NOMENCLATURA Animada4

Diapositiva 1Nomenclatura
Autor:
[email protected]
Definición del valor típico (T) de los no metales (nM)
Proceso inductivo deductivo para conocer las valencias de los elementos representativos y su nombre relativo
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/co/deed.es
En este trabajo encontramos.
resumida en un algoritmo
Varios ejemplos orientados desde el algoritmo
El reto es “IMAGINAR” (respaldado en el algoritmo), que va a aparecer con el siguiente “clic”, si estamos de acuerdo continuar, y si no regresar para al final poder afirmar: ! lo hicimos ¡
Para desarrollar competencias que permitan:
Dominar los no metales, su valor típico, sus valencias y nombres relativos
Identificar las fórmulas generales de las funciones químicas
Saber nombrar una formula química
Saber formular un nombre
Hacer las diferentes combinaciones de un elemento con H, con O con H & O
Una fundamentación teórica, relacionada desde lo cotidiano
*
PERO TAMPOCO IGNORANCIA
CONSIDERACIONES GENERALES
Todos los elementos, M y nM, pueden combinarse con H, con O o con H y O para formar compuestos clasificados en grupos funcionales.
El hidrógeno (H) tiene una electronegatividad intermedia y adquiere carga positiva o negativa dependiendo si se combina con un nM o con un M
El oxígeno (O) es el segundo elemento más electronegativo de la tabla periódica, sólo superado por el flúor.
Los M poseen baja electronegatividad y tienden a perder electrones para adquirir CARGA POSITIVA.
Los nM poseen alta electronegatividad y tienden a ganar electrones para adquirir CARGA NEGATIVA.
Los elementos existentes en la naturaleza pueden clasificarse como
metales (M) y como no metales (nM).
*
La fórmula del compuesto formado por los elementos X de valencia x y Z de valencia z, siendo Z más electronegativo que X es:
Esto es el intercambio de valencias
VALENCIA
Es la capacidad de enlace que posee un elemento.
Al hacer la fórmula del compuestos se tiene que lograr neutralidad eléctrica y esto se obtiene haciendo el intercambio de valencias.
X
Z
X
Z
Z adquiere carga
La carga real (en compuestos iónicos) o la carga aparente (en compuestos covalentes ) de un elemento en un compuesto se llama: “número de oxidación”
Para establecer el orden en una fórmula, primero va la parte positiva y luego la parte negativa
– z
VALORES DE VALENCIA
Para los elementos representativos, (los que están en los grupos de la tabla periódica) las valencias se obtienen a partir del número del grupo con restas sucesivas de dos en dos, ya que
Grupo VI,
Grupo V,
Grupo IV,
Grupo III,
Grupo II,
Grupo I,
las valencias son:
las valencias son:
las valencias son:
las valencias son:
las valencias son:
la valencia es:
la valencia es:
*
NOMBRE DE UN ELEMENTO SEGÚN EL VALOR RELATIVO DE SU VALENCIA
Si el elemento posee dos valores de valencia usamos los sufijos comparativos ico (indica mayor) y oso (indica menor).
Si posee tres valores de valencia la “menos menor” exige el prefijo superlativo hipo y el sufijo comparativo oso.
Si el elemento posee cuatro valores de valencia además de hipo-oso de la valencia “menos menor” también se requiere para la valencia “más mayor” el prefijo superlativo per y el sufijo ico.
Para el nM en las sales oxisales el sufijo ico cambia por ato y el sufijo oso cambia por ito.
Si solo posee un valor valencia se indica con el sufijo ico
*
Mayor
Los símbolos ~ ico / oso y ~ ato / ito significan:
Menor
ico
oso
ato
ito
es a
la raíz del nombre del elemento terminado en
Si se requiere el prefijo superlativo (per o hipo), hay que incluirlo.
ico / oso o en ato / ito
según su valencia relativa
DEFINICIÓN DEL VALOR TÍPICO
Para los nM el valor típico T es la “deficiencia de la norma del octeto”.
T es útil como subíndice del H en los ácidos normales.
Un ácido es una fórmula que inicia por H.
Los valores de T, según el grupo, son:
Grupo VII,
Grupo VI,
Grupo V,
Grupo IV,
Grupo III,
T = 1
T = 2
T = 3
T = 4
T = 3
(T)
El nitrógeno (N) es tan especial que origina la química de aminoácidos.
El carbono (C) es tan especial que origina la química orgánica.
*
Existen dos casos “raros” de metales que actúan como no metal sus parámetros como no Metal (nM) son:
Cromo (Cr) y manganeso (Mn)
con T = 2 y V = 6,
con ésta valencia el sufijo es ico por similitud con el grupo VI (crómico y mangánico)
y en oxisales cromato y manganato.
Manganeso
(Mn) con T = 1 y V = 7,
con ésta valencia se usa el prefijo per y el sufijo ico (permangánico) por similitud con el grupo VII,
y en oxisales permanganato.
LOS NO METALES (nM)
Como es indispensable diferenciar si un elemento es metal (M) o no metal (nM) y los nM son solo 15 entonces veamos como dominarlos ya que son:
GRUPOS
III
IV
V
VI
VII
B
C
N
O
F
Si
P
S
C
As
Se
Br
Te
I
At
ACRÒSTICO SUGERIDO PARA DOMINAR LOS NO METALES
Grupo VII: Como siete es el número perfecto y el mas común en la Biblia, lo llamaremos el grupo de Cristo porque Cristo
Grupo VI : Como este grupo está antes del VII (el de Cristo), entonces sería el “Anticristo” y según nuestras abuelas el diablo huele a Azufre (Sulfur), por eso el S está en este grupo, diríamos:
“Fue Cavado Brutalmente I Atado”
Para asociar: Flúor, Coro, Bromo, Iodo (o mejor Yodo) y Astato.
Para asociar Oxigeno, azufre (S), Selenio y Telurio,
“Ojala Satán Se Tenga”
Grupo V: Como no hay quinto malo, este es el grupo de las relaciones Colombo-Argentinas en fútbol (¿será por el 5-0?). En las eliminatorias para el mundial del 1998:
Grupo IV : Como ya sabemos 12 de los 15 nM podemos afirmar que
Grupo III : Solo nos falta exclamar “Bueno ya acabamos” para
Para asociar con Nitrógeno, Fósforo (Phosfor) y Arsénico (As)
Dicho marcador no creo que se repita porque ya
“No Puede Asprilla”
(no es Ar porque Ar es el símbolo del Argón)
Silicio y Carbono
asociarlo con el Boro.
Del listado de los nM vamos a excluir el Oxígeno por ser formador de funciones y el Flúor por ser el único elemento más electronegativo que el oxígeno
“Si - C” para asociar:
es para los nM.
T es la “deficiencia” del
octeto y T es ùtil como subíndice del H en los ácidos y un ácido es una fórmula que inicia con H
2
nombres relativos,
Los valores de V en un grupo se obtiene a PARTIR del numero del grupo con RESTAS sucesivas de DOS en DOS.
7
5
1
Grupos
III
IV
V
VI
VII
5
3
1
4
3
1
6
4
2
6
7
Más-mayor
mayor
menor
Menos-menor
óxido: fórmula con O en la MULA
Hidruro: fórmula con H en la MULA
o anhídrido
A) ácidos, inician por H y su subíndice es T
B) no ácidos, no inician por H, la segunda parte de la FÓRMULA define la función
B) 1.
B) 2.
B) 3.
A) 2.
B) 2.
A) 1.
A) 2.
A) 1.
B) 3.
B) 2.
B) 1.
ácido
M
+V
H
-1
1
V
hidruro
piro, según su T algunos nM no los forman
A) 3.
Si en los ácidos sustituimos los hidrógenos
por un metal aparecen las sales, así:
B) 4.
B) 5.
A) ácidos, inician por H y su subíndice es T
B) no ácidos, no inician por H, la segunda parte de la fórmula define la función
El resumen anterior lo podemos asociar con un sistema metro de transporte masivo porque tiene:
A) 2.
A) 1.
B) 3.
B) 2.
B) 1.
B) 4.
B) 5.
Nota:
Si T = 1 (C, Br, I, At y N), y si T = 2 (S, Se, Te y C) no existe el ácido meta para estos elementos.
Ácido piro = doble orto deshidratado,
Ácido meta = orto deshidratado,
solo existe si T > 2 por lo tanto es solo para: B, P, As y Si.
Si T = 1 (C, Br, I, At y N), no existe el ácido piro para estos elementos.
Ácido meta =
HT nMOSS
éste ácido solo existe si T > 1.
Existen dos ácidos oxácidos anormales porque algunos nM no los poseen y son:
el meta y el piro
A) 3.
A) 4.
Ácido meta
nM ico/oso
Si en los ácidos oxácidos anormales META y PIRO sustituimos los hidrógenos por un metal aparecen las SALES oxisales META y PIRO, así:
M
(nM
O )
nos indica que la sal es PIRO
B) 6.
B) 7.
Ilustraciones tipo “combinar con H, con O, con H & O”:
1) El cobre (Cu) de valencia ico (la mayor), si las valencias del Cu son 2 y 1.
Cu es un metal,
con V=2 (ico)
Con H&O: B 3: M1(OH)V
Cu1H2
Cu2O2
Cu1(OH)2
Con H: B 1: M1HV
*
Ilustraciones tipo “combinar con H, con O, con H & O”:
2) El bromo (Br) de valencia 7 (per ~ ico), como el Br es un no metal (nM) se requiere el valor típico (T = 1) y calcular la semi suma (ss) entre 1 y 7 (ss = 4)
Br es un nM con
V = 7, perbrómico
H1Br1
Br2O7
H1Br1O4
ácido perbrómico
El H1Br1 si existe porque el Br es muy electronegativo, (es del grupo VII)
*
A 4:H2T - 2nM2OSSx2 - 1
El H2Se1 si existe porque el Se es muy electronegativo,(es del grupo VI)
Como T = 2 no existe el ácido meta, sería:
3) El selenio (Se) de valencia 6 (~ ico), como el Se es un no metal (nM) se requiere el valor del típico (T = 2) y calcular la semi suma (ss) entre 2 y 6 (ss = 4)
Se es un nM con
v = 6, selénico
H2Se1
Se2O6
H2Se1O4
El ácido meta con
*
4) El fósforo (P) de valencia 1 (hipo ~ oso), como el P es un no metal (nM) se requiere el valor del típico (T = 3) y calcular la semi suma (ss) entre 3 y 1 (SS = 2)
P es un nM con
V = 1,
H3P1
P2O1
H3P1O2
H1P1O1
H4P2O3
A 4:H2T - 2nM2OSSx2 - 1
Como T = 3 si existen los ácidos meta y piro, y sus formulas son:
*
1) Hidruro ferroso
y 2 (menor oso)
valencia (v) es 2 (mayor ico),
Función B 3: M1(OH)V
per ico del C es V= 7, por ser un
nM su T = 1 y la semisuma entre
1 y 7 es: SS =4
~
*
Respuesta
Nombre
y 1 (menor oso)
Función A 1: HTnM1
3 y 3 es: SS = 3
Función A 3: HT – 2 nM1OSS - 1
H1B1O2
3 y 3 es: SS = 3
Función A 4: H2T – 2 nM 2OSSx2 - 1
H2B2O5
Respuesta
Nombre
2 y 4 es: SS = 3
Función A 2: H T nM 1 OSS
Inicia por H
9) Ácido permangánico
Inicia por H
Ilustraciones tipo “cual es la formula de”
Respuesta
Nombre
per ico del Mn es V= 7, por ser un
1 y 7 es: SS = 4
~
*
Respuesta
Nombre
Inicia por H
Consideraciones: La valencia
1 y 5 es: SS = 3
~
No inicia por H
Fe 2 S 3
Consideraciones: Las valencias del
metal (Fe) hierro son: 3 (mayor – ico) y 2 (menor – oso).
Para el nM azufre (S), T = 2
*
y 2 (menor – oso).
Función B) 5: MT(nMOSS)Vm
y 2 (menor – oso). Para el nM bromo
la valencia per – ato es V = 7,
T = 1 y SS = 4
Cr1(BrO4)2
Respuesta
Nombre
es V = 5, T = 1 y SS = 3
Co1(NO3)2
es V = 3, T = 3 y SS = 3
Au3(PO3)3
Simplificando
queda
Au1(PO3)1
Respuesta
Nombre
Respuesta
Nombre
es V = 4, T = 2 y SS = 3
Cu2(CO3)1
No inicia por H
Na 1 C 1
Consideraciones: La valencias del
*
Ilustraciones tipo “nombrar una fórmula dada”
La fórmula nos indica la función, hay que determinar la valencia de cada elemento para conocer su nombre relativo.
Como toda fórmula es eléctricamente neutra se cumple que:
Suma de números de oxidación = 0
En los grupos funcionales simples, la valencia de un elemento coincide con el valor absoluto de su número de oxidación
Los metales alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) son
+1
Los alcalino térreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) son
+2
En una sal haloidea el número de oxidación del no metal es
MT nM V.
-T
X
-T
En una oxisal orto de metal polivalente (número de oxidación “X”), el número de oxidación del no metal es “y”.
Como tenemos “dos incógnitas” se requieren “dos ecuaciones”:
Con la “semisuma” (el número de oxígenos) calculamos “y”
MT(nMOSS)Vm.
ya que la fórmula general de una sal oxisal es:
Si el valor de “X” no coincide con una valencia del metal, nos indica que la sal es meta, en este caso:
X
y
En una oxisal meta de metal polivalente (número de oxidación “X”), el número de oxidación del no metal es “y”.
Como tenemos “dos incógnitas” se requieren “dos ecuaciones”:
Con la semisuma menos uno (el número de oxígenos) calculamos “y”
ya que la fórmula general de una sal oxisal META es:
Ma(nMOSS- 1)Vm.
Con “suma de números de oxidación = 0”, calculamos “X”
En una oxisal piro (se identifica porque el nM posee un subíndice 2) de metal polivalente (número de oxidación “X”), el número de oxidación del no metal es “y”. Como tenemos “dos incógnitas” se requieren dos ecuaciones:
Con la “semi suma x 2 menos uno” (el número de oxígenos) calculamos “y”
ya que la fórmula general de una sal oxisal PIRO es:
Mb(nM2OSSx2- 1)Vm.
*
nM ato
~
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Pb) y de nM (S), (T = 2)
X
Y
-2
No podemos “imaginar” que X = 2, la fórmula puede estar simplificada
Con el número de oxígenos (3) = SS, calculamos “Y”:
3 =
1(X) + 2(4) + 6(-2) = 0
Ilustraciones tipo “nombrar”
nM uro
M ico
~
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Sn), nM (S), (T = 2)
X
-2
1(X) + 2(-2) = 0
estánnico
Respuesta:
Ilustraciones tipo “nombrar”
nM ato
~
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Fe) y de nM (P), (T = 3)
No “imaginar” que X = 1
Con el número de oxígenos (4) = SS, calculamos “Y”:
4 =
1(X) + 1(5) + 4(-2) = 0
Respuesta:
nM uro
M ico
~
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Fe), nM (Se), (T = 2)
X
- 2
2(X) + 3(-2) = 0
férrico
Respuesta:
nM ato
~
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Fe) y de nM (Br), (T = 1)
X
Y
- 2
4 =
1(X) + 2(7) + 8(-2) = 0
Respuesta:
nM ato
~
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de nM (C), (T = 2)
2
Y
-2
cálcico
El Ca es metal alcalino térreo su valencia es 2 (ico)
con “suma de números de oxidación = 0”, calculamos “Y”
1(2) + 1(Y) + 3(-2) = 0
Hidróxido
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Cu)
X
+1
-2
1(X) + 2(-2) + 2(1) = 0
Respuesta:
nM ato
~
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Cu), y de nM (P), (T = 3)
X
Y
- 2
3 =
1(X) + 1(3) + 3(-2) = 0
La sal no es orto
(Borrón y cuenta nueva)
*
nM ato
Meta
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Cu), y de nM (P), (T = 3)
X
Y
- 2
Con el número de oxígenos (3) = SS - 1, calculamos “Y”:
3 =
1(X) + 1(5) + 3(-2) = 0
cuproso
Respuesta:
nM ato
Piro
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Pb), y de
nM (S), (T = 2)
Con el número de oxígenos (7) = SSx2 - 1, calculamos “Y”:
7 =
1(X) + 4(6) + 14(-2) = 0
plúmbico
Respuesta:
*
Hidruro
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Co)
con “suma de números de oxidación = 0”, calculamos “X”
1(X) + 2(-1) = 0
Respuesta:
Óxido
~
Asignamos números de oxidación para conocer la valencia de M (Pb)
X
- 2
Respuesta:
Reacción de neutralización
Un ácido se neutraliza con una base o hidróxido para producir
una sal más agua
Esta reacciones se balancean por tanteo, asignando como coeficiente estequimétrico (ce) igual a uno a la sal (la sustancia más “rara”)
Al ácido, a la base y al agua le asignamos como coeficiente el signo “?” que se lee “no se”, y por tanteo se puede conocer el valor de cada “?” del metal (M), del no metal (nM) y del oxigeno (O)
Luego de balanceada la reacción, calculamos el mínimo común múltiplo (MCM) de los coeficientes estequiométricos
Con los hidrógenos hacemos el chequeo del balanceo, se tiene que cumplir que
# de H que entran = # de H que salen
Balanceo por tanteo de la reacción de neutralización
*
Calcular para reactivos y productos el valor del factor equivalente gramo
(E)
E =
1. acido hidrácido sal haloidea
2. acido oxácido oxisal
+V
- T
Simplificar,
Sulfato férrico
Como el nM termina en ato, corresponde a la ruta 2
HTnMOss
~
~
nM es S, T = 2,V = 6 (ico x ato) SS = 4
M es Fe:Vm = 3(ico)-2(oso)

salen

salen
Sulfuro plúmbico
Como el nM termina en uro, corresponde a la ruta 1
HTnM1
Sustituyendo:
H2S1
salen
salen
Justificación del cambio metodológico.
En vista de que en los textos existe una serie de metodologías que llevan a errores al aplicarlas y que generan cierto grado de dificultad para que el estudiante se apersone del conocimiento en una forma crítica y analítica, he planteado una metodología más integral que genere en forma general y amena la aplicabilidad para cada caso particular, logrando con ello subsanar los inconvenientes encontrados en las metodologías clásicas.
*
En textos como ISBN-9684229852 de origen americano establecen:
“Un ácido ternario común (sic) de cada no-metal se designa (en forma arbitraria (sic)) como ácido - ico, es decir, se nombra diciendo la raíz del ácido (sic) terminada en – ico.
Los ácidos ternarios de este tipo se indican en la siguiente tabla. No hay ácidos ternarios de terminación - ico para los no metales que se omiten (sic). Es importante aprender los nombres y fórmulas de estos ácidos de memoria (sic) porque los nombres de los demás ácidos ternarios y sales se derivan de ellos”.
*
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
COMENTARIOS
Sic 1, “Ácido ternario común”. El texto hace referencia al ácido normal o orto pero no menciona los ácidos anormales meta y piro que algunos no metales forman.
Sic 2, “en forma arbitraria”. El autor desconoce que el sufijo ICO (indica mayor) y el sufijo OSO (indica menor) son sufijos comparativos y se emplean para indicar con que valor relativo de valencia trabaja el no-metal.
Sic 3, “La raíz del ácido terminada en ico”. Todos somos humanos, esto es un eleve, lo que termina en ico es la raíz del nombre del elemento.
Sic 4, “No hay ácidos ternarios de terminación –ico para los no metales que se omiten”. Este comentario puede inducir a un sofisma de negar la existencia de algunos ácidos –ico que si existen y que generan sales que también existen como por ejemplo:
Ácido Crómico: H2CrO4 y ácido Mangánico: H2MnO4.
*
Nota 1: si el ácido crómico no existiera, no existiría la sal cromato que es de amplio uso en procesos textiles, curtido de cueros, componente en pinturas anticorrosivas para hierro, acero y aleaciones ligeras, tintas, conservador de la madera, etc.
Nota 2: si el ácido mangánico no existiera, no existiría la sal manganato que es usada en baterías, en estampado, en fotografía, en purificación de agua, blanqueante de fibras, desinfectante
Sic 5, “Es importante aprender los nombres y fórmulas de estos ácidos de memoria”.
Con esto lo único que consigue es hacerle creer al los estudiantes que la química está en un pedestal y que el profesor está inalcanzable en dicho pedestal y por lo tanto el “club de amigos de la química” sería una especie en vía de extinción. Esto es un paradigma innecesario.
*
...y sigue el texto:
“Los ácidos que tienen un átomo de oxígeno menos por átomo central se nombran del mismo modo, con excepción que el sufijo ICO se cambia a OSO”
COMENTARIO
Esta es una tentativa de relacionar los ácidos – OSO con los ácidos – I CO (¿aprendidos de memoria?). Sólo existe una discrepancia en el H6TeO5 cuando en realidad es H2TeO3.
...continúa el texto
“Los ácidos ternarios que tienen un átomo de oxígeno menos que los ácidos - OSO se nombran usando el prefijo HIPO y el sufijo – OSO”
COMENTARIO
Esta norma induce a generar los ácidos HIPO-OSO para el Boro, para el Carbono y para el Silicio que no existen, además el ácido Hipoteluroso sería H6TeO4 que si existe pero su fórmula es H2TeO2.
*
...y continúa el texto:
“Los ácidos que contienen un átomo de oxígeno mas por átomo de no-metal central que el ácido – ICO se nombran con el prefijo PER y el sufijo – ICO”.
COMENTARIO
Esta norma induce a generar los ácidos PER-ICO para los no metales que no tienen la valencia per – ico: B, C, Si, N, P, As, S, Se y Te que no existen, también los ácidos PER-ICO para los no metales C, Br, I que si existen, pero no inducen al ácido Permangánico (HMnO4) generador de las sales Permanganato de amplio uso como agente oxidante.
Efectividad de esta norma: solo 13% (3 correctos de 13 posibles).
*
Caso No. 2. Ácidos orto, meta y piro, propuesta “general” con muchas excepciones.
COMENTARIO
Cuando ilustran su uso sólo lo aplican para los no metales B, P y As (los que tienen T = 3), pero nunca para C, Br, I, N (nosotros ya sabemos que por poseer T=1 estos ácidos son anormales y no existen para estos elementos).
En textos como ISBN8430730249 de origen español hacen un intento de definir los ácidos orto (normal) y los anormales meta y piro, así:
“Para las columnas impares”: (sic. Se refieren a los elementos de los grupos III, V y VII)
PREFIJO
...sigue el texto:
“Para las columnas pares”:(sic, se refieren a los elementos de los grupos IV y VI)
COMENTARIO
Cuando ilustran su uso lo aplican para el S, Se y Te, pero solo la definición orto y piro y nunca la del meta (nosotros ya sabemos que como T = 2 el meta no existe para ellos). Para el Si que si tiene meta (ya que T=4) no pueden usar las definiciones anteriores ya que no cumple la del piro, para el Silicio hay que definir que:
Piro = 2 anhídrido + 3 H2O
PREFIJO
A 2: HTnMOSS
Vamos a generar los “ácidos ICO de memoria” sin memoria pero con
y vamos a efectuar el balanceo por tanteo de la reacción de obtención a partir del anhídrido para ver cuales cumplen la definición propuesta
% de efectividad = 33.33%
acido
Caso No. 3 en la mayoría de los textos elementales y avanzados.
Nos afirman que:”Una vez que usted conozca los números de oxidación (sic) de los diversos iones, podrá vaticinar las fórmulas químicas de cualquiera compuestos que formen.
Si usted quiere volverse experto en escribir y nombrar compuestos, deberá memorizar los nombres y símbolos de los iones en la tabla a. Una buena idea es usar fichas. Repase estas fichas a diario hasta que haya memorizado (sic) los nombres y símbolos de los iones”
Sic. No es número de oxidación, es carga del ión.
“Tabla a: memorizar la siguiente tabla”
C1- Cloruro
(NO2)1- nitrito
Sic: (nMOSS) T- nM ato/ito

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