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FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS QUÍMICOS (2°PARTE) Ing. María Alejandra Aparicio UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA GENERAL COMPUESTOS BINARIOS ÓXIDOS METÁLICOS O BÁSICOS La fórmula general es: Mz +x Oy -2 La suma algebraica queda expresada por: (+x).z + (-2).y = 0 Los subíndices z e y indican la mínima relación de números enteros entre los átomos M y O en la fórmula. El subíndice del oxígeno coincide con el número de oxidación con el que está actuando el metal en ese compuesto (a menos que este número sea múltiplo de 2), ya que en ese caso ambos subíndices se simplifican a la mínima relación. El elemento unido al oxígeno es un metal (M), aunque no es condición suficiente, ya que no se cumple la inversa, que todo elemento metálico unido al oxígeno genere necesariamente un óxido básico, como ocurre en: Mn2O7 óxido de manganeso (VII) CrO3 óxido de cromo (VI) Ambos son óxidos ácidos Sistema tradicional •Los nombres de las sustancias van acompañados de prefijos y/o sufijos que hacen referencia al estado de oxidación que tiene el elemento en el compuesto. La combinación de determinados prefijos y/o sufijos permiten nombrar a un único compuesto Sistema Stock •Los números de oxidación de los elementos se colocan al final del nombre del compuesto entre paréntesis y en números romanos. Sistema IUPAC •Los nombres de las sustancias también van acompañados de prefijos, pero en este caso hacen referencia a las cantidades de cada grupo funcional presente en el compuesto. La combinación de determinados prefijos y/o sufijos permiten nombrar a un único compuesto Ejemplo: El aluminio es un metal cuyo número de oxidación es +3. Escribir la fórmula molecular de su óxido básico y nombrarlo. Estrategia: Plantear la fórmula considerando las reglas respecto al número de oxidación. Solución : Al2 +3O3 -2 (+3).2 + (-2).3 = 0 El nombre del compuesto es: óxido de aluminio- óxido de aluminio (III)- trióxido de dialuminio Algunos metales tienen más de un estado de oxidación, por lo que puede originar más de un óxido al combinarse con el oxígeno. Por eso es necesario nombrarlo correctamente. Considerando que sin importar la nomenclatura que se utilice, el nombre debe corresponder a un único compuesto. • Sistema tradicional: si el metal tiene un sólo número de oxidación, decimos: óxido de .........(el metal); si tiene dos números de oxidación, puede formar dos óxidos, en ese caso es necesario distinguir ambos compuestos. Para el compuesto con el menor número de oxidación, se agrega el sufijo oso a la raíz del nombre del metal (en latín) precedido de la palabra óxido. Para el compuesto con el mayor número de oxidación, se agrega el sufijo ico a la raíz del nombre del metal precedido de la palabra óxido. • Nomenclatura sistemática (IUPAC): Se denominan con la palabra óxido acompañada de un prefijo griego (mono, di, tri, tetra, etc.) que indica la cantidad de átomos de O en la fórmula; le sigue la preposición de y el nombre del elemento metálico, acompañado también de un prefijo numérico según corresponda (se omite en este caso el prefijo mono). • Nomenclatura Stock: Se nombran con la palabra óxido seguida del nombre del elemento metálico y entre paréntesis, con números romanos, el estado de oxidación del elemento en cuestión. Ejemplo: Escribir las fórmulas moleculares de los óxidos del hierro y nombrarlos. Estrategia: Plantear la fórmula considerando las reglas respecto al número de oxidación. El hierro es un metal cuyos números de oxidación son +2 y +3. Solución : Fe +2O -2 (+2).1 + (-2).1 = 0 El nombre del compuesto es: óxido ferroso- óxido de hierro (II)- monóxido de hierro Fe2 +3O3 -2 (+3).2 + (-2).3 = 0 El nombre del compuesto es: óxido férrico- óxido de hierro(III)- trióxido de dihierro Ejemplo: Escribir las fórmulas moleculares de los óxidos del cobre y nombrarlos. Estrategia: Plantear la fórmula considerando las reglas respecto al número de oxidación. El cobre es un metal cuyos números de oxidación son +1 y +2. Solución : Cu2 +1O -2 (+1).2 + (-2).1 = 0 El nombre del compuesto es: óxido cuproso- óxido de cobre (I)- monóxido de dicobre Cu +2O -2 (+2).1+ (-2).1 = 0 El nombre del compuesto es: óxido cúprico- óxido de cobre (II)- monóxido de cobre Ejemplo: Escribir las fórmulas moleculares de los óxidos de potasio y magnesio. Nombrarlos. Estrategia: Considerar que los números de oxidación son +1 y +2 respectivamente. Solución : : K2 +1O -2 (+1).2 + (-2).1 = 0 El nombre del compuesto es: óxido de potasio- óxido de potasio(I)- monóxido de dipotasio Mg +2O -2 (+2).1+ (-2).1 = 0 El nombre del compuesto es: óxido de magnesio- óxido de magnesio (II)- monóxido de magnesio • Sistema tradicional: si el metal tiene dos números de oxidación, puede formar dos óxidos, en ese caso es necesario distinguir ambos compuestos. Para el compuesto con el menor número de oxidación, se agrega el sufijo oso a la raíz del nombre del metal (en latín) precedido de la palabra óxido. Para el compuesto con el mayor número de oxidación, se agrega el sufijo ico a la raíz del nombre del metal precedido de la palabra óxido. ÓXIDOS ÁCIDOS O ANHÍDRIDOS Compuestos Binarios formados por un no metal (E) y oxígeno. La fórmula general es: Ez +x Oy -2 La suma algebraica queda expresada por: (+x).z + (-2).y = 0 Los subíndices z e y indican la mínima relación de números enteros entre los átomos E y O en la fórmula. Para nombrar los óxidos ácidos también se pueden aplicar los tres sistemas de nomenclatura, aunque la IUPAC aconseja el uso de la nomenclatura sistemática debido a los múltiples estados de oxidación posibles de los no metales, como en el caso de los halógenos: cloro, bromo e yodo, cuyos estados de oxidación son +1, +3, +5, +7. Tanto en el sistema Stock como IUPAC se siguen las mismas normas que en el caso de óxidos básicos. Estas nomenclaturas no distinguen entre óxidos de metales y no metales. • Sistema tradicional: se coloca la palabra anhídrido, seguida del nombre del no metal sin modificar o con la terminación ICO cuando el no metal tiene un sólo estado de oxidación. Si el no metal tiene dos números de oxidación el nombre se modifica con el agregado de los sufijos OSO e ICO, para el menor y mayor estado de oxidación respectivamente. Para aquellos elementos que tienen cuatro números de oxidación, es necesaria otra distinción adicional: al óxido correspondiente al menor de los cuatro estados de oxidación (+1), se le antepone el prefijo HIPO, y al correspondiente al mayor estado de oxidación (+7), el prefijo PER y los del medio mantienen únicamente las terminaciones OSO e ICO Ejemplo: Escribir las fórmulas moleculares de los óxidos del cloro y nombrarlos. Estrategia: Plantear la fórmula considerando las reglas respecto al número de oxidación. El cloro es un no metal cuyos números de oxidación son +1, +3, +5 y +7. Solución : : Cl2 +1 O -2 (+1).2 + (-2).1 = 0 El nombre del compuesto es: anhídrido hipocloroso- óxido de cloro (I)- monóxido de dicloro Cl2 +3 O3 -2 (+3).2 + (-2).3 = 0 El nombre del compuesto es: anhídrido cloroso- óxido de cloro (III)- trióxido de dicloro Cl2 +5 O5 -2 (+5).2 + (-2).5 = 0 El nombre del compuesto es: anhídrido clórico- óxido de cloro (V)- pentóxido de dicloro Cl2 +7 O7 -2 (+7).2 + (-2).7 = 0 El nombre del compuesto es: anhídrido perclórico- óxido de cloro (VII)- heptóxido de dicloro Elemento N° de oxidación Fórmula Nombre tradicional Nitrógeno +1 N2O Anhídrido hiponitroso +3 N2O3 Anhídrido nitroso +5 N2O5 Anhídrido nítrico Bromo +1 Br2O Anhídrido hipobromoso +3 Br2O3 Anhídrido bromoso +5 Br2O5 Anhídrido brómico +7 Br2O7 Anhídrido perbrómico Excepciones La mayoría de los elementos, metálicos y no metálicos, con todos sus estados de oxidacióndan lugar a la formación de óxidos, pero no todos estos óxidos reaccionan luego con agua para dar lugar a la formación de bases o ácidos, como se verá más adelante. Los óxidos que siguen este comportamiento se denominan óxidos neutros, y se los nombra únicamente con la nomenclatura sistemática. También sucede que un mismo elemento con sus menores estados de oxidación puede formar óxidos básicos y óxidos ácidos con los mayores estados de oxidación, como en el caso del cromo y el manganeso. Elemento N° de oxidación Tipo de óxido Fórmula Nomenclatura Nitrógeno +2 Neutro NO Monóxido de nitrógeno +4 Neutro NO2 Dióxido de nitrógeno Cloro +4 Neutro ClO2 Dióxido de cloro Carbono +2 Neutro CO Monóxido de carbono Manganeso +2 Básico MnO Óxido manganoso +3 Básico Mn2O3 Óxido mangánico +4 Neutro MnO2 Dióxido de manganeso +6 Ácido MnO3 Anhídrido mangánico +7 Ácido Mn2O7 Anhídrido permangánico Cromo +2 Básico CrO Óxido cromoso +3 Básico Cr2O3 Óxido crómico +6 Ácido CrO3 Trióxido de cromo HIDRUROS Los hidruros son compuestos binarios que resultan de la combinación del hidrógeno con otro elemento químico. Las propiedades de los hidruros son muy diversas y dependen del tipo de elemento al que está unido el hidrógeno. HIDRUROS METÁLICOS Fórmula general: M+x Hx -1 Son compuestos formados por un metal (M) e H. En estos compuestos el número de oxidación del metal es positivo (+x) y el del H es -1. El H se comporta como un aceptor de electrones HIDRURO NO METÁLICOS Son compuestos formados por un no metal (E) e H. En estos compuestos el número de oxidación del H es +1. El H comporta como un donador de electrones. Fórmula general: E –x Hx +1 (Para elementos E de grupos IIIA, IVA y VA) Hx +1 E-x (Para elementos E de grupos VIA y VIIA) Nomenclatura Estos compuestos se nombran hidruros de seguido del nombre del metal y del número de oxidación del metal, que se coloca al final, entre paréntesis y con números romanos sólo cuando el metal tiene más de un número de oxidación. Ejemplos: NaH hidruro de sodio CaH2 Hidruro de calcio PbH4 Hidruro de plomo (IV) FeH3 Hidruro de hierro (III) Nomenclatura Muchos de estos compuestos tienen nombres especiales. Los compuestos puros (en estado gaseoso en condiciones ambientales) se nombran como no metaluros de hidrógeno. Nomenclatura El nombre de los compuestos, con no metales de los de los grupos VI A y VII A, dependen del estado de agregación en que se encuentren. Cuando se encuentran en el estado gaseoso (hidruros), se los denomina añadiendo a la raíz del no metal, la terminación uro, seguido de la frase de hidrógeno. Al disolverse en agua y formar el respectivo hidrácido por ionización, se denominan con la palabra ácido seguida de la raíz del nombre del elemento no metálico con la terminación hídrico. HIDRÁCIDOS Son hidruros especiales ya que se forman con los no metales (E) correspondientes al grupo VI A (S, Se y Te) y al grupo VII A (F, Cl, Br, I). Son sustancias gaseosas, muy solubles en agua y cuando se encuentran disueltos en ella reciben el nombre de hidrácidos y adquieren propiedades químicas semejantes a las de los oxácidos, razón por la cual también se los conoce con el nombre de ácidos binarios. Fórmula general: HE (para halógenos); H2E (para S, Se, Te) La fórmula se escribe teniendo en cuenta que el H actúa con número de oxidación +1 y el elemento no metálico (E) actúa con número de oxidación -1 para los halógenos y -2 para S, Se y Te. Se escribe en primer lugar el H y luego cualquiera de los elementos mencionados. Fórmula Hidruro Hidrácido H2S Sulfuro de hidrógeno Ácido sulfhídrico H2Se Seleniuro de hidrógeno Ácido selenhídrico H2Te Telururo de hidrógeno Ácido telurhídrico HF Fluorurode hidrógeno Ácido fluorhídrico HCl Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico HBr Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico Ejercicio N° 1: Completar el siguiente cuadro. Elemento N° de oxidación Fórmula Nombre IUPAC Nitrógeno +1 +2 +3 +4 +5 Compuesto Óxido Nombre IUPAC/Tradicional CO2 N2O5 PbO PbO2 As2O5 SO2 MnO2 N2O Ni2O3 P2O3 Ejercicio N° 2: Clasificar los óxidos y nombrarlos. Ejercicio N° 3: Completar el siguiente cuadro Elemento N° de oxidación Fórmula Nombre Tradicional IUPAC Stock Azufre +4 Dióxido de azufre +6 Óxido de azufre (VI) Plata +1 Monóxido de diplata Manganeso +2 Óxido manganoso +4 - Dióxido de manganeso +6 Anhídrido mangánico +7 Carbono +2 - Óxido de carbono (IV) Ejercicio N° 4: Nombrar y clasificar los siguientes hidruros. Compuesto Clasificación Nombre HI MgH2 CH4 KH LiH H2Se BaH2 Bibliografía: • Serrano, E; Toro M.A, 2000. “Formulación y nomenclatura química”. Apuntes del Centro de Estudiantes de Ingeniería. UNSa. • Moraga, N; López, M.F. 2019. “Formulación y nomenclatura de compuestos químicos”. Apuntes de la cátedra Química General de Ingeniería. UNSa.
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