Download Descargar - IES Padre Manjón
Document related concepts
Transcript
Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO 1 Formulación de Química Inorgánica 3º ESO I.E.S. Padre Manjón Departamento de Física y Química 2 Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO I.E.S. Padre Manjón (Granada) Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO ÍNDICE Pág. 1. Introducción…………………………………………………………............... 4 2. Número de oxidación………………………………………………................... 4 3. Sustancias simples.…………………………………………………………..… 5 4. Compuestos binarios…………………………………………………………... 6 4.1. Óxidos………………………………………................................................... 6 4.1.1. Formulación…………….…………………………………..……… 6 4.1.2. Nomenclatura……………....…………………………………….… 7 4.2. Hidruros……………………………………………………...…………... 8 4.2.1. Formulación……………………………………...………...…..…… 8 4.2.2. Nomenclatura……………………………………….………....….… 9 4.3. Combinaciones binarias NO METAL + NO METAL…….…………….... 9 4.3.1. Formulación……………...………………………………...…..…… 10 4.3.2. Nomenclatura……………………………………….………....….…10 4.4. Sales haloideas……………………………………….…….…………….... 11 4.4.1. Formulación……………...………………………………...…..…… 11 4.4.2. Nomenclatura……………………………………….………....….…12 5. Compuestos ternarios………………………………………………………...... 12 5.1. Hidróxidos……………………………………................................................. 12 5.1.1. Formulación……………...………………………………...…..…… 13 5.1.2. Nomenclatura……………………………………….………....….…13 I.E.S. Padre Manjón (Granada) 3 4 Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO 1. INTRODUCCIÓN En la Naturaleza existen millones de compuestos químicos. Como ya sabes, un compuesto químico está formado por la unión de uno o varios elementos combinados en proporciones fijas y que se pueden separar por métodos químicos. A medida que el hombre los ha ido conociendo, surgió la necesidad de desarrollar un método para poder entenderse y evitar que un mismo compuesto fuese nombrado de formas distintas según el criterio de cada uno. La nomenclatura actual está sistematizada mediante las reglas propuestas por la IUPAC (Internacional Union of Pure and AppliedChemistry), una comisión que, de forma periódica, revisa y actualiza la nomenclatura Química. Vamos a aprender a nombrar y a formular los compuestos químicos inorgánicos según las recomendaciones de la IUPAC de 2005. Las distintas sustancias no son combinaciones al azar de los elementos de la Tabla Periódica, sino que son el resultado de la combinación en unas determinadas proporciones de elementos que guardan cierta “afinidad”. Estas limitaciones vienen prefijadas por la capacidad de combinación o valencia de los elementos, que a su vez es función en la Tabla Periódica. Unafórmula químicaindica el número de elementos que tiene una molécula. Se colocan los símbolos de los elementos que componen la molécula y, en forma de subíndice, el número de átomos de ese elemento que hay en la molécula. Cuando hay un solo átomo, no se coloca subíndice. Ejemplos: · O2: molécula formada por 2 átomos de oxígeno (O). · H2S: molécula formada por 2 átomos de hidrógeno (H) y uno de azufre (S). · H2SO4: molécula formada por 2 átomos de hidrógeno (H), 1 átomo de azufre (S) y 4 átomos de oxígeno (O). 2. NÚMERO DE OXIDACIÓN El número de oxidación (n.o.)de un átomo en un compuesto es el número teórico (formal) que se obtiene aplicando unas reglas sencillas y que nos informan sobre la carga que presentaría dicho átomo, si los pares electrónicos que forman los enlaces se asignaran a los átomos más electronegativos. Laelectronegatividades la medida del poder de un átomo (o grupo de átomos) de atraer electrones. Es decir, un átomo muy electronegativo tiene mucha tendencia a atraer los electrones de un enlace. En general, la electronegatividad aumenta al desplazarnos hacia arriba en un grupo y hacia la derecha en la tabla periódica. Así, el elemento más electronegativoes el flúory menos electronegativo es el cesio. I.E.S. Padre Manjón (Granada) Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO Tabla de números de oxidación (n.o.) más comunes de algunos elementos METALES NO METALES Li, Na, K, Rb, Cs, Ag y NH4+ +1 H (a) –1, +1 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn y Cd +2 F –1 Al +3 Cl, Br, I –1, +1, +3, +5, +7 Cu y Hg +1, +2 O –2 Au +1, +3 S, Se y Te –2, +2, +4, +6 Fe, Co, Ni, Cr(+6) y Mn(+6,+7) +2, +3 N(+2,+4), P, As, Sb –3, +3, +5 Sn, Pb y Pt +2, +4 C(+2), Si –4, +4 (a) El H actúa siempre con n.o. +1, excepto en los hidruros metálicos, que actúa con –1. Recuerda Los metales solo tiene n.o. positivos, mientras que los no metales poseen n.o. positivos y negativos (a excepción de F, que siempre es negativo). El carácter metálico crece al bajar en el grupo y al desplazarse en hacia la izquierda en la tabla periódica (como se indica en el esquema de abajo), por lo que no todos los elementos de los últimos grupos son no metales. Las últimas recomendaciones de la IUPAC para la formulación y nomenclatura de las sustancias inorgánicas,introducen novedades muy llamativas: Los compuestos de los halógenos con el oxígeno no se nombran como óxidos, sino como haluros deoxígeno. Se modifica la nomenclatura sistemática de los oxoácidos y las oxosales. Se suprimen los nombres de fosfina, arsina y estibina y se sustituyen por fosfato, arsano y estibano. Se modifica la nomenclatura de iones. I.E.S. Padre Manjón (Granada) 5 6 Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO 3. SUSTANCIAS SIMPLES Llamaremos sustancias simples a las que están constituidas por átomos de un solo elemento. En general se nombran con el nombre del elemento constituyente, y su formula será el símbolo del elemento (Fe, Na, Cu, C, etc.), excepto las siguientes moléculas gaseosas (H2, N2, O2, O3) y las de los halógenos (F2, Cl2, Br2, I2) que se presentan en forma diatómica o triatómica, y se nombran según la IUPAC con los prefijos di- o tri-, aunque es frecuente que aparezcan sin prefijos. Los átomos de estas moléculas cuando aparecen aislados llevan el prefijo mono-. Los prefijos que designan el número de átomos son: 1 mono- H2 N2 O2 O3 P4 2 di- 3 tri- 4 tetra- Nombre sistemático Dihidrógeno Dinitrógeno Dioxígeno Trioxígeno Tetrafósforo 5 penta- 6 hexa- Nombre común Hidrógeno Nitrógeno Oxígeno Ozono Fósforo blanco 7 hepta- F2 Cl2 Br2 I2 S6 8 octa- 9 nona- 10 deca- Nombre sistemático Diflúor Dicloro Dibromo Diyodo Hexaazufre 11 undeca- 12 dodeca- Nombre común Flúor Cloro Bromo Yodo 4. COMPUESTOS BINARIOS En este apartado vamos a tratar los compuestos formados por dos elementosdiferentes, que entran a formar parte de la molécula en distintas proporciones. 4.1. Óxidos Los óxidos son combinaciones de los elementos con el oxígeno. El nombre de estos compuestos siempre incluye la palabra óxido que puede estar precedida de prefijos numerales indicadores del número de átomos de oxígeno. Óxidos Metálicos No metálicos No metal + oxígeno nº oxidación: - no metal: positivos - oxígeno: –2 Ejemplos: CO2; SO3; N2O5; CO; SO2; NO2 Fórmula General Xn O m metal + oxígeno nº oxidación: - no metal: el suyo - oxígeno: –2 Ejemplos: Fe2O3; Li2O; CaO; Ag2O; Al2O3 4.1.1. Formulación de los óxidos Ejemplo: Formular el trióxido de dihierro: El oxígeno, como elemento máselectronegativo, se escribe a laderecha I.E.S. Padre Manjón (Granada) Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO Nombre del elemento Fe2O3 Trióxido de dihierro Prefijo numeral que indica el número de oxígenos El elemento se escribe a la izquierda Prefijo numeral que indica el número de átomos del elemento Cuando los elementos que se combinan con el oxígeno tienen estado de oxidación fijo (alcalinos, alcalinotérreos, Ag, Zn, Al... etc), está permitido omitir los prefijos numerales en el nombre del óxido correspondiente, ya que como forman un único compuesto no existe ninguna ambigüedad: Óxido de sodio, óxido de calcio, óxido de plata... etc. En estos casos se debe tener especial cuidado a la hora de escribir la fórmula, ya que se debe tener en cuenta el estado de oxidación del elemento y formular el óxido correspondiente cruzando, como subíndices, los correspondientes números de oxidación. Si los subíndices resultantes son divisibles por un mismo número es obligatorio simplificar. Ejemplo: Formular el óxido de calcio Simplificar subíndices El número de oxidación del oxígeno (sin signo) se coloca como subíndice del calcio. El calcio es un metal alcalino-térreo con número de oxidación fijo: +2 CaO Ca2O2 Óxidodecalcio El número de oxidación del calcio (sin signo) se coloca como subíndice del oxígeno. 4.1.2.Nomenclatura de los óxidos Ejemplo:Nombrar el SO2 Nombre del elemento. Si hay un solo átomo del elemento no se pone el prefijo mono. Dióxidodeazufre SO2 Prefijo numeral que indica el número de oxígenos Palabra óxido Cuando el elemento tenga un único estado de oxidación se puede nombrar sin poner ningún prefijo numeral, ya que el óxido es único: Na2O: Monóxido de disodio u óxido de sodio I.E.S. Padre Manjón (Granada) 7 8 Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO Actividad 1 Na2O Cu2O SO3 N2O5 SO2 Nombrar CO P2O3 CO2 P2O5 N2O Trióxido de dioro Óxido de aluminio Óxido cálcico Óxido de dicobre Dióxido de bario Formular Óxido de litio Óxido de cinc Dióxido de plomo Trióxido de cromo Dióxido de manganeso 4.2. Hidruros Los hidruros son combinaciones de los metales con el hidrógeno. El nombre de estos compuestos siempre incluye la palabra hidruro que puede estar precedida de prefijos numerales indicadores del número de átomos de hidrógeno. Hidruros metal + hidrógeno Fórmula General XHm Ejemplos: AlH3; LiH; CuH; KH; CaH2; ZnH2 nº oxidación: - hidrógeno: –1 - metal: el suyo 4.2.1. Formulación de hidruros Ejemplo: Formular el trihidruro de cobalto Trihidruro de cobalto Prefijo numeral que indica el número de hidrógenos CoH3 El hidrógeno, que es más electronegativo que los metales, se escribe a la derecha El elemento se escribe a la izquierda Nombre del elemento Cuando los elementos que se combinan con el hidrógeno tienen estado de oxidación fijo (alcalinos, alcalino-térreos, Ag, Zn, Al... etc), está permitido omitir los prefijos numerales en el nombre del hidruro correspondiente, ya que como forman un único compuesto no existe ninguna ambigüedad: Hidruro de sodio, hidruro de calcio, hidruro de plata... etc. En estos casos se debe tener especial cuidado a la hora de escribir la fórmula, ya que se debe tener en cuenta el estado de oxidación del elemento y formular el hidruro correspondiente cruzando, como subíndices, los correspondientes números de oxidación. I.E.S. Padre Manjón (Granada) Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO 9 Ejemplo: Formular hidruro de aluminio AlH3 Hidruro de aluminio El número de oxidación del aluminio (sin signo) se coloca como subíndice del hidrógeno. El número de oxidación del hidrógeno (sin signo) se coloca como subíndice del aluminio (al ser 1 se omite) El aluminio es un metal con número de oxidación fijo: +3 4.2.2. Nomenclatura de hidruros Ejemplo: Nombra el MgH2 Cuando el elemento tenga un único estado de oxidación (como en este caso) se puede nombrar sin poner ningún prefijo numeral ya que el hidruro es único. Palabra hidruro Dihidruro de magnesio Prefijo numeral que indica el número de hidrógenos Nombre del metal Ejemplo: MgH2: Dihidruro de magnesio o hidruro de magnesio. Las combinaciones binarias del Las combinaciones binarias del hidrógeno con los no metales del hidrógeno con los elementos grupo de losanfígenos y halógenos no se consideran hidruros. carbonoideos y elementos nitrogenoideos no se El halógeno o anfígeno, como son más electronegativos que el nombran como hidruros. hidrógeno, funcionan con el estado de oxidación negativo y deberán Todos ellos tienen nombres situarse a la derecha a la hora de escribir la fórmula. especiales no sistemáticos: Se nombran terminando en URO el nombre del halógeno o CH 4 : Metano anfígeno. SiH4: Silano NH3: Amoniaco Los cuatro son gases y cuando se disuelven en agua se comportan PH3 : Fosfano(1) como ácidos (ácidos hidrácidos) por lo que también pueden AsH3 : Arsano(2) nombrase con la palabra ácido-nombre del elemento-terminación SbH3 : Estibano(3) HIDRICO. Antes fosfina Antes arsina (3) Antes estibina (1) HF : Fluoruro de hidrógeno o ácido fluorhídrico HCl : Cloruro de hidrógeno o ácido clorhídrico HBr: Bromuro de hidrógeno o ácido bromhídrico HI : Yoduro de hidrógeno o ácido yodhídrico H2S : Sulfuro de hidrógeno o ácido sulfhídrico (2) Actividad 2 HCl AlH3 CH4 PH3 Nombrar NH3 AsH3 CaH2 NaH I.E.S. Padre Manjón (Granada) Hidruro de magnesio Ácidobromhídrico Hidruro de potasio Ácido fluorhídrico Formular Silano Ácido yodhídrico Dihidruro de cobre Trihidruro de níquel 10 Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO HI RaH2 Amoniaco Dihidruro de hierro 4.3. Combinaciones binarias NO METAL + NO METAL Los no metales pueden combinarse entre sí para dar compuestos binarios. La terminación URO del nombre del no metal más electronegativo (que se escribirá a la derecha) es característica de estos compuestos. Combinaciones binarias no metal + no metal Fórmula General YnXm nº oxidación: - el elemento más electronegativo funcionará con el estado de Ejemplos: SF6; PCl3;CCl4; SiCl4;PCl5; CS2 oxidación negativo - el elemento menos electronegativo funcionará con el estado de oxidación positivo 4.3.1. Formulación de compuestos binarios NO METAL + NO METAL Ejemplo: Formula el hexafluoruro de azufre El elemento más electronegativo (el terminado en uro) se escribe a la derecha. La terminación uro indica el no metal más electronegativo SF6 Hexafluoruro de azufre Prefijo numeral que indica el número de flúor Nombre del otro no metal El elemento menos electronegativo se escribe a la izquierda 4.3.2. Nomenclatura de compuestos binarios METAL + NO METAL Nombra el CCl4 Nombre del elemento más electronegativo (situado a la derecha) terminado en uro Tetraclorurode carbono CCl4 Prefijo numeral que indica el número de átomos del elemento Nombre del elemento menos electronegativo (situado a la izquierda) I.E.S. Padre Manjón (Granada) Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO Actividad 3 SF6 PCl3 OCl2 O3I2 PBr5 Nombrar SCl2 SBr4 O7I2 O5I2 OBr2 Formular Tetracloruro de carbono Heptafluoruro de yodo Pentacloruro de fósforo Dicloruro de pentaoxígeno Dibromuro de trioxígeno Dicloruro de heptaoxígeno Diyoduro de oxígeno Tetrafluoruro de carbono Dibromuro de azufre Dibromuro de pentaoxígeno 4.4. Sales haloideas Las combinaciones binarias no metal + metal reciben el nombre de sales haloideas. Los no metales pertenecen al grupo de los halógenos y anfígenos.La terminación en URO del no metal es característica de estos compuestos. Sales haloideas no metal + metal Fórmula General MnXm nº oxidación: - el no metal como es el elemento más electronegativo funcionará con el estado de oxidación Ejemplos: KBr;Fe2S3 ;AgCl; NaCl;CaI2;PbS2 negativo - metal: el suyo 4.4.1. Formulación de las sales haloideas Ejemplo: Formula el tricloruro de níquel El no metal (terminación uro) se escribe a la derecha Nombre del metal Tricloruro de níquel Terminación característica Prefijo numeral que indica el número de átomos de elemento NiCl3 El metal se escribe a la izquierda Cuando los metales que se combinan tienen estado de oxidación fijo (alcalinos, alcalino-térreos, Ag, Zn, Al... etc), está permitido omitir los prefijos numerales en el nombre del compuesto, ya que no existe ninguna ambigüedad: Cloruro de sodio, sulfuro de magnesio, cloruro de plata... etc. En estos casos se debe tener especial cuidado a la hora de formular. Se debe de tener en cuenta el estado de oxidación del metal y del no metal y formular el compuesto correspondiente cruzando, como subíndices, los correspondientes números de oxidación. Si los subíndices resultantes son divisibles por un mismo número es obligatorio simplificar. I.E.S. Padre Manjón (Granada) 11 12 Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO Ejemplo: Formula de cloruro de aluminio AlCl3 cloruro de aluminio El número de oxidación del no metal (sin signo) se coloca como subíndice del aluminio (en este caso, al ser 1, se omite) El número de oxidación del aluminio (sin signo) se coloca como subíndice del no metal. 4.4.2. Nomenclatura de las sales haloideas Ejemplo: Nombra el PbS2 No metal acabado en uro Disulfuro de plomo PbS2 Prefijo numeral que indica el número de átomos del no metal Nombre del metal Cuando el elemento tenga un único estado de oxidación se puede nombrar sin poner ningún prefijo numeral ya que el compuesto es único. Ejemplo: AgCl: monocloruro de plata o cloruro de plata. Actividad 4 AgCl KI Fe2S3 Ca2C Ni4C3 Nombrar NiI3 NaCl ZnS CaCl2 K2S Cloruro potásico Disulfuro de plomo Bromuro potásico Tricloruro de hierro Dicloruro de estaño Formular Sulfuro de sodio Dicloruro de cobalto Trisulfuro de dihierro Dicloruro de níquel Diyoduro de calcio 5. COMPUESTOS TERNARIOS 5.1. Hidróxidos Los hidróxidos, aunque son combinaciones ternarias (tres elementos), se formulan y nombran como si fueran combinaciones binarias del ion (OH)– (que funciona como un no metal monovalente) con metales. El nombre de estos compuestos siempre incluye la palabra hidróxido que puede estar precedida de prefijos numerales indicadores del número de grupos (OH). Los hidróxidos constituyen el ejemplo clásico de las sustancia denominadas bases o álcalis. Se forman por reacción de los óxidos metálicos (básicos) con agua: I.E.S. Padre Manjón (Granada) Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO Óxido básico + H2O Hidróxido CaO + H2O Ca(OH)2 Fórmula General X(OH)m Hidróxidos ion OH–+ metal nº oxidación: - el grupo OH–:–1 - metal: el suyo Ejemplos: Ca(OH)2; NaOH; Al(OH)3; AgOH 5.1.1. Formulación de los hidróxidos Ejemplo: Formula el trihidróxido de níquel El grupo (OH) se escribe a la derecha. Si tiene subíndice es obligatorio poner paréntesis. Ni(OH)3 trihidróxido de níquel Nombre del metal Prefijo numeral que indica el número (OH) El metal se escribe a la izquierda Cuando los metales que se combinan tienen estado de oxidación fijo (alcalinos, alcalino-térreos, Ag, Zn, Al... etc), está permitido omitir los prefijos numerales en el nombre del compuesto ya que no existe ninguna ambigüedad: Hidróxido de sodio, hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio... etc. En estos casos se debe tener especial cuidado a la hora de escribir la fórmula, ya que se debe tener en cuenta el estado de oxidación del metal y formular el hidróxido correspondiente cruzando, como subíndices, los correspondientes números de oxidación. Ejemplo: Formula el hidróxido de magnesio El número de oxidación del magnesio (sin signo) se coloca como subíndice del grupo (OH). hidróxido de magnesio Nombre sin prefijos numerales El magnesio es un metal alcalino-térreo con número de oxidación fijo: +2 5.1.2. Nomenclatura de los hidróxidos Ejemplo: Nombra el Fe(OH)2 I.E.S. Padre Manjón (Granada) Mg(OH)2 El (OH) se comporta como un no metal con número de oxidación - 1. Este número (sin signo) será el subíndice del metal (se omite) 13 14 Departamento de Física y Química Formulación de Química Inorgánica 3º ESO Palabra hidróxido dihidróxido de hierro Fe(OH)2 Nombre del metal Prefijo numeral que indica el número de (OH) Ejemplo: Nombra el Al(OH)3 Palabra hidróxido trihidróxido de aluminio Al(OH)3 Prefijo numeral que indica el número de (OH) Nombre del metal Cuando el elemento tenga un único número de oxidación se puede nombrar sin poner ningún prefijo numeral ya que el hidróxido es único. En este caso también es correcto nombrar como hidróxido de aluminio. Actividad 5 KOH CuOH Ni(OH)3 Sn(OH)4 Fe(OH)2 Nombrar Co(OH)3 Pb(OH)2 KOH Ca(OH)2 NaOH Hidróxido de zinc Trihidróxido de hierro Hidróxido de magnesio Hidróxido de calcio Hidróxido de aluminio Formular Trihidróxido de oro Dihidróxido de cobre Trihidróxido de cobalto Hidróxido de rubidio Hidróxido de cesio I.E.S. Padre Manjón (Granada)