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Fórmulas QUÍMICAS ( 2a. parte )

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Una fórmula es la representación de la manera en que está constituido un

compuesto.

H2OLa fórmula del agua nos dice que contiene los elementos hidrógeno ( H ) y oxígeno ( O ).También la fórmula nos indica que cada unidad de agua posee dos átomos de hiodrógeno y uno de oxígeno.Pero la fórmula no nos dice si los átomos están

unidos entre si mediante electrones compartidos ( enlaces covalentes ) o mediante la atracción

electrostática de iones de cargas opuestas ( enlaces electrovalentes )

ejemplo

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Números de OxidaciónPara recordar las fórmulas de los compuestos y

correlacionar ciertas propiedades químicas resulta útil el empleo de un sistema de números

denominados, números de oxidación o números indicadores del estado de oxidación.A continuación se ofrecen algunos ejemplos en los

que se muestran los números de oxidación de los diversos elementos que intervienen en cada

compuesto.

NaCl

Na2SO4

CO2

+1 -1

( +1 )2 +6 ( -2 )4

+4 ( -2 )2

Cloruro de sodio

Sulfato de sodio

Dióxido de carbono

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Más ejemplos

Cl2O7

MgO OF2

( +7 )2 ( -2 )7

+2 -2 +2 ( -1 )2

Hepatóxido de cloro

Óxido de magnesio

Difloruro de oxígeno

NOTA:Observa cómo en el difloruro de oxígeno, el O2 tiene valencia positiva, esto se debe a que el Fluor es el elemento más reactivo y

más electronegativo que se conoce. Reacciona con todos los elementos que se conocen, inclusive con el gas noble Xenón.

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La tabla periódica y los números de oxidación

A continuación estableceremos algunos criterios basados en la tabla

periódica que te serán de gran utilidad para predecir los números de

oxidación en una fórmula química.Observa

detenidamente la siguiente diapositiva:

Ver tabla

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Observa en los siguientes ejemplos que el No. de oxidación de un ión es el mismo que el que indica su carga, para los compuestos electrovalentes, en

cambio en los compuestos covalentes el No. de oxidación de un átomo no tiene por qué ser el

mismo que el No. de enlaces covalentes que unen a ese átomo con los demás.

NaCl

Na2SO4

CO2

+1 -1

( +1 )2 +6 ( -2 )4

+4 ( -2 )2

Cloruro de sodio

Sulfato de sodio

Dióxido de carbono

Compuestos electrovalentes

Compuestos covalentes

MgO+2 -2

Óxido de magnesio

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1.- Los metales de la Familia “A” del grupo 1 poseen estados de oxidación +1 al formar

compuestos.

NaCl

+1 -1

Cloruro de sodio

KCl+1 -

1

Cloruro de potasio

( Tanto el sodio como el potasio poseen el número de oxidación +1. )

El hidrógeno adquiere el estado de oxidación +1 al

combinarse con los no metales y –1 cuando lo hace con los metales,

tiene valencia positiva y negativa:

H±1

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Los elementos de la Familia “B” del grupo 1 tienen varios estados de oxidación, la plata +1 y el cobre +1 y +2 aunque normalmente

lo hace con +2

Ag2

O

+1 -2

Óxido de PlataCuO

+2 -2

Óxido de cobre II

El oro, del mismo grupo, no es reactivo y se le encuentra nativo en la naturaleza, se usa

en joyería. El oro puro es de 24 quilates.

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2.- Los miembros de la Familia “A” y “B” del grupo II poseen generalmente el estado de

oxidación +2.

CaBr2

+2 -1

Bromuro de calcio

MgCl2

+2 -1

Cloruro de magnesio

ZnSO4

+2 +6 -2

Sulfato de Zinc

Hg(NO3

)2

+2 +5 -2

Nitrato de mercurio

El mercurio, elemento de la familia “B”, forma también compuestos en los que su estado de oxidación es +1.

HgClCloruro de mercurio

+1 -1

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3.- El aluminio, perteneciente al grupo III “A” posee un estado de oxidación de +3.

AlCl3+3 -1

Cloruro de aluminio

Al(NO3)3

+3 +5 -2

Nitrato de aluminio

( Tomé solamente el aluminio de grupo III “A” por ser el más representativo y conocido

de este grupo ).

Nota:

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4.- El estaño y el plomo, incluídos en el grupo IV “A”, poseen un estado de oxidación

de +2 ó +4.

SnCl4

+4 -1

Cloruro de estaño IVSnCl2

+2 -1

Cloruro de estaño II

PbCl2+2 -1

Cloruro de plomo II

PbCl4+4 -1

Cloruro de plomo IV

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El carbono, perteneciente al grupo IV “A”, tiene como estados de oxidación +4 ó –4.

CH4

-4 +1

MetanoCO2

+4 -2

Dióxido de carbono

Sin embargo, la determinación de los estados de oxidación del carbono puede ser a veces bastante

complicada, allá por los Hidrocarburos de la química orgánica...metanos, etanos, propanos, butanos....y ese

es otro rollo !!!!

También es común ver el estado de oxidación de +2 CO

+2 -2

Monóxido de carbono

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5.- los no metales de la Familia “A” del grupo V poseen generalmente los estados

de oxidación –3 ó +5

N2O5

+5 -2

Pentaóxido de dinitrógeno

NH3

-3 +1

Amoniaco

Los no metales de este grupo son: además del nitrógeno, el fósforo y el arsénico que cuentan con los estados de oxidación ya

mencionados.

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6.- Los no metales de la Familia “A” del grupo VI poseen con frecuencia estados de

oxidación de –2 y +6 y en algunas raras ocasiones de –1.. ( ejemplos de –2 )

H2S+1 -2

Ácido sulfhídrico ó sulfuro de hidrógeno

H2O+1 -2

Agua u óxido de hidrógeno

ZnS+2 -2

Sulfuro de cinc ó zinc

CaO+2 -2

Óxido de calcio

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Ejemplo de +6

SO3

+6 -2

Óxido de azufre VI ó trióxido de

azufre

Los elementos del grupo VIA

también forman compuestos con un número de oxidación de +4. Ejemplo:

SO2

+4 -2

Dióxido de azufre u óxido de azufre IVDebido a que el oxígeno es el elemento con mayor

electronegatividad después del fluor, su número de oxidación es casi siempre de –2. Sin embargo en algunas raras ocasiones es de –1 como en el caso del agua oxigenada:

H2O2

+1 -1 Te recuerdo que solo en los compuestos que contengan fluor será positivo el número de oxidación del

oxígeno. ( ¡ Hasta que perdió Jalisco ! )

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7.- Los no metales de la familia “A” del grupo VII poseen los estados de oxidación de –1

siempre que se combinan con el hidrógeno o con metales.

NaBr

+1 -1

Bromuro de sodio

HCl+1 -1

Ácido clorhídrico

ZnI2+2 -1

Yoduro de cinc

Algunos de ellos poseen también los

estados de oxidación de +7, +5, +3 y +1.

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resumen

En la siguiente diapositiva encontrarás los números

de oxidación más corrientes de diferentes

elementos.

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Grupo I II III IV V VI VII

Números de

oxidación+1 +2 +3 +2

+4 -4 +5 -3 +6 -2 +7 -1

Los números de oxidación que podemos deducir a nuestro nivel, partiendo de la Tabla Periódica,

recordándoles que solo cuando nos encontramos ( ojo ) en las familias “A” estamos pisando terreno

seguro.

Como la suma de los estados de oxidación de todos los componentes da cero, podemos calcular el estado de

oxidación de un elemento desconocido que forme parte de un compuesto cuya fórmula, así como los estados de

oxidación de todos los demás elementos que la constituyan, sea conocida.

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Problema¿ Cuál es el estado de oxidación del oro y del

selenio en las siguientes fórmulas ?

H2SeO3

?

Ácido selenioso

AuCl3?

Cloruro áurico

Consulta a tu Profesor para ver el resultado, pero la verdad, está muy fácil.

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formulaciónAl escribir la fórmula de un compuesto

electrovalente, se acostumbra a poner primero el símbolo del componente que posee un No. de

oxidación positivo ( + ).En los compuestos covalentes esta sencilla regla acerca del orden de los componentes se aplica

solo a veces. Veamos:CO2

+4

Dióxido de carbono

CH4Metano

-4

H2SSulfuro de hidrógeno

+1

NH3Amoniaco

-3

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Una vez que conoces los números de oxidación es fácil deducir la relación en que se encuentran los

átomos del compuesto y a partir de aquí su fórmula.

Nombre del compuestoNo. de oxidación

colocado encima de cada símbolo

Fórmula

Óxido de aluminio +3Al

-2O Al2O3

Cloruro de calcio +2Ca

-1Cl CaCl2

Nitrato de bario +2Ba

-1(NO3) Ba(NO3)2

Sulfato de calcio +2Ca

-2(SO4) Ca(SO4)

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La siguiente información es fuera de tema, pero seguro que te va a ser de mucha

utilidad para el futuro.

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Tal vez te preguntes cómo distinguir un enlace electrovalente de un enlace

covalente. Si se acercan 2 átomos y uno tiene una atracción mucho más fuerte hacia un electrón que el otro, es de esperar que el

electrón se transfiera. Ejemplo: el sodio tiene poca energía y pierde el electrón de valencia de su último nivel con el cloro que manifiesta una

mayor energía para atraer ese electrón. Entonces el sodio y el cloro forman un enlace iónico ó electrovalente..

NaClPor otro lado, imagina que se acercan 2 átomos que tienen exactamente la misma atracción hacia los

electrones, entonces es poco probable que un átomo pueda atraerlos separándolo del otro. Resultado:

Los 2 compartirán los electrones en la misma forma estableciendo un enlace covalente. Ejemplo: el Hidrógeno

y el Carbono en el compuesto Metano.

CH4

Sin embargo, cómo se puede determinar la magnitud de la

atracción que tienen los electrones de un átomo por los de otro ?

Para ayudarnos a comprender esto el químico estadounidense Linus Pauling calculó y definió la electronegatividad de los mismos,

partiendo de la medición de varias propiedades de sus moléculas obteniendo

una ecuación que permite calcularla. ( ve la siguiente tabla )

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H2.10

Li1.00

Be1.50

B2.00

C2.50

N3.00

O3.50

F4.00

Na0.90

Mg1.20

Al1.50

Si1.80

P2.10

S2.50

Cl3.00

K0.80

Ca1.00

Ga1.60

Ge1.70

As2.00

Se2.40

Br2.80

Rb0.80

Sr1.00

I2.40

Cs0.70

Ba0.90

Electronegatividades de algunos elementos según Linus Pauling.

Mientras más grande sea la diferencia de electronegatividad entre 2 átomos, es muy

probable que los electrones se transfieran de uno al otro, para constituir un enlace iónico.

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Observa, según la tabla de Linus Pauling, que el Cesio y el Flúor tienen una diferencia de electronegatividad de 4.00 menos 0.70, es decir 3.30. Esta es la diferencia más grande

de electronegatividad posible en los elementos incluidos en la tabla, por lo tanto, el Fluoruro de Cesio sea el más iónico entre

cualquiera de los de la tabla.

CsF Enlace iónicoAhora date cuenta que entre el carbono, 2.50 – 2.10 unidades del Hidrógeno, la diferencia es de sólo 0.40 unidades, lo que quiere decir

que el compuesto del Metano es un gas molecular que no presenta características

iónicas.

CN4 Enlace Covalente

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“ Si la diferencia de electronegatividad es mayor que

2.00, el compuesto será fuertemente iónico, pero si es menor que 1.50, el compuesto manifiesta un carácter

primordialmente covalente.”

ojo

Tomando como base lo anterior resuelve si los compuestos siguientes son iónicos ó

covalentes:CaCl2 cloruro de calcio

CCl4 tetracloruro de carbono

Li2O óxido de litio

CaI2 yoduro de calcio

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bibliografía* Química general de Wood

Keenan Bull* Química de Gregory R. Choppin

y Lee R. Summerlin* Diccionario especializado de

química. Grupo editorial NORMA educativa.

* Enciclopedia Encarta 2003

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Fórmulas químicas (2a. Parte )

T E M A

AUTORProfr. Mario Ochoa

Garza

DERECHOS RESERVADOS

Piedras Negras, Coahuila, MéxicoSugerencias a: mao44@prodigy.net.mx

Año 2004