[formulaciÓn inorgÁnica] - aprende física y … · página 10 apuntes de formulación...
Post on 25-Sep-2018
228 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Curso 2012/13
Profesor D. Esteban Moya Morales
[FORMULACIÓN INORGÁNICA]
.
P á g i na 2
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
FORMULACIÓN INORGÁNICA
TABLA DE VALENCIAS
H
Hidrogeno 1
Valencia cuando se combinan con H y Metal -3 -4 -3 -2 -1
Li Litio
1
Be
Berilio 2
B
Boro 3
C Carbono
2, 4
N Nitrógeno 1,2, 3, 4, 5
O Oxígeno
F Flúor
Na
Sodio 1
Mg
Magnesio 2
Al
Aluminio 3
Si Silicio 2, 4
P Fósforo 1, 3, 5
S Azufre 2, 4, 6
Cl Cloro
1,3,5,7
K Potasio
1
Ca
Calcio 2
Sc Escandio
3
Ti Titanio 2, 3, 4
V Vanadio 2, 3, 4,5
Cr Cromo 2, 3, 6
Mn Manganeso 2, 3, 4, 6, 7
Fe Hierro
2, 3
Co Cobalto
2, 3
Ni Niquel
2, 3
Cu Cobre
1, 2
Zn Cinc
2
Ga Galio
3
Ge Germanio
2, 4
As Arsénico
3, 5
Se Selenio 2, 4, 6
Br Bromo 1,3,5,7
Rb
Rubidio 1
Sr
Estroncio 2
Ag Plata
1
Cd Cadmio
2
In Indio
3
Sn Estaño
2, 4
Sb Antimonio
3, 5
Te Telurio 2, 4, 6
I Yodo
1,3,5,7
Cs
Cesio 1
Ba
Bario 2
Pt
Platino 2, 4
Au Oro 1, 3
Hg Mercurio
1, 2
Tl Talio 1, 3
Pb Plomo
2, 4
Bi Bismuto
3, 5
Po Polonio
2, 4
Fr
Francio 1
Ra
Radio 2
1. COMBINACIONES BINARIAS CON OXÍGENO El oxígeno es un elemento muy reactivo y puede combinarse con la mayoría de los elementos de la tabla periódica. Actúa de dos formas diferentes: 1. Como ion ÓXIDO 2. Como ion PERÓXIDO
ION ÓXIDO ION PERÓXIDO
O2- O22-
Valencia=-2 (se escribirá positiva) Valencia=-2 (se escribirá positiva)
Aparece como O Aparece como O2
Sea el compuesto que sea, el elemento más electronegativo siempre se colocará a la derecha.
P á g i na 3
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
La prioridad para colocarse a la derecha viene representada (de mayor a menor) por el siguiente esquema:
O sea, si tenemos N y Al en un compuesto, a la derecha escribiremos el N y a la izquierda el Al:
Al N
Si en un compuesto tenemos N y H, a la derecha escribiremos el H y a la izquierda el N:
N H3
El elemento se une al oxígeno, ya sea como óxido o peróxido, y se intercambian las valencias.
Actuación del oxígeno como óxido:
Li O Li2O 1 2
La fórmula final se simplifica, si se puede, dividiendo los subíndices por el máximo común divisor.
Ba O Ba2O2 BaO 2 2
Pt
O
Pt2O4 PtO2 4 2 S O S2O6 SO3 6 2
P á g i na 4
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Actuación del oxígeno como peróxido:
Ba O2 Ba2(O2)2 BaO2 2 2
La fórmula final se simplifica, si se puede, dividiendo los subíndices por el máximo común divisor pero el “2” del ion peróxido no se debe alterar.
Mn O2 Mn2(O2)4 Mn(O2)2 MnO4 4 2
El elemento más electropositivo se colocará a la izquierda.
Así, si el elemento con el que se une el oxígeno es un halógeno (F, Cl, Br, I) el oxígeno se escribirá a la izquierda por ser más electropositivo:
Nomenclatura de composición con número de oxidación en notación romana: Se nombra como óxido o peróxido del elemento, a continuación, escribimos la valencia con la que éste actúe, entre paréntesis y con números romanos. La valencia se omite si el elemento posee sólo esa valencia.
MnO Óxido de manganeso(II) Mn2O3 Óxido de manganeso(III) MnO2 Óxido de manganeso(IV) MnO3 Óxido de manganeso(VI) SnO2 Óxido de estaño(IV) Na2O Óxido de sodio Cu2O2 Peróxido de cobre(I) SnO2 Peróxido de estaño(II)
P á g i na 5
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Nomenclatura con prefijos multiplicadores: Aquí se indica con prefijos (mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, ...) el número de átomos de cada elemento que existen en el compuesto. Nunca se escribe el prefijo mono- delante del elemento más electropositivo (el de la izquierda). Se puede omitir el prefijo mono- del elemento más electronegativo (el de la derecha).
MgO Monóxido de magnesio u óxido de magnesio (se puede decir monóxido o monoóxido).
PbO2 Dióxido de plomo PbO Monóxido de plomo u óxido de plomo. Ni2O3 Trióxido de diníquel HgO Monóxido de mercurio u óxido de mercurio. CrO Monóxido de cromo u óxido de cromo Cu2O Monóxido de dicobre u óxido de dicobre MnO2 Dióxido de manganeso Cu2O2 Dióxido de dicobre SrO2 Dióxido de estroncio Na2O2 Dióxido de disodio Ni2O6 Hexaóxido de diníquel OBr2 Dibromuro de oxígeno O7Cl2 Dicloruro de heptaoxígeno Cu2O2 Dióxido de dicobre SrO2 Dióxido de estroncio Na2O2 Dióxido de disodio Ni2O6 Hexaóxido de diníquel O2Cl Cloruro de dioxígeno
Ejercicios: Completa la siguiente tabla:
Número de oxidación con
números romanos Mediante prefijos numerales
Ag2O
Monóxido de bario
Óxido de bismuto(III)
Prefijo Mono- Di- Tri- Tetra- Penta- Hexa- Hepta-
Nº de átomos
uno dos tres cuatro cinco seis siete
P á g i na 6
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Trióxido de dioro
Monóxido de cinc
Óxido de manganeso(IV)
O5Br2
Dióxido de dilitio
H2O2
Peróxido de cobalto(III)
Peróxido de aluminio
Agua oxigenada H2O2
2. COMBINACIONES BINARIAS CON HIDRÓGENO
A. HIDRUROS METÁLICOS El metal se une al hidrógeno y le da a este último su valencia como subíndice.
Li H LiH 1 1
Aquí se utiliza la nomenclatura de composición utilizando prefijos numerales y también la que indica el número de oxidación con numeración romana.
NaH Hidruro de sodio (Mono)hidruro de sodio
SnH4 Hidruro de estaño(IV) Tetrahidruro de estaño
FeH3 Hidruro de hierro(III) Trihidruro de hierro
CuH2 Hidruro de cobre(II) Dihidruro de cobre
CuH Hidruro de cobre(I) (Mono)hidruro de cobre
P á g i na 7
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
B. HIDRÁCIDOS Aquí, el orden de los elementos en la fórmula es el contrario de los hidruros metálicos.
HvalenciaX
Sólo son los elementos del grupo del oxígeno y del flúor. Son compuestos gaseosos que cuando están disueltos en agua adquieren propiedades ácidas, por eso se llaman hidrácidos. Se nombran utilizando la nomenclatura con prefijos numerales:
HF Fluoruro de hidrógeno
HCl Cloruro de hidrógeno
HBr Bromuro de hidrógeno
H2S Sulfuro de hidrógeno; sulfuro de dihidrógeno
H2Se Selenuro de hidrógeno; selenuro de dihidrógeno
H2Te Telururo de hidrógeno; telururo de dihidrógeno
El HCl forma parte del jugo gástrico
C. HIDRUROS VOLÁTILES Forman otro grupo al margen de los anteriores con propiedades características.
Prefijos multiplicadores Nomenclatura de
sustitución
H2O (Mono)óxido de dihidrógeno Agua (oxidano)
P á g i na 8
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
NH3 Trihidruro de nitrógeno Amoniaco (azano)
PH3 Trihidruro de fósforo Fosfano
P2H4 Tetrahidruro de difósforo Difosfano
AsH3 Trihidruro de arsénico Arsano
SbH3 Trihidruro de antimonio Estibano
CH4 Tetrahidruro de carbono Metano
SiH4 Tetrahidruro de silicio Silano
Si2H6 Hexahidruro de disilicio Disilano
BH3 Trihidruro de boro Borano
B2H6 Hexahidruro de diboro Diborano
3. RESTO DE COMBINACIONES BINARIAS Formados por la unión de dos elementos que no son ni oxígeno ni hidrógeno. Normalmente se unen dos no metales o bien un metal y un no metal. El elemento más electronegativo actúa con valencia negativa (aparecen en el encabezado de cada columna en la tabla de valencias).
NaCl (sal común)
El ion NH4
+ suele actuar como un metal en estos compuestos viéndose acompañado por metales:
El nombre de las sales binarias sigue las mismas reglas que para los óxidos, hidruros…
P á g i na 9
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Composición indicando
número de oxidación con números romanos
Composición mediante prefijos numerales
LiF Fluoruro de litio Fluoruro de litio
CaF2 Fluoruro de calcio Difluoruro de calcio
AlCl3 Cloruro de aluminio Tricloruro de aluminio
CuBr2 Brumuro de cobre(II) Dibromuro de cobre
Fe2Te3 Telururo de hierro(III) Tritelururo de dihierro
SiF4 Fluoruro de silicio Tetrafluoruro de silicio
(NH4)2Se Selenuro de amonio Selenuro de diamonio
Fe2C Carburo de hierro(II) (Mono)carburo de dihierro
PCl5 Cloruro de fósforo(V) Pentacloruro de fósforo
SF6 Fluoruro de azufre(VI) Hexafluoruro de azufre
TlI3 Yoduro de talio(III) Triyoduro de talio
SiCl4 Cloruro de silicio(IV) Tetracloruro de silicio
BrI Yoduro de bromo(I) (Mono)yoduro de bromo
Ejercicios:
Número de oxidación con
números romanos Mediante prefijos numerales
Ag2S
Tribromuro de fósforo
Hidruro de hierro(III)
Tetrabromuro de carbono
KH
Hidruro de aluminio
CdH2
H2Te
Triselenuro de cromo
MgS
Cloruro de mercurio(I)
Trifluoruro de boro
P á g i na 10
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
4. HIDRÓXIDOS Se forman por la unión de un elemento con el ion hidróxido (OH-).
Na+ OH- NaOH 1 1
La nomenclatura de composición mediante números romanos funciona aquí igual que en los compuestos binarios anteriores:
NaOH Hidróxido de sodio Sn(OH)4 Hidróxido de estaño(IV) Hg(OH)2 Hidróxido de mercurio(II) Al(OH)3 Hidróxido de aluminio
En la nomenclatura mediante prefijos numerales los nombramos como siempre:
Fe(OH)2 Dihidróxido de hierro Cd(OH)2 Dihidróxido de cadmio CuOH Monohidróxido de cobre
Ejercicios: Completa la siguiente tabla:
Número de oxidación con
números romanos Mediante prefijos numerales
Sn(OH)4
Trihidróxido de cromo
Hidróxido de
manganeso(IV)
Sc(OH)3
P á g i na 11
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
5. OXOÁCIDOS Resultan de la reacción de un óxido (generalmente de un elemento no metálico) y agua.
CO2 + H2O H2CO3
N2O3 + H2O H2N2O4 HNO2
La fórmula general para un oxoácido es:
HaXbOc
Ácido sulfúrico H2SO4
En la nomenclatura tradicional se empieza con la palabra ácido y se sigue con la raíz del elemento utilizando unos prefijos y sufijos que indican la valencia con la que actúa. Esos prefijos y sufijos son per-, -ico, hipo-, -oso. El carbono en el CO2 utiliza la valencia (IV)
CO2 + H2O H2CO3 Ácido carbónico
El nitrógeno en el N2O3 utiliza la valencia (III)
N2O3 + H2O H2N2O4 HNO2 Ácido nitroso
El nitrógeno en el N2O5 utiliza la valencia (V)
N2O5 + H2O H2N2O6 HNO3 Ácido nítrico
P á g i na 12
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Número de valencias del elemento X
1 BORO
2 NITRÓGENO
3 CROMO
4 BROMO
Pre
fijo
s y
Sufi
jos
hipo-oso V=2
Ácido hipocromoso
V=1 Ácido
hipobromoso
-oso V=3
Ácido nitroso V=3
Ácido cromoso V=3
Ácido bromoso
-ico V=3
Ácido bórico
V=5 Ácido nítrico
V=6 Ácido crómico
V=5 Ácido brómico
per-ico V=7
Ácido perbrómico
Importante:
“El nitrógeno en los oxoácidos sólo utiliza las valencias 3 y 5.”
Mn2O7 + H2O H2Mn2O8 HMnO4 Ácido permangánico
Hay una fórmula con la que se puede calcular la valencia con la que actúa el átomo central:
b
a - c · 2 X de Valencia
Ejemplos:
a. Calculemos la valencia con la que actúa el azufre en el H2SO4:
6 1
2 - 4 x 2 S del Valencia
Como el cromo tiene valencias 2, 3 y 6, estaremos hablando del ácido crómico.
P á g i na 13
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
b. Averigüemos ahora la valencia del fósforo en el ácido pirofosfórico, H4P2O7:
5 2
4 - 7 x 2 P del Valencia
HClO V=1 Ácido hipocloroso HClO2 V=3 Ácido cloroso HClO3 V=5 Ácido clórico HClO4 V=7 Ácido perclórico
Prefijos meta-, piro-, orto- Estos prefijos pueden aparecer en algunos oxoácidos (ácido ortofosfórico, ácido metabórico…). Al óxido se le suman tantas moléculas de agua como indica la siguiente tabla:
Prefijo Valencia PAR Valencia IMPAR
META- + 1 H2O + 1 H2O
PIRO- + 2 H2O
ORTO- + 2 H2O + 3 H2O
Veámoslo mejor con varios ejemplos: Cuando la valencia con la que actúa es impar:
Meta + 1 H2O Ácido metafosforoso P2O3 + 1 H2O → H2P2O4 → HPO2
Piro + 2 H2O Ácido pirofosfórico P2O5 + 2 H2O → H4P2O7
Orto + 3 H2O
Ácido ortofosfórico o ácido fosfórico
(se suele omitir el prefijo orto-). Igual sucede en el ácido
ortobórico o ácido bórico
P2O5 + 3 H2O → H2P2O4 → HPO2
Cuando la valencia es par:
Meta + 1 H2O Ácido metasilícico SiO2 + 1 H2O → H2SiO3
Orto + 2 H2O Ácido ortosilícico o ácido silícico SiO2 + 2 H2O → H4SiO4
P á g i na 14
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Fórmula Nombre aceptado Transformación Nombre aceptado
HIO4 ácido peryódico H5IO6 ácido ortoperyódico
(+5H2O)
H2TeO4 ácido telúrico H6TeO6 ácido ortotelúrico
(+3H2O)
Dos ácidos “orto”
Fórmula Nombre aceptado Transformación Nombre aceptado
HBO2 ácido metabórico H3BO3 ác. bórico = ác. ortobórico
H2SiO3 ácido metasilícico H4SiO4 ác. silícico = ác. ortosilícico
HPO3 ácido metafosfórico H3PO4
H3PO3
ác. fosfórico (P→As,Sb) = ác. ortofosfórico
ác. fosforoso = ác. ortofosforoso
Ácidos “meta” y no.
Prefijos di-, tri- Multiplicamos el ácido por el número que indica el prefijo y restamos una unidad menos de agua.
Prefijo ¿Qué hacer?
DI- x 2 – 1 H2O
TRI- x 3 – 2 H2O Ejemplo: Acido dicrómico CrO3 + H2O → H2CrO4 2·( H2CrO4) – 1 H2O → H2Cr2O7 Ácido trifosfórico P2O5 + 3 H2O → H3PO4 3·(H3PO4) – 2 H2O → H5P3O10
P á g i na 15
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Fórmula Nombre aceptado
Transformación Nombre aceptado
H4SiO4 ácido silícico H6SiO7 ácido disilícico
H3PO4 ácido fosfórico H4P2O7 ácido difosfórico
H2SO4 Ácido sulfúrico H2S2O7 Ácido disulfúrico
Importante: Los ácidos con el prefijo piro- se formulan como los di-ácidos. Así, el ácido pirosulfúrico se formula como el ácido disulfúrico. Ácido disulfúrico SO3 + H2O → H2SO4; 2·(H2SO4) – 1 H2O → H2S2O7
6. SALES DE LOS OXOÁCIDOS (OXISALES) Aquí se sustituyen total o parcialmente los hidrógenos del ácido por un metal. Al metal se le pondrá como subíndice el número de hidrógenos que sustituye y todo lo demás tendrá como subíndice la valencia del metal.
NH4+ HNO3 NH4NO3
Valencia=1
1 hidrógeno
Zn H3PO4 Zn3(PO4)2
Valencia=2
3 hidrógenos
Al H2Cr2O7 Al2(Cr2O7)3
Valencia=3
2 hidrógenos
P á g i na 16
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Aquí se utilizan otros sufijos. En lugar de –oso se utiliza –ito y en lugar de –ico se utiliza –ato.
-oso → -ito
-ico → -ato
“El os-ito tiene pico-pato”
Lejía
(Disolución de NaClO) A continuación se escribe la raíz del metal con los prefijos y sufijos que indiquen la valencia con la que actúa.
Na2SO4 Sulfato sódico (o de sodio) CuPO3 Metafosfato cuproso KMnO4 Permanganato potásico Mn2(SiO4)3 Ortosilicato mangánico
¿Cómo se formulan? Veamos algunos ejemplos
Carbonato de sodio: 1. Primero formulamos el ácido carbónico:
C2O4 → CO2 + H2O → H2CO3 2. Luego sustituimos los hidrógenos por el sodio: Na2CO3
Sulfato de hierro(II):
1. Primero formulamos el ácido sulfúrico:
SO3 + H2O → H2SO4
2. Luego sustituimos los hidrógenos por el hierro y la valencia del hierro pasa a todo lo demás:
Fe2(SO4)2 → FeSO4
Hipoclorito de platino(IV):
1. Primero formulamos el ácido hipocloroso:
Cl2O + H2O → H2Cl2O2 → HClO
2. Luego sustituimos el hidrógeno por el platino pasando la valencia del platino a todo lo demás:
Pt(ClO)4
P á g i na 17
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
Dicromato de amonio:
1. Primero formulamos el ácido dicrómico:
Cr2O6 → CrO3
CrO3 + H2O → H2CrO4 (ácido crómico)
Acido dicrómico (H2CrO4)x2- H2O → H2Cr2O7
2. Luego sustituimos los hidrógenos por el ion amonio (NH4+):
(NH4)2(Cr2O7)1 → (NH4)2Cr2O7
También cabe la posibilidad de que se sustituyan sólo parte de los hidrógenos:
Dihidrógenofosfato de bario:
1. Primero formulamos el ácido fosfórico:
P2O5 + 3 H2O → H6P2O8 → H3PO4
2. Luego sustituimos los hidrógenos teniendo en cuenta que deben quedar “dos” hidrógenos (dihidróg…):
Ba(H2PO4)2
(Mono)hidrógenofosfato de sodio:
El prefijo “mono” habitualmente se omite.
1. Primero formulamos el ácido fosfórico:
Na H3PO4 NaH2PO4
Valencia=1
1 hidrógeno sustituido
Na H3PO4 Na2HPO4
Valencia=1
2 hidrógenos sustituidos
Al H2Cr2O7 Al(HCr2O7)3
Valencia=3
1 hidrógeno sustituido
P á g i na 18
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
P2O5 + 3 H2O → H6P2O8 → H3PO4
2. Luego sustituimos los hidrógenos teniendo en cuenta que debe quedar “un” hidrógeno (monohidróg…):
Na2(HPO4)1 → Na2HPO4
Las sustituciones parciales de hidrógeno también pueden suceder en los hidrácidos (H2S, H2Se, H2Te):
Hidrógenosulfuro de cobalto(III):
1. Primero formulamos el sulfuro de hidrógeno:
H2S
2. Luego sustituimos los hidrógenos teniendo en cuenta que debe quedar “un” hidrógeno:
Co(HS)3
Hidrógenoselenuro de amonio:
1. Primero formulamos el selenuro de hidrógeno:
H2Se
2. Luego sustituimos los hidrógenos teniendo en cuenta que debe quedar “un” hidrógeno:
NH4(HSe)1 → NH4HSe
Na H2Se NaHSe
Valencia=1
1 hidrógeno sustituido
Fe H2S Fe(HS)2
Valencia=2
1 hidrógeno sustituido
Al H2Te Al(HTe)3
Valencia=3
1 hidrógeno sustituido
P á g i na 19
Apuntes de formulación inorgánica.
I.P.E..P. Jaén
NH4HTe Hidrógenotelururo de amonio Ba(HS)2 Hidrógenosulfuro de bario
top related