuro de potasio
difluoruro de calcio
tricloruro de bismuto
sulfuro de dicobre
monosulfuro de cobre
dicloruro de manganeso
tricloruro de manganeso
dicloruro de magnesio
dicianuro de cadmio
dicarburo de calcio
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1.6.7. Otros compuestos binarios
☎
✞
Son compuestos binarios formados por dos no metales.
✝
✆
No hay mucha diferencia de electronegatividad entre ellos, por lo que son compuestos
covalentes. Su fórmula es molecular, lo que significa que no siempre se puede simplificar
(depende de cómo sea cada molécula en realidad).
¿Cómo se escribe su fórmula? Se escribe primero el símbolo del elemento menos
electronegativo que actuará con número de oxidación positivo, a continuación el del
elemento más electronegativo, que actuará con el único número de oxidación negativo
que tiene, después se intercambian los números de oxidación sin tener en cuenta el
signo.
¿Cómo se nombran? Aquí utilizaremos dos nomenclaturas:
Nomenclatura sistemática: Es la nomenclatura preferida con estos compuestos:
(prefijo) raíz del nombre del más electronegativo uro de
(prefijo) nombre del menos electronegativo .
Ejemplo: OF2 difluoruro de oxígeno.
Nomenclatura de Stock:
raíz del nombre del elemento negativo uro de nombre del elemento positivo .
Si el elemento menos electronegativo sólo tuviera un número de oxidación positivo,
(como B +3), el nombre sería, como en el cuadro; por ejemplo: BN nitruro de boro.
Si, tuviera más de un número de oxidación positivo, (como el Nitrógeno, N, +1,
+2, +3, +4 y +5), habría que añadir al final el número de oxidación sin signo y
en números romanos entre paréntesis.
Ejemplo: NCl3 cloruro de nitrógeno(III).
Algunos ejemplos:
SF6
IF7
BrCl
SiC
OF2
B2 S3
hexafluoruro de azufre
heptafluoruro de yodo
monocloruro de bromo
monocarburo de silicio
difluoruro de oxígeno
trisulfuro de diboro
fluoruro de azufre
fluoruro de yodo(VII)
cloruro de bromo(I)
carburo de silicio(IV)
fluoruro de oxígeno
sulfuro de boro
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1.6.8. Hidróxidos
☎
✞
Son compuestos formados por el anión hidróxido, OH – , y un catión.
✝
✆
Los hidróxidos son compuestos iónicos. Su fórmula es empírica, lo que significa que se
debe simplificar.
¿Cómo se escribe su fórmula? Se escribe primero el símbolo del elemento positivo
(catión), a continuación el del anión hidróxido, después se intercambian los números de
oxidación sin tener en cuenta el signo. La fórmula que se obtiene se debe simplificar.
Hay que tener en cuenta que si al anión hidróxido le correspondiera un número diferente
del 1, habría que englobar el OH entre paréntesis.
¿Cómo se nombran? Aquí utilizaremos dos nomenclaturas:
Nomenclatura de Stock:
hidróxido de nombre del catión
Si el catión sólo tuviera un número de oxidación (como Ag +1), el nombre sería el
indicado en el cuadro: AgOH hidróxido de plata. Si el catión pudiera tener más de
un número de oxidación (como el plomo, Pb +2, +4), habría que añadir al final
el número de oxidación sin signo y en números romanos entre paréntesis.
Ejemplos: Pb(OH)2 hidróxido de plomo(II); Pb(OH)4 hidróxido de plomo(IV).
Nomenclatura sistemática:
(prefijo) hidróxido de nombre del catión
Ejemplo: Mn(OH)3 trihidróxido de manganeso.
Algunos ejemplos:
NaOH
Mg(OH)2
Al(OH)3
NH4 OH
TlOH
Tl(OH)3
HgOH
Hg(OH)2
CsOH
Ba(OH)2
Sc(OH)3
hidróxido de sodio
hidróxido de magnesio
hidróxido de aluminio
hidróxido de amonio
hidruro de talio(I)
hidruro de talio(III)
hidróxido de mercurio(I)
hidróxido de mercurio(II)
hidróxido de cesio
hidróxido de bario
hidróxido de escandio
monohidróxido de sodio
dihidróxido de magnesio
trihidróxido de aluminio
monohidróxido de amonio
monohidruro de talio
trihidruro de talio
monohidróxido de mercurio
dihidróxido de mercurio
monohidróxido de cesio
dihidruro de bario
trihidróxido de escandio
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1.6.9. Oxoácidos
✔
✗
Son compuestos formados por un no metala con estado de oxidación positivo, hidrógeno y
oxígeno.
✖
a También
se deben considerar los metales de transición con números de oxidación elevado.
✕
Son compuestos covalentes. La fórmula es molecular (depende de cada molécula en concreto); aun así casi siempre se simplifica (cuando no se hace es debido al enlace por puente
de hidrógeno).
Importante: El no metal no puede tener cualquier número de oxidación positivo; los números
de oxidación que formarán oxoácidos se encuentran subrayados5 en las tablas de números de
oxidación que hay en las páginas 4 y 4. El alumno debe aprenderlos de memoria.
Obtención de oxoácidos: Los oxoácidos se pueden obtener, al menos formalmente haciendo reaccionar los óxidos de los no metales en algunos estados de oxidación con agua.
4
Grupo 17 Cl, Br y I (el F no tiene número de oxidación positivo).
Con +1 y +3 terminan en -oso; con +5 y +7 en -ico. Con +1 se añade el prefijo hipoy, con +7, el prefijo es per-.
Cl, Br, I: +1, +3, +5, +7
+1: Cl2 O + H2 O −−→ HClO ácido hipocloroso. +3:
cloroso.
+5:
Cl2 O5 + H2 O −−→ HClO3 ácido clórico.
+7:
Cl2 O7 + H2 O −−→ HClO4 ácido perclórico.
+1:
Br2 O + H2 O −−→ HBrO ácido hipobromoso.
+3:
Br2 O3 + H2 O −−→ HBrO2 ácido bromoso.
+5:
Br2 O5 + H2 O −−→ HBrO3 ácido brómico.
+7:
Br2 O7 + H2 O −−→ HBrO4 ácido perbrómico.
+1:
I2 O + H2 O −−→ HIO ácido hipoyodoso.
+3:
I2 O3 + H2 O −−→ HIO2 ácido yodoso.
+5:
I2 O5 + H2 O −−→ HIO3 ácido yódico.
+7:
I2 O7 + H2 O −−→ HIO4 ácido peryódico.
Cl2 O3 + H2 O −−→ HClO2 ácido
Grupo 16 S y Se
S, Se: +4, +6
+4:
SO2 + H2 O −−→ H2 SO3 ácido sulfuroso.
+6:
SO3 + H2 O −−→ H2 SO4 ácido sulfúrico.
+4:
SeO2 + H2 O −−→ H2 SO3 ácido selenioso.
+6:
SeO3 + H2 O −−→ H2 SO4 ácido selénico.
4 La fórmula responde al siguiente esquema: H X O , donde el símbolo X representa al no metal con estado
a b c
de oxidación positivo y a, b y c son números y, como siempre, en caso de valer 1 no se escriben explícitamente.
5 Se encuentran subrayados los números de oxidación más importantes, aunque no todos.
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Grupo 15 N, P, As y Sb.
N: +1, +3, +5
N +1:
N2 O + H2 O −−→ HNO ácido hiponitroso6
N +3:
N2 O3 + H2 O −−→ HNO2 ácido nitroso.
N +5:
N2 O5 + H2 O −−→ HNO3 ácido nítrico.
P, As, Sb: +3, +5
P +3:
P2 O3 + H2 O −−→ HPO2 ácido metafosforoso.
P +3:
P2 O3 + 2 H2 O −−→ H4 P2 O5 ácido pirofosforoso.
P +3:
P2 O3 + 3 H2 O −−→ H3 PO3 ácido (orto)fosforoso.
P +5:
P2 O5 + H2 O −−→ HPO3 ácido metafosfórico.
P +5:
P2 O5 + 2 H2 O −−→ H4 P2 O7 ácido pirofosfórico.
P +5:
P2 O5 + 3 H2 O −−→ H3 PO4 ácido (orto)fosfórico.
As +3:
As2 O3 + H2 O −−→ HAsO2 ácido metaarsenioso.
As +3:
As2 O3 + 2 H2 O −−→ H4 As2 O5 ácido piroarsenioso.
As +3:
As2 O3 + 3 H2 O −−→ H3 AsO3 ácido (orto)arsenioso.
As+5:
As2 O5 + H2 O −−→ HAsO3 ácido metaarsénico.
As +5:
As2 O5 + 2 H2 O −−→ H4 As2 O7 ácido piroarsénico.
As +5:
As2 O5 + 3 H2 O −−→ H3 AsO4 ácido (orto)arsénico.
Sb +3:
Sb2 O3 + H2 O −−→ HSbO2 ácido metaantimonioso.
Sb +3:
Sb2 O3 + 2 H2 O −−→ H4 Sb2 O5 ácido piroaantimonioso.
Sb +3:
Sb2 O3 + 3 H2 O −−→ H3 SbO3 ácido (orto)antimonioso.
Sb +5:
Sb2 O5 + H2 O −−→ HSbO3 ácido metaantimónico.
Sb +5:
Sb2 O5 + 2 H2 O −−→ H4 Sb2 O7 ácido piroantimónico.
Sb +5 :
Sb2 O5 + 3 H2 O −−→ H3 SbO4 ácido (orto)antimónico.
Grupo 14 C y Si.
C, Si: +4
CO2 + H2 O −−→ H2 CO3 ácido carbónico.
SiO2 + H2 O −−→ H2 SiO3 ácido metasilícico.
SiO2 + 2 H2 O −−→ H4 SiO4 ácido (orto)silícico.
Grupo 13 B.
6A
veces se escribe H2 N2 O2 .
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Boro: +3.
B2 O3 + H2 O −−→ HBO2 ácido metabórico.
B2 O3 + 3 H2 O −−→ H3 BO3 ácido (orto)bórico.
Grupo 5 V, Nb y Ta.
V, Nb y Ta: +5
V +5:
V2 O5 + H2 O −−→ HVO3 ácido metavanádico.
V +5:
V2 O5 + 2 H2 O −−→ H4 V2 O7 ácido pirovanádico.
V +5:
V2 O5 + 3 H2 O −−→ H3 VO4 ácido (orto)vanádico.
Nb+5:
Nb2 O5 + H2 O −−→ HNbO3 ácido metanióbico.
Nb +5:
Nb2 O5 + 2 H2 O −−→ H4 Nb2 O7 ácido pironióbico.
Nb +5:
Nb2 O5 + 3 H2 O −−→ H3 NbO4 ácido (orto)nióbico.
Ta+5:
Ta2 O5 + H2 O −−→ HTaO3 ácido metatantálico.
Ta +5:
Ta2 O5 + 2 H2 O −−→ H4 Ta2 O7 ácido pirotantálico.
Ta +5:
Ta2 O5 + 3 H2 O −−→ H3 TaO4 ácido (orto)tantálico.
Grupo 6 Cr, Mo y W.
Cr, Mo y W: +6
Cr +6:
Mo +6:
W +6:
CrO3 + H2 O −−→ H2 CrO4 ácido crómico.
MoO3 + H2 O −−→ H2 MoO4 ácido molíbdico.
WO3 + H2 O −−→ H2 WO4 ácido wolfrámico.
Grupo 7 Mn, Tc y Re.
Mn, Tc y Re: +6, +7
Mn +6:
MnO3 + H2 O −−→ H2 MnO4 ácido mangánico.
Mn +7:
Mn2 O7 + H2 O −−→ HMnO4 ácido permangánico.
Tc +6:
TcO3 + H2 O −−→ H2 TcO4 ácido tecnécico.
Tc +7:
Tc2 O7 + H2 O −−→ HTcO4 ácido pertecnécico.
Re +6:
ReO3 + H2 O −−→ H2 ReO4 ácido rénico.
Re +7:
Re2 O7 + H2 O −−→ HReO4 ácido perrénico.
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1.6.10.
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Isopoliácidos
Los isopoliácidos son oxoácidos que tienen en su molécula varias átomos del no metal
central. Ya hemos visto algunos de ellos, como los ácidos pirofosforoso y pirofosfórico, H4 P2 O5
y H 4 P 2 O7 .
Sólo estudiaremos los diácidos:
Se obtienen a partir del ácido correspondiente sumando dos moléculas del mismo y eliminando una molécula de agua. Si existe el ortoácido, éste sería el que habría que utilizar.
Veamos algunos ejemplos:
ácido disulfúrico:
Se multiplica por dos la fórmula del ácido sulfúrico, H2 SO4 y se elimina una molécula
de agua: 2 × H2 SO4 − H2 O = H4 S2 O8 − H2 O = H2 S2 O7
ácido dicrómico:
Se multiplica por dos la fórmula del ácido crómico, H2 CrO4 y se elimina una molécula
de agua: 2 × H2 CrO4 − H2 O = H4 Cr2 O8 − H2 O = H2 Cr2 O7
ácido difosfórico:
Se multiplica por dos la fórmula del ácido ortofosfórico, H3 PO4 y se elimina una molécula de agua: 2 × H3 PO4 − H2 O = H6 P2 P8 − H2 O = H2 P2 O7 y, aunque se puede llamar
ácido difosfórico, se prefiere el de ácido pirofosfórico.
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Algunos ejemplos:
HNO2
HNO3
H2 CrO4
H 4 P 2 O7
HMnO4
H2 ReO4
HBrO2
H2 SO3
H3 BO3
H4 SiO4
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
ácido
nitroso
nítrico
crómico
pirofosfórico
permangánico
rénico
bromoso
sulfuroso
(orto)bórico
ortosilícico
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1.6.11. Cationes
☎
✞
Un catión es un átomo o grupo de átomos con carga positiva.
✝
✆
Los cationes no son sustancias, pero, junto con los aniones, forman parte de las sustancias
iónicas.
Los cationes más importantes son los átomos de los metales con carga positiva; además
estudiaremos el catión amonio:
Algunos ejemplos:
Na+
Mg 2+
Cu+
Cu 2+
NH+
4
Pt 2+
Pt 4+
Ni 2+
catión
catión
catión
catión
catión
catión
catión
catión
sodio
magnesio
cobre(I)
cobre(II)
amonio
platino(II)
platino(IV)
níquel(II)
Ca 2+
Al 3+
Pb 2+
Pb 4+
Ag+
Cr 3+
Fe 2+
Fe 3+
catión
catión
catión
catión
catión
catión
catión
catión
calcio
aluminio
plomo(II)
plomo(IV)
plata
cromo(III)
hierro(II)
hierro(III)
1.6.12. Aniones
✞
☎
Un anión es un átomo o grupo de átomos con carga negativa.
✝
✆
Los aniones no son sustancias, pero, junto con los cationes, forman parte de las sustancias
iónicas.
Se puede considerar que se forman cuando un ácido pierde uno o más átomos de hidrógeno.
Distinguimos dos tipos de aniones: neutros y ácidos.
1. Aniones neutros:
¿Cómo se escribe su fórmula? Se obtienen cuando un ácido pierde todos los
átomos de hidrógeno. Como los átomos de hidrógeno son positivos, el anión tiene
una carga negativa igual al número de átomos de hidrógeno perdidos. Por ejemplo,
el anión neutro correspondiente al ácido sulfúrico, H2 SO4 , es: SO42 – , el anión
neutro correspondiente al ácido nitroso, HNO2 , es NO2– .
¿Cómo se nombran?
• Nomenclatura tradicional:
Terminación
del ácido
-hídrico
-oso
-ico
Terminación
del anión
-uro
-ito
-ato
Ejemplos: Del ácido sulfhídrico, H2 S, anión sulfuro, S 2 – . Del ácido clorhídrico, HCl, anión cloruro, Cl – . Del ácido hipocloroso, HClO, anión hipoclorito,
ClO – . Del ácido ortofosfórico, H3 PO4 , anión ortofosfato, PO43 – . Del ácido
perclórico, HClO4 , anión perclorato, ClO4– .
2. Aniones ácidos:
¿Cómo se escribe su fórmula? Se obtienen cuando un ácido no pierde todos
los átomos de hidrógeno que posee. La carga del anión es igual al número de
hidrógenos perdidos; por ejemplo, el anión ácido correspondiente al ácido sulfúrico,
H2 SO4 , es: HSO4– , el ácido nitroso, HNO2 , sólo tiene un hidrógeno y no puede
formar aniones ácidos; el ácido fosfórico, H3 PO4 , puede formar dos aniones ácidos,
H2 PO4– y HPO42 – .
¿Cómo se nombran?
• Nomenclatura tradicional: Nomenclatura tradicional:
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(prefijo) hidrógeno nombre del anión neutro
El prefijo indica el número de átomos de hidrógeno que aparecen en la fórmula
(el prefijo mono no se nombra.
Ejemplos: Del ácido sulfhídrico, H2 S, anión hidrógenosulfuro, HS – . Del ácido
sulfúrico, H2 SO4 , anión hidrógenosulfato, HSO4– .
Algunos ejemplos:
SO32 –
HCO3–
IO –
ClO4–
BO33 –
HBO32 –
H2 BO3–
NO3–
Se 2 –
HSe –
HSeO3–
anión
anión
anión
anión
anión
anión
anión
anión
anión
anión
anión
sulfito
carbonato
hipoyodito
perclorato
(orto)borato
hidrógeno(orto)borato
dihidrógeno(orto)borato
nitrato
seleniuro
hidrógenoseleniuro
hidrógenoselenito
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1.6.13. Sales
☎
✞
Una sal es un compuesto formado por un anión y un catión.
✝
✆
Las sales son sustancias iónicas. Su fórmula es empírica. Se debe simplificar.
Las sales dobles pueden tener un anión y dos cationes diferentes o dos aniones diferentes
y un catión. No se estudiarán aquí.
¿Cómo se escribe su fórmula? Se escribe primero el catión, seguido del anión, se
intercambian las valencias y, por último, se simplifica. Al intercambiar las valencias, si
al anión o el catión le corresponde un número mayor que uno y contiene más de un
átomo, habría que ponerlo entre paréntesis.
¿Cómo se nombran? Se nombra primero el anión y después el catión.
Algunos ejemplos:
Na2 SO4
CsNO3
Sn(NO2 )4
Ca(HS)2
KHS
(NH4 )2 SO3
AlBO3
Zn(HSO3 )2
Be(ClO)2
Fe(IO2 )3
Pb3 (AsO4 )4
Pt(CO3 )2
AgIO4
CoWO4
MnSiO4
Zn(H2 VO4 )2
sulfato de sodio
nitrato de cesio
nitrito de estaño(IV)
hidrógenosulfuro de calcio
hidrógenosulfuro de potasio
sulfito de amonio
(orto)borato de aluminio
hidrógenosulfito de cinc
hipoclorito de berilio
yodito de hierro(III)
(orto)arseniato de plomo(IV)
carbonato de platino(IV)
peryodato de plata
wolframato de cobalto(II)
ortosilicato de manganeso(IV)
dihidrógeno(orto)vanadato de cinc