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química inorgánica resumen
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sistema periodico de los elementos.
valencias de los elementos
formulación química
química inorgánica
química inorgánica
resumen de la química inorgánica
Numero de oxidación y valencia.
La valencia de un elemento de un compuesto:
- representa la capacidad que posee dicho elemento para combinarse con otro; se toma como referencia el hidrógeno, al que se le asigna la valencia 1.
- Viene dada por el número de electrones captados, cedidos o compartidos por un átomo de dicho elemento al formar un enlace.
El número de oxidación suele coincidir con el número de electrones que le faltan o le sobran al átomo del elemento para adquirir la estructura externa propia de los gases nobles, es decir OCHO electrones en el último nivel ( estructuras de octeto) Observamos que en los metales sobran electrones, mientras que los no metales les faltan. Según esto, los metales presentan tendencia a perder electrones y los no metales a adquirirlos.
El átomo de cloro tiene siete electrones en el último nivel; le falta 1 elec. para adquirir estructura de gas noble, por tanto su número de oxidación es -1.( negativo pq le falta un electrón).
Ca: posee 2 electrones en su últmo nivel. Le sobran para adquirir la estructura de gas noble anterior ( el argón) tiene número de oxidación +2 ( positivo porque le sobran).
Números de oxidacion de los elementos químicos más frecuentes
valencias
formula química
Es la representacion escrita de una molécula o compuesto iónico.
H2O: molécula formada por hidrógeno y oxígeno.
que en cada molécula hay dos átomos de hidrógeno por cada átomo de oxígeno.
que la masa de la molécula es la suma de las masas de sus átomos, es decir 2x1u+1x16u=18 unidades de masa atómica ( masa molecular) o un múltiplo de esta.
la relacion ponderal de sus elementos ( combinación).
El porcentaje en masa de los elementos que la constituyen ( porcentaje en masa).
representación de una fórmula química
-Formula empírica: expresa los elementos que constituyen la molécula y en qué proporción se encuentran: (HgCl)n
Formula molecular: indica el número total de átomos que forman la molecula: Hg2 Cl2
Formula desarrollada: señala gráficamente cómo están unidos los átomos que constituyen la molécula: Cl-Hg-Hg-Cl.
Formula estructural: permite observar la distribución espacial de los átomos que forman la molécula y ver la geometría de los enlaces; esta fórmula presenta la forma real de la mlolecula y se construye por medio de modelos moleculares espaciales.
Nomenclatura: normas de IUPAC
Es un organismo internacional que se encarga de sancionar nombres de las distintas sustancias químicas y de definir las normas generales de nomenclatura química.
Durante muchos años se ha utilizado el sistema nomenclatura llamado internacional. En 1597 propuso la IUPAC en Paris, seguir las normas propuestas, reglas definidas en 1970. Sin embargo, aún se utiliza la nomenclatura tradicional.
La IUPAC propone la nomenclatura sistemática. pero están dos nomenclaturas diferentes: la stock y la tradicional.
NÓRMAS prácticas sobre la formulación
-
Se escribe el elemento o radical menos eléctronegativo ( metal o grupo que actúe como tal) y a continuación el del elemento o radical más electronegativo; sin embargo, al nombrarlos se hace al inverso.
Na Cl cloruro de sodio, CaCO3 carbonato calcico
la electronegatividad es la capacidad de atracción de electrones, y el elemento más electronegativo es el Flúor. En la tabla Periódica la electronegatividad va aumentando de abajo hacia arriba (los elemento que están al principio de una familia son más electronegativos que los que están hasta abajo) y de la derecha hacia la izquierda (los elementos que están a la derecha en un mismo periodo son aún más electronegativos)
-
Piensa en los respectivos numeros de oxidacióncon los que actúa los elementos o grupos de elementos( radicales).
Na+ Cl- Al 3+ CO3/2-
-
Intercambia los números de oxidación, sin signo, colocácndolos como subíndice en los átomos o radicales.
Na Cl Al2 ( Co3)3
-
Si se puede simplificar los subíndices, tienen que ser números enteros y que el subíndice 1 no se escribe:
N4+O2- -------------> N2O4------------> NO2
El sistema periódico
Está formado por filas horizontales llamados períodos y por columnas verticales llamados grupos o familias.
Los elementos de la parte izda y del centro son los metales. los de la dcha los no metales y los elementos de la diagonal formada por boro, silicio, germanio arsénico, antimonio, teluro, y polonio son los semimetales. sus propiedades resultan intermedias entre metales y no metales.
El último grupo de la dcha son los gases nobles Son los elementos mono atómicos de baja reactividad.
Los elementos de similares propiedades químicas se encuentran en un mismo grupo del sistema periódico. A los largo de él se observa una periodicidad en dichas propiedades, debidas a las semejanzas y diferencias de las estructuras electrónicas de los diferentes elementos.
Los grupos y familias en la vertical se numeral en el encabezero de la tabla, las columnas 1,2,3... hasta 18 grupos.
Los periodos se sitúan en la línea horizontal; vamos pasando de un elemento a otro en la horizontal, aumentando el número atómico en una unidad cada vez.
2. COMPUESTOS BINARIOS
Son las combinaciones entre dos elementos distintos, que entran a formar parete de la molécula en diferentes proporciones.
Combinaciones binarias del oxígeno
El oxígeno se combina con todos los elementos químicos, excepto los gases nobles.
oxígeno + metales ----> óxidos básicos
oxígeno + no metales ------> óxidos ácidos.
En todos estos compuestos el oxígeno acúa con número de oxidación -2 ( O2-) , excepto en peróxidos, en que el oxígeno actúa con -1: O2/2-.
- Nomenclatura sistemática: el nombre genérico es óxido. Los prefijos son mono, di, tetra, penta, hexa hepta etc. seún el números de átomos de oxígeno que existan e indicando de la misma forma y a continuación, la proporción en que se encuentra el segundo elemento. Se utiliza preferentemente para lo óxidos.
N2O5 pentaóxido de dinitrógeno.
- En el sistema de nomenclatura de Stock El nombre comienza con la palabra óxido seguida con su número de oxidación entre paréntesis. Se utiliza preferentemente para los óxidos básicos.
óxido de hierro ( III) valencia 3
óxido de hierro (II) valencia 2
Si el elemento que se combina con el oxígeno posee un solo número de oxidación, no es necesario indicarlo
óxido de litio Li2O
En la nomenclatura tradicional ya en desuso. si se trata de un óxido básico, se utiliza la palabra óxido seguida del metal al que se añade la terminación -oso, -ico para indicar al menor o al mayor número de oxidación del metal, respectivamente.
óxido ferroso FeO
óxido férrico Fe2O3
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Fórmula |
Estado de oxidación del CLORO |
Nombre del óxido |
|
Cl2O |
1 |
óxido hipocloroso |
|
Cl2O3 |
3 |
óxido cloroso |
|
Cl2O5 |
5 |
óxido clórico |
|
Cl2O7 |
7 |
óxido perclórico |
De forma similar se nombran los óxidos que se forman con IODO y BROMO.
Si hay tres posibilidades de oxidación se utilizan hipo-...oso; - oso; -ico;
Si tiene dos posibilidades de números de oxidación: - oso; -ico.
Nomenclatura de óxidos
Para formular los óxidos básicos y los óxido ácidos, con la nomenclatura de Stock hay que saber el nº de oxidaciónde los elementos metálicos y recordar que el oxígeno actúa siempre, excepto en peróxidos, con -2.
ejemplo: Na +1, Mg +2, Al +3, Si +4, Pb +4, Fe +3, Cu +1
Combinaciones binarias del hidrógeno
El hidrógeno se combina con el resto de los elementos.
hidrógeno + metales-----------> hidruros metálicos
hidrógeno + no metales -------> haluros de hidrógeno
hidrógeno + semimetales -----> hidruros volátiles.
El hidrógeno, tiene un electrón y actúa con valencia 1 puede ser positivo como negativo, según como se combine con un elemento más o menos electronegativo que él. Se escribe fórmula de los hidruros con los símbolos del hidrógeno y del elemento característico.
Si este elemento es un metal, se escribe su símbolo en primer lugar;
Si es un no metal se escribe en primer lugar y se lee en segundo el símbolo que aparece antes de la lista:
B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At,I, Br, Cl, O, F.
Es una ordenación arbitraria, ya que no se basa en un orden de electronegatividad.
Peróxidos
Cuando el oxígeno actúa con número de oxidación -1, forma peróxidos, cuyo gruo característico es el O2/-2. Para nombrar estos compuestos con la nomenclatura tradicionasl , se antepone el prefijo per al nombre del óxido.
| Li2O2 |
dióxido de dilitio |
peróxido de litio |
| Na2O2 |
dióxido de disodio |
peróxido de sodio |
| BaO2 |
dióxido de bario |
peróxido de bario |
| Cs2O2 |
dióxido de dicesio |
peróxido de cesio |
| Ag2O2 |
dióxido de diplata |
peróxido de plata |
| NiO2 |
dióxido de níquel |
peróxido niqueloso |
| CuO2 |
dióxido de cobre |
peróxido cúprico |
| Cu2O2 |
dióxido de dicobre |
peróxido cuproso |
Hidruros metálicos( hidrógeno + metales)
El H actúa con número de oxidación -1. Se nombran con la palabra genérica hidruro seguida del nombre del metal correspondiente en genitivo o adjetivado. El hidrógeno, por ser más electronegativo que los metales, se coloca a la derecha. Se utlilizan los prefijos numerales griegos para indicar el número de átomos de hidrógeno.
Hidruros volátiles
Estos compuestos se encuentran unidos pro enlaces covalentes poco polares y se diferencian de losácidos hidrácidos en que sus disoluciones acuosas no presentan propiedades ácidas.
Los elementos que forman estos compuestos son: nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio, carbono, silicio, boro.
Se nombran con la palabra genérica hidruro seguida del nombre del semimetal correspondiente en genitivo. Se utilizan prefijos numerales para indicar el número de átomos de hidrógeno y del semimetal que se encuentran presentes en el compuesto. Se omite el prefijo mono-
Todos estos compuestos tienen nombres esperciales admitidos por la IUPAC. que son los más utilizados por los químicos y los que aparecen preferentemente en la bibliografía. en sus fórmulas el símbolo del hidrógeno se coloca a la derecha.
| FORMULA |
SISTEMÁTICA |
NOMBRE COMÚN |
| NH3 |
trihidruro de nitrógeno |
Amoniaco |
| N2H4 |
tetrahidruro de dinitrógeno |
Hidracina |
| PH3 |
trihidruro de fósforo |
Fosfina |
| P2H4 |
tetrahidruro de difósforo |
Difosfina |
| AsH3 |
trihidruro de arsénico |
Arsina |
| As2H4 |
tetrahidruro de diarsénico |
Diarsina |
| SbH3 |
trihidruro de antimonio |
Estibina |
| CH4 |
metano |
Metano |
| SiH4 |
tetrahidruro de silicio |
Silano |
| Si2H6 |
hexahidruro de disilicio |
Disilano |
| BH3 |
trihidruro de boro |
Borano |
| B2H6 |
hexahidruro de diboro |
Dibirano |
| BiH3 |
trihidruro de bismuto |
Bismutina |
NH3 azida de hidrógeno, azidoro de hidrógeno( en solución acuosa, ácido hidrazoico o nitrhidrico).
Haluros de hidrógeno ( hidrógeno + no metales)
| El hidrógeno actúa en estos compuestos con valencia +1 y los no metales con sus respectivas valencias negativas. Los haluros de hidrógeno en disoluciones acuosas dan disoluciones ácidas y reciben el nombre de ácidos hidrácidos. Se nombran añadiendo el sufijo uro al elemento más electronegativo (el no metal). El hidrógeno, por tanto, ahora se escribe a la izquierda. |
| FORMULA |
SISTEMÁTICA |
EN DISOLUCIÓN ACUOSA |
| H2F2 |
fluoruro de hidrógeno |
ácido fluorhídrico |
| HCl |
cloruro de hidrógeno |
ácido clorhídrico |
| HBr |
bromuro de hidrógeno |
ácido bromhídrico |
| HI |
yoduro de hidrógeno |
ácido yodhídrico |
| H2S |
sulfuro de hidrógeno |
ácido sulfhídrico |
| H2Se |
seleniuro de hidrógeno |
ácido selenhídrico |
| H2Te |
telurio de hidrógeno |
ácido telurhídrico |
Otras combinaciones bimarias
Sales neutras ( no metales + metales).
| El no metal es el elemento más electronegativo y se coloca a la derecha, nombrándose el primero con el sufijo uro según indicamos a continuación. |
| FORMULA |
SISTEMÁTICA/STOCK |
TRADICIONAL |
| LiF |
fluoruro de litio |
fluoruro de litio |
| |
fluoruro de litio |
| CaF2 |
difluoruro de calcio |
fluoruro de calcio |
| |
fluoruro de calcio |
| AlCl3 |
tricloruro de aluminio |
cloruro de aluminio |
| |
cloruro de aluminio |
| CuBr2 |
dibromuro de cobre |
bromuro cúprico |
| |
bromuro de cobre (II) |
| CuBr |
bromuro de cobre |
bromuro cuproso |
| |
bromuro de cobre (I) |
| MnS |
sulfuro de manganeso |
sulfuro manganoso |
| |
sulfuro de manganeso (II) |
| MnS2 |
disulfuro de manganeso |
sulfuro mangánico |
| |
sulfuro de manganeso (IV) |
| CaTe |
telurio de calcio |
telurio de calcio |
| |
telurio de calcio |
| KI |
yoduro de potasio |
yoduro potásico |
| |
yoduro de potasio |
| FeCl2 |
dicloruro de hierro |
cloruro ferroso |
| |
cloruro de hierro (II) |
| FeCl3 |
tricloruro de hierro |
cloruro férrico |
| |
cloruro de hierro (III) |
| NiS |
sulfuro de níquel |
sulfuro niqueloso |
| |
sulfuro de níquel (II) |
| K2S |
sulfuro de dipotasio |
sulfuro de potasio |
| |
sulfuro de potasio |
| PtF2 |
difluoruro de platino |
fluoruro platinoso |
| |
fluoruro de platino (II) |
| Li3N |
nitruro de trilitio |
nitruro de litio |
| |
nitruro de litio (I) |
| Mg3N2 |
dinitruro de trimagnesio |
nitruro magnésico |
| |
nitruro de magnesio (II) |
Sales volátiles
| Recordamos que la IUPAC establece que en las combinaciones binarias entre no metales, se coloque a la izquierda en la fórmula el símbolo del elemento que figure antes en la siguiente relación:
Metal, B,Si,C, Bi,Sb, As,P,N, H, Te, Se, S, I, Br, Cl,O, F
Estos compuestos se nombran añadiendo la terminación -uro al elemento cuyo símbolo está colocado a la derecha en la fórmula. |
| FORMULA |
SISTEMÁTICA/STOCK |
| BrF3 |
trifluoruro de bromo |
| |
fluoruro de bromo (III) |
| BrCl |
cloruro de bromo |
| |
cloruro de bromo (I) |
| SeI2 |
yoduro de selenio |
| |
yoduro de selenio |
| CCl4 |
tetracloruro de carbono |
| |
cloruro de carbono (IV) |
| CS2 |
disulfuro de carbono |
| |
sulfuro de carbono (IV) |
| BrF5 |
pentafluoruro de bromo |
| |
fluoruro de bromo (V) |
| IF7 |
heptafluoruro de yodo |
| |
fluoruro de yodo (VII) |
| B2S3 |
trisulfuro de diboro |
| |
sulfuro de boro (III) |
| As2Se3 |
triseleniuro de diarsénico |
| |
seleniuro de arsénico (III) |
| BP |
fosfuro de boro |
| |
fosfuro de boro (III) |
COMPUESTOS TERNARIOS
Los compuestos ternarios son las combinaciones entre tres distintos que entran a formar parte de la molécula en la misma o diferente proporción.
ÁCIDOS OXOÁCIDOS (óxidos ácidos + agua).
Los ácidos oxoáxidos son compuestos formados por oxígeno, hidrógeno y no metales, cuya fórmula general es HxXyOz. El símbolo x puede ser también un metal de transición de estado elevado como cromo, manganeso, tecnecio, molibdeno, etc.
Cuando se encuentran en disolución acuosa, dejan protones en libertad, confiriendo propiedades ácidas a las disoluciones.
Los ácidos oxoáxidos se obtienen añadiendo al óxido correspondiente una molécula de agua.
Óxido ácido + aguaà ácido oxoácido.
NOMENCLATURA TRADICIONAL PARA OXOÁCIDOS.
La IPAC admite la nomenclatura tradicional de estos compuestos, utilizando el nombre genérico de ácido y los prefijos y sufijos que indicamos a continuación.
NOMENCLATURA de OXOÁCIDOS para elementos con cuatro números de oxidación.
En el caso de los elementos cloro, bromo, yodo, nitrógeno, fósforo, arsénico y antimonio.
X (I) X2O + H2Oà HXO X (III) X2O3 + H2Oà HXO2
X (IV) X2O5 + H2Oà HXO3 X (VII) X2O7 + H2Oà HXO4
CL (I) CL 2O + H2Oà H CL O ácido hipocloroso CL (III) CL 2O3 + H2Oà H CL O2 acido –oso
CL (V) CL 2O5 + H2Oà H CL O3 ácido --ico CL (VII) CL 2O7 + H2Oà H CL O4 ácido per- ---ico.
De forma análoga, se precedería para el bromo y el yodo.
Como puedes observar en los ejemplos anteriores formulados, una vez obtenida la fórmula del ácido, siempre que sea posible, es necesario simplificar los coeficientes.
Nomenclatura de oxoácidos para elementos con tres número de oxidación.
En el caso del nitrógeno, tenemos tres posibilidades:
N (I) N 2O + H2Oà H2 N2 O ácido hiponitroso N (III) N 2O3 + H2Oà H N O2 acido –oso
N (V) N 2O5 + H2Oà H N O3 ácido –ico
En el caso de azufre, selenio, y teluro tendremos:
X (II) XO + H2Oà H2XO2 acido hipo-----oso X (IV) XO2 + H2Oà H2XO3 acido -------oso
X (VI) XO3 + H2Oà H 2XO4 acido ------ ico
En los dos últimos casos, se comienza con hipo-…….oso y se termina con –ico. Porque solo tres números de oxidación. Si existieran solo dos, se utilizan exclusivamente las terminaciones – oso (para la menor) e –ico (para la mayor).
En todos los casos, el número romano colocado entre paréntesis detrás del elemento con diente expresa el número de oxidación.
Nomenclatura de oxoáxidos para elementos con un número de oxidación.
Para el carbono y el silicio:
C (IV) CO2 + H2Oà H2 C O3 acido carbónico
Si (IV) SiO2 + H2Oà H2 SI O3 ácido silisílico
Nomenclatura recomendara por la IUPAC.
Recomienda las dos nomenclaturas siguientes.
Nomenclatura sistemática
Los ácidos oxoáxidos se consideran como compuestos binarios en los que el constituyente electronegativo es poliatómico (anión), utilizando el sufijo –ato y se especifica el número de oxidación del ion central según el sistema de Stock (números romanos y entre paréntesis).
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NOMENCLATURA SISTEMÁTICA FUNCIONAL.
El nombre genérico funcional es ácido, el número de oxígenos se especifica con los prefijos griegos conocidos y el del elemento no metálico terminado en -ico, el número de oxidación del átomo central se indica según el sistema de Stock.
ácido oxoclórico (I) ácido dioxosulfúrico (II)
ácido dioxoclórico ( III) ácido trioxosulfúrico (IV)
ácido trioxoclórico ( V) ácido tetraoxosulfúrico (VI)
ácido tetraoxoclórico (VII) ácido trioxocarbónico (IV)
ácido trioxosilícico (IV)
Números de oxidación del átomo central.
Para nombrarlos ácidos oxoácidos, es necesario conocer el número de oxidación con el que actúa el átomo central. Para ello, acudimos a la electroneutralidad de la molécula.
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Por ejemplo, para obtener el número de oxidación del azufre en el H2SO4, observamos que la mólécula es eléctricamente neutra, sabemos que el oxígeno siempre áctua con -2 ( menos en los peróxidos que actúa con -1) y que el hidrógeno actúa con +1 ( menos en los hidruros de los metales en que actúa con -1). Por tanto tenemos:
+1 X -2
H2 S O4 2.(+1) + x + (-2) .4 = 0
------- ------- --------
H S O
Despejando la x obtenemos el número de oxidación del azufre: +6
Nombrar la molécula, a partir de aquí, es más sencillo. Sabemos que es un ácido oxoácido, y que el azufre actúa con su número de oxidación más alto; según la nomenclatura sistemática funcional es el ácido tetraoxosulfúrico ( VI); según la nomenclatura sistemática es el traoxosulfato ( VI).
En esta última nomenclatura, la única duda que puede surgir es saber el número de hidrógenos que deben aparecer en la molécula. Podemos averiguarlo de distintas maneras, pero una forma sencilla es recurrir al número de oxidación que utiliza cada átomo en la molécula. Vamos a explicarlo a través de un ejemplo.
Si necesitamos formular el tetraoxotelurato ( VI) de hidrógeno: en la molécula tiene cuatro oxígeno, un teluro, pero, cuantos hidrógenos?. Como ya sabemos que el número de oxidación del oxigeno es de -2 y el teluro es de +6 se indica entre paréntesis, deducimos que el numero de hidrógenos es por diferencia ( +1).
4 oxígenos . (-2) + 1 teluro . (+6) + X hidrógenos . (+1) = o
depejando la x será: -8+6+x= 0 X= +2
luego la molécula que buscamos es de H2 Te O4.
Prefijos fundamentales de los ácidos oxoácidos.
Ya conocemos dos prefijos utilizados en la nomenclatura clásica: hipo- per-. Ambos indican el estado de oxidación del átomo central. Asimismo, existen otros prefijos que merecen una especial atención:
- meta y orto. hacen referencia al contenido en moléculas de agua del ácido oxoácido. Recordemos que loa ácidos oxoácidos se forman añadiendo agua a los óxidos se forman añadiendo agua a los óxidos ácidos correspontes de esta manera:
CL2O3 + H2Oà H2 CL2 O4 à HCLO2
El prefijo meta- indica que se ha añadido una sola molécula de agua al óxido ácido correspondiente.
El prefijo orto- significa que se han añadido tres moléculas de agua al óxido ácido para formar el ácido correspondiente.
como por ejemplo:
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