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FORMACIÓN Y NOMENCLATURA Compuestos Inorgánicos • Repaso de conceptos importantes. • Clasificación de compuestos inorgánicos. • Nomenclaturas. • Familias de compuestos inorgánicos: • Óxidos básicos y ácidos. • Hidruros metálicos y no metálicos. • Hidrácidos. • Hidróxidos. • Oxoácidos. • Sales haloideas. • Oxosales. • Sales ácidas. • Peróxidos y superóxidos. • Ejercicios de repaso. Organización de la clase Conceptos importantes • Compuestos inorgánicos: son aquellos que no contienen al elemento carbono, excepto los óxidos de carbono y carbonatos. Los compuestos pueden ser binarios, ternarios, cuaternarios, etc. según el número de elementos químicos que los componen. • Fórmula química: es la representación por símbolos de las moléculas o compuestos. Las fórmulas moleculares agrupan los símbolos de los elementos que componen la molécula, y cada uno de estos símbolos se ve afectado por un subíndice numérico que indica la cantidad de átomos de cada elemento que forman la molécula. • Número de oxidación: corresponde a la carga que tendría un átomo en un compuesto, suponiendo que todas las uniones de ese átomo fuesen iónicas (pueden ser positivas o negativas). El número de oxidación de cualquier sustancia elemental es cero. (H2, O2, P4). Teniendo en cuenta que: 1) El hidrógeno tiene estado de oxidación de (+1) en todos los compuestos (Ej. H2O, HNO3), salvo cuando forma hidruros metálicos en cuyo caso es de (-1). 2) El oxígeno tiene estado de oxidación de (-2), excepto cuando forma peróxidos y superóxidos. Pueden determinarse los estados de oxidación de cualquier elemento en una fórmula aplicando una sencilla suma algebraica: H2SO3 2(+1) + ? + 3(-2) = 0 +4 H2Cr2O7 2(+1) + 2(?) + 7(-2) = 0 +6 (NH4) + ? + 4(+1) = +1 -3 (ClO2) - ? + 2(-2) = -1 +3 Clasificación Función química: propiedades comunes que caracterizan a un grupo de sustancias que tienen estructura semejante, ej: óxidos, ácidos, etc. Elementos No metales Metales Hidrógeno Hidruros metálicos Hidrógeno OxígenoOxígeno Óxidos básicos Óxidos ácidos HidróxidosOxoácidos Oxosales Neutras Ácidas Hidruros no metálicos Hidrácidos Hidróxidos Sales haloideas Neutras Ácidas se combinan con se combinan con (algunos) con agua forman forman formanformanforman con agua forman con agua forman se combinan con forman se combinan y forman . Tener en cuenta la posición de metales y no metales en la TP. Nomenclatura • Tradicional • Sistemática o IUPAC • Numeral de Stock Tiene en cuenta el número de átomos de cada elemento que forman la molécula. Utiliza prefijos numéricos. N2O5 pentóxido de dinitrógeno. CO2 dióxido de monocarbono. ZnO óxido de zinc. Cu2O/ CuO óxido cuproso/cúprico. SO/SO2/SO3 óxido hiposulfuroso/sulfuroso/sulfúrico. I2O/I2O3/I2O5/I2O7 óxido hipoyodoso/yodoso/yódico/peryódico. Prefijos griegos Número mono… 1 di… 2 tri… 3 tetra… 4 penta… 5 hexa… 6 hepta… 7 Prefijos y sufijos hipo … oso … oso … ico per/hiper … ico oso ito ico ato Se indica el estado de oxidación del elemento que forma el compuesto mediante una serie de prefijos y sufijos. x Óxidos • Básicos → Metal + Oxígeno Metal + Oxígeno molecular → Óxido básico 4 Ni (s) + 3 O2 (g) → 2 Ni2O3 (s) Compuestos binarios, EO (oxígeno) = -2 • Atomicidades: metales = 1, no metales (O, N, H, F, Cl, Br, I) = 2 – no metales (P,C) = 4 – no metal (S) = 8. • Balanceo: coeficientes estequiométricos. • Estados de agregación: sólido (s), líquido (l), gaseoso (g), acuoso (ac). Óxido niqueloso Monóxido de níquel Óxido niquélico Trióxido de diníquel EO = 2 EO = 3 Ni2O2 Ni2O3 (+2) + (-2) = 0 2(+3) + 3(-2) = 0 Fórmula molecular: Ecuación de formación: NiO EO = 2 Óxido magnesio Monóxido de magnesio (+2) + (-2) = 0 MgO Tradicional: “óxido” + (de) + Metal(oso/ico) IUPAC: (prefijo)“óxido” + de + (prefijo)Metal Metales: EO positivos. Óxidos • Ácidos → No Metal + Oxígeno NoMetal + Oxígeno molecular → Óxido ácido 2 Br2 (g) + 3 O2 (g) → 2 Br2O3 (s) Compuestos binarios, EO (oxígeno) = -2 Óxido bromoso Trióxido de dibromo Óxido perbrómico Heptóxido de dibromo EO = -1 EO = 1 EO = 3 EO = 5 EO = 7 Br2O7 2(+7) + 7(-2) = 0 Fórmula molecular: Ecuación de formación: Tradicional: “óxido/anhídrido” + (hipo/per)NoMetal(oso/ico) IUPAC: (prefijo)“óxido” + de + (prefijo)NoMetal No Metales: utilizan sus EO positivos. Br2O3 2(+3) + 3(-2) = 0 Hidruros • Metálicos → Metal + Hidrógeno, EO (hidrógeno) = -1 Metal + Hidrógeno molecular → Hidruro metálico Mg (s) + H2 (g) → MgH2 (s) Compuestos binarios Hidruro niqueloso Dihidruro de níquel Hidruro niquélico Trihidruro de níquel EO = 2 EO = 3 NiH2 NiH3 (+2) + 2(-1) = 0 (+3) + 3(-1) = 0 Fórmula molecular: Ecuación de formación: EO = 2 Hidruro de magnesio Dihidruro de magnesio (+2) + 2(-1) = 0 MgH2 Tradicional: “hidruro” + (de) + Metal(oso/ico) IUPAC: (prefijo)“hidruro” + de + Metal Metales: EO positivos. Hidruros • No Metálicos → No Metal + Hidrógeno, EO (hidrógeno) = +1 NoMetal + Hidrógeno molecular → Hidruro No Metálico P4 (s) + 6 H2 (g) → 4 H3P (g) Compuestos binarios Bromuro de hidrógeno Monohidruro de bromo Fosfuro de hidrógeno/Fosfina Trihidruro de fósforo EO = -1 EO = 1 EO = 3 EO = 5 EO = 7 H3P 3(+1) + (-3) = 0 Fórmula molecular: Ecuación de formación: Tradicional: NoMetal“uro” + de + “hidrógeno” IUPAC: (prefijo)“hidruro” + de + NoMetal No Metales: utilizan sus EO negativos. HBr (+1) + (-1) = 0 EO = -3 EO = 3 EO = 5 Compuesto Nombre más usado NH3 Amoníaco PH3 Fosfina BH3 Borano AsH3 Arsina SbH3 Estibina CH4 Metano SiH4 Silano H2O Agua Hidrácidos • Hidruro No Metálico + Agua Compuestos binarios Ácido bromhídrico Fórmula molecular: igual a la de los hidruros no metálicos, la única diferencia está en el estado de agregación. Ecuación de formación: Tradicional (hidrácidos): “ácido” + NoMetal“hídrico” Tradicional (aniones): “anión” + NoMetal “ uro” HBr (ac) (+1) + (-1) = 0 Compuesto Nombre HF Ácido fluorhídrico HCl Ácido clorhídrico HBr Ácido bromhídrico HI Ácido yodhídrico H2S Ácido sulfhídrico H2Se Ácido selenhídrico H2Te Ácido telurhídrico Preparación de HCl(ac) en el laboratorio. Hidruro No Metálico H 2 O (l) Hidrácido HBr (g) H 2 O (l) HBr (ac) No cualquier hidruro no metálico genera un hidrácido en solución, solamente lo hacen aquellos que forman disoluciones ácidas en agua. Disociación: HBr (ac) → H+ (ac) + Br- (ac) Balancear masa y cargas!! Soluciones ácidas. Anión bromuro Hidróxidos • Óxidos básicos + Agua Óxido básico + Agua → Hidróxido MgO (s) + H2O (l) → Mg(OH)2 (s) Compuestos ternarios Hidróxido niqueloso Hidróxido niquélico EO = 2 EO = 3 Ni(OH)2 Ni(OH)3 (+2) + 2(-1) = 0 (+3) + 3(-1) = 0 Fórmula molecular: Ecuación de formación: EO = 2 Hidróxido de magnesio (+2) + 2(-1) = 0 Mg(OH)2 Tradicional (hidróxidos): “hidróxido” + (de) + Metal(oso/ico) Tradicional (cationes): “catión” + Metal(oso/ico) Anión oxidrilo (OH-): carga = -1. H+ + OH- Disociación: Mg(OH)2 (s) Mg 2+ (ac) + 2 OH- (ac) Balancear masa y cargas!! Soluciones básicas.Catión magnesio Oxoácidos • Óxidos ácidos + Agua Óxido ácido + Agua → Oxoácido Br2O (s) + H2O (l) → 2 HBrO (ac) Compuestos ternarios Fórmula molecular: Ecuación de formación: Tradicional (oxoácidos): “ácido” + (hipo/per)NoMetal(oso/ico) Tradicional (aniones): “anión” + (hipo/per)NoMetal(ito/ato) Disociación: HBrO (ac) H+ (ac) + (BrO)- (ac) Balancear masa y cargas!! Soluciones ácidas. EO = -1 EO = 1 EO = 3 EO = 5 EO = 7 Ácido hipobromoso HBrO (+1) + (-1) = 0 Catión: protón (H+) → carga = +1 Anión: hipobromito (BrO)- → carga = -1 → (BrO)- (+1) + (-2) = -1 Regla nemotécnica para la generar las FM de los óxoácidos: HBrO EO = +1 (impar) N°(H) = 1 N°(O) = EO(Br) + N°(H) 2 = 1 H2SO4 EO = +6 (par) N°(H) =2 N°(O) = 4 EO = -2 EO = 2 EO = 4 EO = 6 No Metales: utilizan sus EO positivos. Oxoácidos Casos particulares: Ejemplo Tradicional P2O5 (s) + H2O (l) → 2 HPO3 (ac) Ácido metafosfórico P2O5 (s)+ 2H2O (l) →H4P2O7 (ac) Ácido pirofosfórico P2O5 (s) + 3H2O (l) → 2 H3PO4 (ac) Ácido ortofosfórico o fosfórico Ejemplo Nomenclatura tradicional H2CrO4 Ácido crómico H2MnO3 Ácido manganoso H2MnO4 Ácido mangánico HMnO4 Ácido permangánico • El nitrógeno no forma oxoácidos con todos sus estados de oxidación, solo lo hace con +3 (HNO2) y +5 (HNO3). • Algunos no metales como P, As y Sb forman ácidos con distinto “grado de hidratación”. Según se agregue 1, 2 ó 3 moléculas de agua se colocan los prefijos meta-, piro-, y orto- respectivamente (el prefijo orto puede omitirse). • Algunos elementos se comportan como metales y como no metales y por eso pueden formar oxoácidos, como el cromo y el manganeso. EO = 2,3,4,6,7 EO = 2,3,6 2 CrO3(s) + H2O (l) →H2Cr2O7 (ac) Ácido dicrómico Sales haloideas • Hidróxido + Hidrácido Hidróxido + Hidrácido → Sal haloidea + Agua 2 Na(OH) (ac) + H2S (ac) → Na2S (ac) + 2 H2O (l) Sulfuro niqueloso Sulfuro niquélico EO = 2 EO = 3 NiS Ni2S3 (+2) + (-2) = 0 2(+3) + 3(-2) = 0 Fórmula molecular: Ecuación de formación (neutralización): Tradicional: NoMetal“uro” + (de) + Metal(oso/ico) Disociación: Na2S (ac) → 2 Na + (ac) + S= (ac) Balancear masa y cargas!! EO = ±2 EO = 4 EO = 6 EO = 1 Sulfuro de sodio 2(+1) + (-2) = 0 Na2S Anión sulfuro En ciertos casos es común ver también la nomenclatura IUPAC. Oxosales • Hidróxido + Oxoácido Hidróxido + Oxoácido → Oxosal + Agua Ni(OH)3 (ac) + 3 HBrO3 (ac) → Ni(BrO3)3 (ac) + 3 H2O (l) Hipobromito niqueloso Bromato niquélico EO = 2 EO = 3 Ni(BrO)2 Ni(BrO3)3 (+2) + 2(-1) = 0 (+3) + 3(-1) = 0 Fórmula molecular: Ecuación de formación (neutralización): Tradicional: (hipo/per)NoMetal(ito/ato) + (de) + Metal(oso/ico) Disociación: Ni(BrO3)3 (ac) → Ni 3+ (ac) + 3 (BrO3) - (ac) Balancear masa y cargas!! EO = 1 Perbromato de sodio (+1) + (-1) = 0 Na(BrO4) Anión bromato EO = -1 EO = 1 EO = 3 EO = 5 EO = 7 Sales ácidas Fórmula molecular: Tradicional (sal haloidea ácida): NoMetal“uro” + “ácido” + (de) + Metal(oso/ico) Disociación: NaHS (ac) → Na+ (ac) + HS- (ac) Balancear masa y cargas!! EO = ±2 EO = 4 EO = 6 EO = 1 Sulfuro ácido de sodio (+1) + (-1) = 0 NaHS Ecuación de formación: Hidróxido + Hidrácido → Sal haloidea ácida + Agua Na(OH) (ac) + H2S (ac) → NaHS (ac) + H2O (l) • Haloideas Catión sodio (Na+): carga = +1 Anión: sulfuro ácido (HS-) → carga = -1 → (HS)- (+1) + (-2) = -1 Tradicional (anión): “anión” + NoMetal“uro” + “ácido” Sales ácidas Fórmula molecular: Tradicional (oxosal ácida): NoMetal(ito/ato) + “ácido” + (de) + Metal(oso/ico) Disociación: NaHSO4(ac) → Na + (ac) + (HSO4) - (ac) Balancear masa y cargas!! EO = ±2 EO = 4 EO = 6 EO = 1 Sulfato ácido de sodio (+1) + (-1) = 0 NaHSO4 Ecuación de formación: • Oxosales Catión sodio (Na+): carga = +1 Anión: sulfato ácido (HSO4 -) → carga = -1 → (HSO4) - (+1) + (+6) + 4(-2) = -1 Tradicional (anión): “anión” + NoMetal(ito/ato) + “ácido” Hidróxido + Oxoácido → Oxosal + Agua Na(OH) (ac) + H2SO4 (ac) → NaHSO4 (ac) + H2O (l) Peróxidos y superóxidos • Peróxidos Oxígeno Anión Superóxido Anión Peróxido Anión Óxido Compuestos binarios Peróxido niqueloso Ni2(O2)2 2(+2) + 2(-2) = 0 Fórmula molecular: NiO2 Peróxido de sodio 2(+1) + (-2) = 0 Na2O2 • Superóxidos Superóxido niqueloso Ni(O2)2 (+2) + 2(-1) = 0 Fórmula molecular: NiO4 Superóxido de sodio (+1) + (-1) = 0 NaO2 Tradicional: “peróxido” + (de) + Elemento(oso/ico) Tradicional: “superóxido” + (de) + Elemento(oso/ico) • Ejercicio N°37 Nombre las siguientes especies e identifique la función química (familia de compuestos inorgánicos a la que pertenecen): Ejercicios de repaso COMPUESTO NOMBRE FUNCIÓN QUÍMICA a) Ag2O Óxido de plata Óxido básico b) AlN Nitruro de aluminio Nitruro c) SO2 Óxido sulfuroso Óxido ácido d) CaCrO4 Cromato de calcio Oxosal neutra e) Hg(OH)2 Hidróxido mercúrico Hidróxido f) NH4Cl Cloruro de amonio Sal haloidea g) AgNO3 Nitrato de plata Oxosal neutra h) KHCO3 Carbonato ácido de potasio Oxosal ácida i) NH4 + Catión amonio j) SO4 = Anión sulfato k) MnO4 - Anión permanganato l) Fe+3 Catión férrico Un nitruro es un compuesto de nitrógeno donde el nitrógeno tiene un estado de oxidación formal de -3. No se nombre como una sal haloidea ácida sino que se utiliza el nombre específico del catión (amonio). NH3 (ac) + H2O (l) NH4 + (ac) + OH- (ac) EO(H) = +1 EO(N) = -3 Observaciones: • Ejercicio N°38: Escriba la ecuación química balanceada que representa las siguientes reacciones: Ejercicios de repaso REACCIONES a) óxido nítrico + agua → Ácido nítrico N2O5 (s) + H2O (l) → 2 HNO3 (ac) b) óxido de calcio + agua → Hidróxido de calcio CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (s) c) hidróxido de potasio + ácido perclórico → Perclorato de potasio + agua KOH (ac) + HClO4 (ac) → KClO4 (ac) + H2O (l) d) sodio + hidrógeno → Hidruro de sodio 2 Na (s) + H2 (g) → 2 NaH (s) e) hidróxido de aluminio + ácido fosfórico → (orto)Fosfato de aluminio + agua Al(OH)3 (s) + H3PO4 (ac) → AlPO4 (s) + 3 H2O (l) f) amoníaco + agua → Hidróxido de amonio NH3 (g) + H2O (l) →NH4(OH) (ac) g) hidróxido de zinc + ácido nitroso → Nitrito de zinc + agua Zn(OH)2 (s) + 2 HNO2 (ac) → Zn(NO2)2 (ac) + 2 H2O (l)
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