Liceo Andrés Bello (A-94)Unidad Técnico- Pedagógica

Departamento de Ciencias; Profesor Carlos Contreras G.

“Un futuro con historia”Guía Química Inorgánica II Medio

NOMBRE: CURSO: FECHA:Objetivo: Predecir y nombrar los compuestos oxigenados Habilidades: Relación conceptual y aplicación conceptual.Procedimientos: Análisis comprensivo y desarrollo de guía.

Nomenclatura Inorgánica

1.- Elementos/Símbolos. Compuestos /Fórmula.La nomenclatura tiene por objeto dar a conocer la estructura de compuestos, desde el punto de vista de su constitución permitiendo racionalizar los nombres de compuestos químicos (aunque algunas de ellos no existan); constituidos éstos por asociación de diferentes elementos.

Elemento químicos Sustancia simple formada por una sola clase de átomos.Compuesto químico: Toda sustancia formada por dos o más tipos de átomos diferentes, combinados entre sí en una proporción definida. El nombre de todo elemento se representa, en forma abreviada, por un símbolo, compuesto de una o dos letras, mientras que los compuestos se representan por fórmulas químicas.El número de masa, número atómico y carga atómica se representan como sigue:Índice superior izquierdo = número de masaSubíndice izquierdo = número atómicoSubíndice derecho = número de átomosÍndice superior derecho = carga iónica

Ejemplo: 200 2+ Hg

80 281

Representa el ión doblemente cargado, conteniendo dos átomos de mercurio, cada uno de los cuales tiene de masa 200. La carga se escribe en la forma:

2+ +2Hg , no Hg 2 2

La tarea de denominar y escribir las fórmulas de los innumerables compuestos químicos inorgánicos puede verse simplificada al utilizar el concepto de número o estado de oxidación.2.- Número de oxidación o estado de oxidación.El número de oxidación de un átomo es un número que representa la carga eléctrica que tendría dicho átomo si en un compuesto se asignasen los electrones a los átomos según cierta norma:Algunas reglas que permiten determinar el número de oxidación son:

- El número de oxidación de los elementos libres es cero.- La suma algebraica de los números de oxidación positivos y negativos en una fórmula

neutra es igual a cero.- El número de oxidación del oxígeno es -2 en todos sus compuestos, excepto en

peróxidos y superóxidos.- El número de oxidación del hidrógeno es +1 en todos sus compuestos, excepto en los

hidruros metálicos, donde es -1.- El Flúor en todos sus compuestos presenta número de oxidación -1.- En un ión monoatómico simple el número de oxidación es el mismo que la carga del ión.

Así el Al3+ tiene número de oxidación +3.- Los metales de los grupos I-A y II- A, en sus compuestos, presentan número de oxidación

+1 y +2 respectivamente.

A continuación se presenta una lista de algunos elementos, sus símbolos, sus números de oxidación más comunes.

ELEMENTO ESTADO DE OXIDACIONAl +3Cu +1,+2Fe +2,+3O -2Cl 1,3,5,7

Tabla de números de oxidaciónConocidos los números de oxidación de los elementos se puede establecer la fórmula de un compuesto, sabiendo que los compuestos, sabiendo que los compuestos químicos son agrupaciones de átomos combinados de tal forma que la suma de sus estados de oxidación positivos y negativos sea igual a cero.Para escribir, de manera correcta, la fórmula de un compuesto químico puede aplicarse algunas reglas muy simples, las cuales es posible resumirlas de la manera siguiente:Si se tiene un compuesto formado por los elementos”A” y “B” con estados de oxidación “x” e “y” respectivamente. Se pueden dar las siguientes situaciones:

i) Si x=y, la fórmula será ABii) Si x es diferente a y, la fórmula será AyBx.

Si en algunos compuestos los valores x e y son simplificables por algún número entero, dicha operación puede efectuarse, cuidando ciertas excepciones.Ejemplo: Cu 2 O2 queda como Cu OPero H2O2 (agua oxigenada o peróxido de hidrógeno) no puede simplificarse, debido al tipo de enlace de esta molécula.Por lo tanto, la fórmula nos indica el número de átomos de cada elemento que forman al compuesto, y además, nos permite calcular el número de oxidación de cada átomo.

3.- Clasificación de los compuestos químicos.

Binarios Ternarios CuaternariosÓxidos Metálicos o Básicos

Hidróxidos Sales ácidas de oxoácidos.

Óxidos No Metálicos o Ácidos (Anhidros)

Oxoácidos

Hidruros Metálicos Sales de oxoácidosHidruros No Metálicos (Hidrácidos)

Sales ácidos dehidrácidos

Sales Binarias de hidrácidosPeróxidos

3.1.- Compuestos con oxígeno.

Metal Oxido Básico + H2O HidróxidosOxígeno (O-²) No metal Óxido Ácido + H2O Oxoácidos Oxácidos (Ácidos)3.1.1. Óxidos Metálicos o Básicos.Son compuestos binarios formados por la reacción de un metal con el oxígeno (número de oxidación:-2) y de fórmula general:

M2OX

En que “M” representa el metal y “X” su estado de oxidación. La nomenclatura de los óxidos presenta tres alternativas:

a) Usar el nombre común o vulgar:Ca O Cal

b) Usar el nombre sistemático antiguo:Ca O Óxido Cálcico

c) Usar el nombre moderno recomendado por la Iupac (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, J.Am.Chem.Soc., 82,5523 (1960).Ca O Óxido de Calcio

Hagamos un breve paréntesis y analicemos las diversas nomenclaturas utilizadas. La nomenclatura tiene por objeto dar a conocer la estructura del compuesto, desde el punto de vista de su constitución y debe permitir racionalizar los nombres de compuestos químicos, aunque algunos de ellos no existan.El nombre común o vulgar, en general, no nos da la información. Si cada compuesto se nombrara sin un patrón lógico, sería, para el químico imposible memorizar el nombre de todos los compuestos que se conocen.

La simbología antigua utilizaba el sistema de prefijos y sufijos. Así cuando un elemento químico tenía un solo estado de oxidación, su nombre se hacía terminar en ico (EJ. Na2O óxido sódico). Si el elemento tenía dos números de oxidación: con el mayor de ellos su nombre terminaba en ICO y con el menor terminaba en OSO, así teníamos:Fe O óxido ferrosoFe2 O óxido férrico Cuando el elemento presentaba tres posibles estados de oxidación se utilizaban, para el mayor, el prefijo PER y el sufijo ICO, el del medio finalizaba en ICO y el menor en OSO.

Si el elemento presentaba cuatro estados de oxidación, se repetía para el mayor de todos el sistema PER…ICO, para el siguiente en orden decreciente, el sufijo ICO, al que continuaba el sufijo OSO y para el menor de todos el prefijo HIPO y el sufijo OSO.Las grades críticas al sistema se pueden resumir en que: El sistema es conceptualmente arbitrario y es insuficiente para elementos con cinco o más números de oxidación.La nomenclatura moderna ofrece dos alternativas, nombrar por numerales romanos de Stock, que indican el estado de oxidación, o por medio de la atomicidad, mediante prefijos griegos, cuando es difícil decidir sobre el número de oxidación del elemento, o cuando las circunstancias lo exijan. El número romano se obvia cuando el elemento tiene un solo estado de oxidación y coexiste posibilidad de confusión.

(Stock) (Atomicidad)Fe O óxido de hierro (II) monóxido de hierroFe2O3 óxido de hierro (III) trióxido de dihierroCa O óxido de calcioEjemplos de nomenclatura de óxidos básicos:

FORMULA NOMENCLATURA ANTIGUA NOMENCLATURA IUPACLi2O Óxido de LitioNa2O Óxido sódico Óxido de sodioK2O Óxido potásico Óxido de potasioRb2O Óxido de rubidio

3.1.2.Óxidos No Metálicos o Ácidos (Anhídridos)

Son compuestos binarios formados por un no-metal y el oxígeno. En la nomenclatura antigua se designaban por el nombre de “anhídridos”, pues se suponían originados por la deshidratación de ácidos, o que los anhídridos combinados con agua daban origen a los oxoácidos. Las reglas de nomenclatura tanto antigua, como IUPAC, son idénticas a las señaladas para los óxidos básicos.Su fórmula general es:

N2OX

Donde “N” es el no-metal y “X” su estado de oxidación.

Ejemplos de nomenclatura de óxidos ácidos (Anhídridos)

FORMULA NOMENCLATURA ANTIGUA NOMENCLATURA IUPACCl2O Anhídrido hipocloroso Óxido de Cloro (I)Cl2O3 Anhídrido cloroso Óxido de Cloro (III)Cl2O5 Anhídrido clórico Óxido de Cloro (V)Cl2O7 Anhídrido perclórico Óxido de Cloro (VII)

3.2. Hidruros Metálicos

Son compuestos formados por la combinación directa de un metal con el hidrógeno. Su fórmula general es:

MHX

Donde “M” es el metal y “X” su estado de oxidación. El hidrógeno utiliza estado de oxidación -1.El compuesto se nombra como: “hidruro…de… “señalándose el metal correspondiente”.

Grupo I A NOMENCLATURA IUPACLiH Hidruro de LitioNaH Hidruro de SodioKH Hidruro de PotasioRbH Hidruro de RubidioCsH Hidruro de Cesio

Grupo II A NOMENCLATURABeH2 Hidruro de BerilioMgH2 Hidruro de MagnesioCaH2 Hidruro de CalcioSrH2 Hidruro de EstroncioBaH2 Hidruro de Bario

3.2.1. Hidruros No Metálicos o Hidrácidos.

Son combinación de no metal con el hidrógeno. El no metal utiliza, frente al hidrógeno, sólo un estado de oxidación, normalmente es menor. Según el grupo de la tabla periódica con que se combina el hidrógeno es el nombre genérico de los compuestos formados.

a) Combinación con elementos del Grupo VII A (F, Cl, Br, y I) y VI A (S, Se y Te)

Se denominan hidrácidos. De fórmula general HX, donde “X” representa a cualquiera de los elementos del grupo VII A: flúor, cloro, bromo o yodo.

La nomenclatura antigua los señalaba como “ÁCIDO…” agregándose el nombre del no metal con el sufijo HÍDRICO. La nomenclatura moderna prefiere nombrarlos como sal, es decir, nombrando el no metal con el sufijo URO y señalando que son de hidrógeno.

FÓRMULA NOMENCLATURA ANTIGUA NOMENCLATURA IUPACHF Ácido fluorhídrico Fluoruro de hidrógenoFCl Ácido clorhídrico Cloruro de hidrógenoHBr Acido bromhídrico Bromuro de hidrógenoHI Ácido yodhídrico Yoduro de hidrógenoH2S Ácido sulfhídrico Sulfuro de hidrógenoH2Se Ácido selenhídrico Selenuro de hidrógenoH2Te Ácido yodhídrico Yoduro de hidrógeno

3.3. Sales Binarias de Hidrácidos.

Son derivados de los hidrácidos en que se sustituyen el o los hidrógenos del ácido por un metal. La carga del anión es igual, numéricamente, a la cantidad de hidrógenos reemplazados.Desde otro punto de vista pueden considerarse como combinaciones directas entre un metal y un no metal de los grupos VI A y VII A.Su fórmula genera corresponde a:

MYXZ

Donde M es el metal, X el no metal, “y” la carga de anión en el hidrácido (igual al número de hidrógenos reemplazados) y “z” el estado de oxidación del metal.

La nomenclatura es equivalente a la de los óxidos. El decir, se puede utilizar la nomenclatura antigua, con sufijo y prefijos o la moderna con numerales de Stock o indicando la atomicidad en casos que se presenten dudas. En general, el nombre de la sal deriva del hidrácido correspondiente, cambiándose la terminación HIDRICO por URO.

FÓRMULA NOMENCLATURA ANTIGUA NOMENCLATURA IUPACCaCl2 Cloruro cálcico Cloruro de calcioCuCl Cloruro cuproso Cloruro de cobre (I)CuCl2 Cloruro cúprico Cloruro de cobre (II)FeS Sulfuro ferroso Sulfuro de hierro (II)Fe2S3 Sulfuro férrico Sulfuro de hierro (III)SnCl4 Cloruro estánnico Cloruro de estaño (IV)SnBr2 Bromuro estannoso Bromuro de estaño (II)Sb2S5 Sulfuro antimónico Sulfuro de antimonio (V)

3.4. Peróxidos.

El hidrógeno y los metales más activos, Grupo I y II del Sistema Periódico, pueden originar con el oxígeno, peróxidos. En ellos, dos átomos de oxígeno están enlazados entre sí dando lugar a un ión de forma (O-O)2- (más brevemente O2

-2) que estará compensado con algún ión metálico o en el caso del peróxido de hidrógeno estará formando una molécula con enlaces covalentes H-O-O-H.Su fórmula general es E2O2 si el elemento E tiene estado de oxidación +1; y de fórmula EO2 si el elemento tiene número de oxidación +2. Se nombran de igual manera que los óxidos reemplazándose la palabra genérica óxido pro PEROXIDO.

K2O2 Peróxido de potasioNa2O2 Peróxido de sodioBaO2 Peróxido de barioCaO2 Peróxido de calcioH2O2 Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada)

3.5. Hidróxidos.

Son compuestos hidroxilados (anión OH-) de metales, que pueden ser considerados como productos de combinación entre óxidos básicos y agua, aunque no sea siempre este el procedimiento para obtenerlos.Su fórmula general corresponde a:

M (OH) X

En donde M representa al metal y X representa el estado de oxidación del metal, si el estado de oxidación del metal es +1, entonces la fórmula general se transforma a: MOH.Su nomenclatura es similar a la de los óxidos, utilizando la palabra hidróxido en lugar de óxido. Ejemplos:

ECUACION FORMULA NOMENCLATURA ANTIGUA

NOMENCLATURA IUPAC

Na2O +H2O = 2NaOH NaOH Hidróxido sódico Hidróxido de sodioMgO+H2O=Mg(OH)2 Mg(OH)2 Hidróxido magnésico Hidróxido de magnesioCu2O +H2O CuOH Hidróxido cuproso Hidróxido de cobre (I)CuO+H2O Cu(OH)2 Hidróxido cúprico Hidróxido de cobre(II)

3.6. Oxiácidos:

Son los ácidos oxigenados típicos, se consideran derivados de la combinación teórica práctica, de un óxido ácido (anhídrido) con agua.Los ácidos han constituido por muchos años un problema para su clasificación y nomenclatura En general la práctica utiliza los nombres antiguos derivados de los anhídridos correspondientes, cambiando la palabra Anhídrido por acida.Para facilitar su nomenclatura se clasifican de la siguiente manera:

a) ácidos formados por la adición de una molécula de anhídrido a una molécula de agua.

CO2+ H2O =H2CO3 ácido carbónico

b) ácidos formados por la adición de una molécula de anhídrido a una o más moléculas de agua.

En este caso, al nombre del ácido se le antepone los prefijos Meta, Piro y Orto (el último optativo) según reaccionen con una, dos o tres moléculas de agua, respectivamente.P2O3 +H2O =H2P2O4= 2HPO2 ácido metafosforosoP2O· +2H2O = H4P2O5 ácido pirofosforosoP2O3+ 3H2O=H6P2O6=2H3PO3 ácido ortofosforoso o ácido fosforoso

Actividades:

Con la ayuda de su tabla de estados de oxidación:

1.- Reconozca los estados de oxidación de todos los elementos químicos que participan en los siguientes compuestos:

a) CO2 C 1 * +4 = +4 O 2 * -2 = -4

0b) Fe2O3 Fe 2 * +3 = +6

O 3 * -2 = - 6 0

c) FeO Fe 1 * +2 = +2 O 1 * -2 = - 2 0

d) Cu2O Cu 2 * +1 = +2 O 1 * -2 = - 2 0

e) CuO Cu 1 * +2 = +2 O 1 * -2 = - 2 0

f) HgO Hg 1 * +2 = +2

O 1 * -2 = -2 0

g) Hg 0

h) O2 0

i) CaCO3 Ca 1 * +2 = +2 C 1 * +4 = +4 O 3 * -2 = -6 0

J) CaO Ca 1 * +2 = +2 O 1 * -2 = -2 0

k) Zn 0

l) H2SO4 H 2 * +1 = +2 S 1 * +6 = +6

O 4 * -2 = -8 0m) ZnSO4 Zn 1 * +2 = +2 S 1 * +6 = +6 O 4 * -2 = -8 0n) NaCl Na 1 * +1 = +1 Cl 1 * -1 = -1 0 ñ) AgNO3 Ag 1 * +1 = +1 N 1 * +5 = +5 O 3 * -2 = -6 0o) NaNO3 Na 1 * +1 = +1 N 1 * +5 = +5 O 3 * -2 = -6 0p) AgCl Ag 1 * +1 = +1 Cl 1 * -1 = -1 0q) BaCl2 Ba 1 * +2 = +2 Cl 2 * -1 = -2 0

r) BaSO4 Ba 2 * +1 = +2 S 1 * +6 = +6

O 4 * -2 = -8 0

2- Escriba el nombre y represente en su fórmula química todos los óxidos ácidos (o Anhídridos) y Hidrácidos que se pueden formar con:

a. Br Estados de oxidación: -1;+1;+3;+4;+5;+7. Anhídridos: Br2O (óxido de bromo (I)); Br2O3 (óxido de bromo (III)); Br2O4 (óxido de bromo (IV)); Br2O5 (óxido de bromo (V); Br2O7 (óxido de bromo (VII))Hidrácidos: HBr (ácido bromhídrico)

b. Cl Estados de oxidación: -1;+1;+3;+4;+5;+7. Anhídridos: Cl2O (óxido de cloro (I)); Cl2O3 (óxido de cloro (III)); Cl2O4 (óxido de cloro (IV)); Cl2O5 (óxido de cloro (V); Cl2O7 (óxido de cloro (VII))Hidrácidos: HCl (ácido clorhídrico)

c. I l Estados de oxidación: -1;+1;+3;+4;+5;+7. Anhídridos: l2O (óxido de yodo (I)); l2O3 (óxido de yodo (III)); l2O4 (óxido de yodo (IV)); l2O5 (óxido de yodo (V)); l2O7 (óxido de yodo (VII))Hidrácidos: Hl (ácido yodhídrico)

d.S Estados de oxidación: -2;+2;+4;+6. Anhídridos: SO (óxido de azufre (II)); S2O4 (óxido de azufre (IV)); S2O6 (óxido de azufre (VI))Hidrácidos: H2S (ácido sulfhídrico)

e. N Estados de oxidación: -3;+1;+2;+3;+4;+5. Anhídridos: N2O (óxido de nitrógeno (I)); NO (óxido de nitrógeno (II)); N2O3 (óxido de nitrógeno (III)); N2O4 (óxido de nitrógeno (IV)); N2O5 (óxido de nitrógeno (V))

f. P Estados de oxidación: -3;+1;+3;+5. Anhídridos: P2O (óxido de fósforo (I)); P2O3 (óxido de fósforo (III)); P2O5 (óxido de fósforo (V))

g. As Estados de oxidación: -3;+3;+5. Anhídridos: As2O3 (óxido de arsénico (III)); As2O5 (óxido de arsénico (V))

h.Cr Es un metal

3- Escriba el nombre y represente en su fórmula química todos los óxidos básicos e hidróxidos que se pueden formar con:

a. Be Estados de oxidación: +2. Óxidos Básicos: Be O (óxido de berilio)Hidróxidos: Be (OH)2 (hidróxido de berilo)

b. Mg Estados de oxidación: +2. Óxidos Básicos: Mg O (óxido de magnesio)Hidróxidos: Mg (OH)2 (hidróxido de magnesio)

c. Ca Estados de oxidación: +2. Óxidos Básicos: Ca O (óxido de calcio)Hidróxidos: Ca (OH)2 (hidróxido de calcio)

d. Ba Estados de oxidación: +2. Óxidos Básicos: Ba O (óxido de bario)Hidróxidos: Ba (OH)2 (hidróxido de bario)

e. Cr Estados de oxidación: +2;+3;+6.Óxidos Básicos: Cr O (óxido de cromo (II)); Cr2O3 (óxido de cromo (III)); Cr2O6 (óxido de cromo (VI)).Hidróxidos: Cr (OH)2 (hidróxido de cromo (II)); Cr (OH)3 (hidróxido de cromo (III)); Cr (OH)6 (hidróxido de cromo (III)).

f. Fe Estados de oxidación: +2;+3.Óxidos Básicos: Fe O (óxido de hierro (II)); Fe2O3 (óxido de hierro (III)).Hidróxidos: Fe (OH)2 (hidróxido de hierro (II)); Fe (OH)3 (hidróxido de hierro (III)).

g. Co Estados de oxidación: +2;+3.Óxidos Básicos: Co O (óxido de cobalto (II)); Co2O3 (óxido de cobalto (III)).Hidróxidos: Co (OH)2 (hidróxido de cobalto (II)); Fe (OH)3 (hidróxido de cobalto (III)).

h. Ni Estados de oxidación: +2;+3.Óxidos Básicos: Ni O (óxido de níquel (II)); Co2O3 (óxido de níquel (III)).Hidróxidos: Ni (OH)2 (hidróxido de níquel (II)); Ni (OH)3 (hidróxido de níquel (III)).

i. Cu Estados de oxidación: +1;+2.Óxidos Básicos: Cu2O (óxido de cobre (I)); CuO (óxido de cobre (II)).Hidróxidos: Cu (OH) (hidróxido de cobre (I)); Cu (OH)2 (hidróxido de cobre (II)).

j. Ag Estados de oxidación: +1.Óxidos Básicos: Ag2O (óxido de plata).Hidróxidos: Ag (OH) (hidróxido de plata)

k. Hg Estados de oxidación: +1;+2.Óxidos Básicos: Hg2O (óxido de mercurio (I)); HgO (óxido de mercurio (II)).Hidróxidos: Hg (OH) (hidróxido de mercurio (I)); Hg (OH)2 (hidróxido de mercurio (II)).

l. Al Estados de oxidación: +3.Óxidos Básicos: Al2O3 (óxido de aluminio).Hidróxidos: Al (OH)3 (hidróxido de aluminio).

m. Pb Estados de oxidación: +2;+4.Óxidos Básicos: Pb O (óxido de plomo (II)); PbO2 (óxido de plomo (IV))Hidróxidos: Pb (OH)2 (hidróxido de plomo (II)); Pb (OH)4 (hidróxido de plomo (IV)).