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Dr. MIGUEL HURTADO GASTAÑADUI

QUIMICA

--------------------------------------------------------------------------------------NOMENCLATURA INORGÁNICA I Uno de los objetivos de este capítulo es enseñar a los estudiantes la nomenclatura química de todas las sustancias del reino mineral, agrupadas en funciones químicas, es decir a nombrar a los compuestos y a escribir la fórmula de un compuesto dado conociendo su nombre. Existen dos clases de nombres en la nomenclatura química: el nombre común o clásico y el nombre sistemático, siendo la tendencia actual a la nomenclatura sistemática aún cuando hoy se tienen unos cuantos compuestos cuyos nombres comunes persisten, como el agua H 2O y el amoníaco NH3. La nomenclatura química de los compuestos está dada por la IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry) quien periódicamente revisa y actualiza. Antes de definuir y clasificar a las funciones químicas, es necesario conocer los siguientes conceptos preliminares: VALENCIA Es la capacidad de combinación que posee el átomo de un elemento para generar compuestos. También se define como el número de electrones ganados o perdidos al formar un enlace iónico o como el número de electrones compartidos al formar un enlace covalente. Recordar siempre que la valencia es un número que carace de signo. NUMERO DE OXIDACION(N.O) También denominado Estado de oxidación, es una carga aparente que asume el investigador para el átomo de un elemento, tal que esta carga haga cumpir la neutralidad o ionicidad de la sustancia la cual cual contiene al elemento analizado. El N.O es un número fraccionario o entero que posee signo, inclusive puede ser cero. Observación: En la mayoría de los casos se comprueba. Valencia  N.O

I.

Para Elementos Metálicos 1A( Alcalinos ) : Li, Na, K , Rb, Cs  N.O = +1  : Ag 1B 2 A( Alcal.Térreos) : Be, Mg, Ca, Sr , Ba : Cd, Zn 2B

 N.O = +2 

3A(Boroide) : Al : Sc 3B

 N.O = +3     

N.O = +1, +2  Cu, Hg N.O = +1, +3  Au N.O = +2, +3  Co, Fe, Ni; Mn,Cr,V N.O = +2, +4  Pb, Sn, Pt

II. Para Elementos No Metálicos  3A(Borides): B  N.O = -3, +3 C  N.O  4,2,4   4A(Carbonoides) Si  N.O  4,4 Ge  N.O  4 ,4  N  N.O  3,3,5  P  N.O  3,1,3,5  5A(Nitrogenoides)   As  N.O  3,3,5 Sb  N.O  3,3,5 O  N.O  2  S  N.O  2,2,4,6  6A(Anfígenos)  Se  N.O  2,2,4,6  Te  N.O  2,2,4,6

 7A(Halógenos)

F  N.O  1  Cl  N.O  1,1,3,5,7  Br  N.O  1,1,3,5,7 I  N.O  1,1,3,5,7

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--------------------------------------------------------------------------------------III. Para Elementos Anfóteros. Elemento

N.A en óxidos Básicos

N.O en Oxidos Acidos

+2, +3 +2, +3 +2, +3 3

+3, +6 +4, +5 +4, +6, +7 +5

Cromo (Cr) Vanadio (V) Manganeso (Mn) Bismuto (Bi)

IV. Reglas prácticas para determinar el N.O de un elemento en una sustancia. 1ra. El hidrógeno siempre actúa con N.O = +1, excepto en los hidruros metálicos donde su N.O = -1 2da. Por lo general el oxígeno al combinarse actúa con N.O = -2, excepto: a. Cuando forma peróxidos en donde su N.O = -1 b. Cuando se combina con el flúor actúa con N.O = +2 3ra. En toda sustancia simple su elemento en estado libre osea sin combinarse, se cumple: Ejm.:  Cu  N.O = 0  O2  N.O = 0  Ag  N.O = 0

 Cl2  N.O = 0

 Fe  N.O = 0

 H2 = N.O = O

4ta. En todo compuesto neutro, la suma de los N.O de todos sus elementos es igual cero. Ejm.: 1 x  2  H2SO4  2(-1) + 1(x) + 4(-2) = 0

x

 CaCO3  1(

x  6

) + 1( ) + 3( x=

)=

5ta. En todo compuesto iónico la suma de los N.O de todos sus elementos que lo conforman es igual a la carga del ión. Ejem.: x  1+  NH4  1(x) + 4(+1) = +1 x  3

x 4  1( ) + 4( ) =  SO x= 2-

6ta. Si en un compuesto binario se desconoce el N.O de los 2 elementos, entonces se asume que el elemento menos electronegativo, tiene N.O positivo y el más electronegativo tiene N.O negativo; para ello se aplica el cruce de subíndices. Ejm.:

3  1

 FeCl3  1(+3) + 3(-1) = 0  CuS  1( ) + 1( ) = Ejercicios: De acuerdo a la unidad fórmula de los siguientes compuestos, determinar el número de oxidación(x) de los elementos.

x

1. P4 

x

2. S8 

x

3. Fe2O3

x

4. NH3 

x

5. C3H8 

x

6. H2S 

x

7. H3PO4 

x

8. HMnO4 

x

9. K2Cr2O7 

x

10. AgNO3 

x

11. (NH4)3AsO4 

x

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--------------------------------------------------------------------------------------12. Fe2(SO4)3 

x

13. C6H12O6 

x

14. Mg3P2O8 

x

15. CCl4 

x

16. As2S3 

x

17. Al(BrO4)3

x

2-

18. CrO4 

x

2-

19. ZnO2

x

-

20. H2SiO4

FUNCIONES QUIMICAS Las funciones químicas inorgánicas son compuestos o conjuntos de sustsncias que tienen propiedades químicas muy semejantes, debido a que en sus molécuilas existen uno o más átomos iguales. Un grupo funcional está constituido por una agrupación de átomos comunes a todos los compuestos de una misma función. Así tenemos las siguientes químicas. CLASIFICACION DE LAS FUNCIONES QUIMICAS INORGANICAS.

COMPUESTOS BINARIOS

ELEMENTO

+ O2  OXIDO BASICO

METAL

NO METAL + O2  OXIDO ACIDO

COMPUESTOS TERNARIOS

COMPUESTOS CUATERNARIOS

+ H2O  HIDROXIDO + + H O  ACIDO OXACIDO 2

 SAL OXISAL

ACIDA BÁSICA

NEUTRA

DOBLE

+ H2  HIDRURO METALICO

METAL

NO METAL + H 2 

HIDRURO NO METALICO + H2O

 ACIDO HIDRACIDO

+

HIDROXIDO

 SAL HALOIDEA

NEUTRA

BÁSICA ACIDA

Función química 3

Oxido Acido

Grupo funcional O

3

+

H

Hidruro metálico Hidróxido

2-

3

3



H

OH



DOBLE

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--------------------------------------------------------------------------------------I. FUNCION OXIDO BASICO, HIDROXIDO Y PEROXIDOS 1. Función Oxido Básico o Metálico Son compuestos binarios que se obtienen por la combinación de un elemento metálico con el oxígeno.  Obtención general: Metal(M)  O2  Oxido Básico

Ejm.: Li + O2  Li2O  Obtención práctica: Mx   O 2   M2O x +

x : N.O del Metal 2-

O : Ion óxido Ejem.: 1+ 2Li + O  Li2O 1.A. Nomenclatura común o clásica: a. Si el metal posee un solo N.O Oxido de M u Oxido M ico Ejm.: 1+ 2 Na: Na + O  Na2O (1)

Oxido de Sodio u óxido sódico  Ag: + (1)

Oxido de …. u Oxido ……………..  Ca +  (2)

Ejm.:

Oxido de …… u Oxido de ………… b) Si el metal posee dos N.O Oxido Moso (< N.O) Oxido Mico (> N.O)

Fe Fe2   O2   FeO : Oxido Ferroso  (2,3) Fe3  O2   Fe O : Oxido Férrico 2 3  Cu   (1,2) 

 

 

: Oxido ................. : Oxido .................

Pb   (2,4) 

 

 

: Oxido ................. : Oxido .................

1.B 

Nomenclatura, Común, Stock y IUPAQ Oxido crómico  Cr2 O 3  Oxido de Cromo(III)  Trióxido de dicromo 



Oxido es tan noso  SnO Oxido de estaño(II)  Monóxido de estaño 



  PbO 2   



  Al2 O 3   



  Cu2 O   

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--------------------------------------------------------------------------------------1.C

Caso especial: Oxido Doble. Se obtienen al combinar los óxidos básicos de un mismo metal, el cual actúa con N.O(2, 3) ó (2, 4), tal que se obtenga la siguiente unidad fórmula : M3 O 4 M: Elemento metálico Nomenclatura:  Fe Fe 2   O 2   FeO   3 () 2  (2,3) Fe  O  Fe 2 O 3   Fe 3 O 4 Oxido doble de hierro Oxido ferroso – férrico Oxido salino de hierro ………………………………

Pb Pb 2   O 2   PbO   ( ) (2,4) Pb 4   O 2   PbO  2  .......... Oxido doble de …………… Oxido ………………………… Oxido salino de …………..  ()  .............. Oxido doble de …………… Oxido ……………………….. Oxido salino de…………….

V   (2,3) 









2. Función Hidróxido o Base Son compuestos ternarios que se obtienen de la reacción entre un óxido básico y el agua.  Obtención general: Oxido Básico  H2 O  Hidráxido

Ejem.: MgO + H2O  Mg(OH)2  Obtención práctica: M x   (OH)   M(OH) x +

x : N.O del Metal 

(OH) : Ion hidróxido Ejem.: 2+

Mg 2.A

-

+ (OH)  Mg(OH)2

Nomenclatura común o clásica a. Si el metal posee un solo N. O Hidróxido de M ó Hidróxido Mico Ejm.: +  Na : Na + (OH)  NaOH (1)

Hidróxido de sodio o hidróxido sódico  Ca: +  (2)

Hidróxido de ………….. ó Hidróxido de ……………………….  Al: +  (3)

Hidróxido de ………… ó hidróxido …………………….. b) Si el metal posee dos N.O  Hidróxido Moso (< N.O)  Hidróxido Mico(> N.O) Ejm.:

Cu Cu2   (OH)   CuOH : Hidroxido cuproso  (1,2) Cu2   (OH)   Cu(OH) : Hidroxido Cúprico 2 

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--------------------------------------------------------------------------------------Fe   (2,3) 

 

 

: Hidroxido ............... : Hidroxido ...............

Sn   (2,4) 





: Hidroxido ...............





: Hidroxido ...............

2.B

Nomenclatura común, Stock y IUPAQ Hidróxido Ferroso  Fe(OH) 2  Hidróxido de hierro(II)  Dihidróxido de hierro  Hidróxido Crómico  Cr(OH)3  Hidróxido de cromo(III)  Trihidróxido de cromo    CuOH      Sn(OH) 4      Pb(OH) 2   

3. Función Peróxido Son óxidos que tienen en su estructura dos átomos de oxígeno unidos entre sí(- O – O -) En esta función en N.O del oxígeno es -1 y el metal actúa con su único o mayor N.O. Obtención práctica: 2-

2

A partir de la función óxido(en lo posible básico) se reemplaza un ión óxido(O ), por un ión peróxido( O 2 ) Nomenclatura: Peróxido de M Ejm.:  O2   O2 2 Na:Na2O  Na2O2: Peróxido de (1)

Oxido sódico

sodio

 O2   O2 2 : Peróxido de Mg:MgO  MgO 2 (2)

Oxido Magnésico

Magnesio

O2   O2  Fe:Fe2O3  Fe22O4: Peróxido de (2,3)

Oxido Férrico

Hierro

O2   O2  H:H2O  H22O2: (1)

Agua

Peróxido de Hidrógeno

Observación: 1. Por lo general son inestables, en cambio los peróxidos de los metales del grupo 1A y 2A son más estables. H2 O 2   Solución acuosa de H2 O 2 al 3%   2. ( Agua oxigenada) H2 O  3. La fórmula de un peróxido no se simplifica

FUNCIONES QUIMICAS INORGANICAS

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--------------------------------------------------------------------------------------H 2

Metal

+

Hidruro

+

Metal

+

+

H 2

C.Hidracidos

O 2

Oxido Básico

Oxido Acido

+

Hidróxidos

No Metal

S. Haloidea

O 2

H 2O

+

+ S. Oxisal

+

H 2O Acido óxido

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGANICOS Por lo general, los compuestos inorgánicos están constituidos por partículas o especies electronegativas (ANIONES) unidas a especies electropositiva (CATIONES). Para FORMULARIOS, se escribe primero el símbolo o la fórmula de la especie más electropositiva, luego el símbolo o la fórmula de la más electronegativa y después al electropositivo. La fórmula resulta de la unión de ambas especies, intercambiando sus respectivos números de oxidación y los que se usan como subíndices de las especies contrarias F. Ejemplo: ANION 2

0 –(óxido)

CATION

Ag

3

PO –(Fosfato) 2

S –(sulfuro)

Ba

+ 2+

Cu

2+

FORMULA

NOMBRE

óxido de plata

Ag2O

Ba3(PO4)2 fostato de bario CuS Sulfuro de cobre II

En la nomenclatura IUPAC, el número de oxidación del más electropositivo se coloca entre paréntesis y en números romanos, cuando este elemento posee más de un número de oxidación; en el caso del ejemplo, el Cu tiene por números de oxidación: + 1 y +2 1. HIDRUROS (Anión HIDRURO: H-) NaH : Hidruro de sodio CaH2 : Hidruro de calcio ALH3 : Hidruro de Aluminio FeH2 : Hidruro de fierro II 2–

2. OXIDOS (Anión OXIDO: O ) Según sea la combinación con un metal o un no metal este anión formará Oxidos Básicos ú Oxidos Acidos (Estos últimos llamados también ANHIDRIDOS) 2.1 Oxidos Básicos A) Sistema de los números de oxidación (IUPAC) Na2O BaO

Oxido de Sodio Oxido de Bario

MnO2

Oxido de Manganeso (IV)

CrO2O3

Oxido de Cromo (III)

Fe2O3 ZnO

Oxido de Fierro (III) Oxido de Zinc

Cu2O FeO

Oxido de Cobre (I) Oxido de Fierro (II)

B) Sistema de prefijos de cantidad: Las especies presentes según la estequiometría de la fórmula, se denotan con los prefijos de cantidad: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, etc. Ejm: U3O8

Octaóxido de triuranio

Mn2O7

Heptaóxido de dimanganeso

PbO2

Dióxido de Plomo

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--------------------------------------------------------------------------------------Al2O3

Sesquióxido de Aluminio

C) Sistema común admitido: Para un elemento que posee dos números de oxidación se añade el sufijo –OSO cuando actúa el número de oxidación menor y el sufijo –ICO cuando actúa con el mayor número de oxidación, esto a la raíz del nombre del elemento Ejm: FeO Oxido ferroso CuO Oxido cúprico PbO Oxido plumboso Fe2O3

Oxido férrico

Cu2O

Oxido cuproso

PbO2

Oxido plúmbico

2.2. Oxidos Acidos (llamados también ANHIDRIDOS) A) Sistema de números de oxidación (IUPAC) SO2

Oxido de Azufre (IV)

Cl2O

Oxido de Cloro (I)

Cl2O7

Oxido de Cloro (VII)

SO3

Oxido de Azufre (VI)

P2O5

Oxido de Fósforo (V)

As2O3

Oxido de Arsénico (III)

B) Sistema de Prefijos: CO Monóxido de carbono SO2

Dióxido de Azufre

Cl2O7

Heptaóxido de Dicloro

CO2

Dióxido de Carbono

SO3

Trióxido de Azufre

N2O5

Pentaóxido de dinitrógeno

C) Sistema común admitido SO2

Anhidrido Sulfuroso

Cl2O

Anhidrido Hipocloroso

SO3

Anhidrido Sulfúrico

Cl2O7

Anhidrido Perclórico

P2O3

Anhidrido Fosforoso

Cl2O5

Anhidrido Clórico

P2O5

Anhidrido Fosfórico

El prefijo HIPO – se utiliza para indicar el estado de oxidación más bajo y el prefijo PER– para indicar el estado de oxidación más alto. 3. ALEACIONES O COMPUESTOS INTERMETALICOS Se siguen las mismas normas: el elemento más electropositivo delante con los subíndices de cantidad apropiados. Para nombrarlos se hace a la fórmula al hablar. Ejm: MG2Ni Magnesio–dos Niquel

CdZn Cadmio — Zinc

AgCd Plata-cadmio 6. HIDROXIDOS (ANIÓN hidroxilo : OH) Se les nombra Hidróxido de …….... colocándose en, las líneas punteadas el nombre del metal el numero de oxidación de este último se puede según especificar según las normas IUPAC o la común aceptada. Ejm. NaOH Hidróxido de Sodio Ca(OH)2 Hidróxido de calcio Al(OH)3

Hidróxido de aluminio

Au(OH)3 Hidróxido de Oro (III) Fe(OH)2 Hidróxido de fierro (II) Fe(OH)3 Hidróxido de fierro (III) AuOH Hidróxido de oro (I )

PRÁCTICA I.

Determinar la unidad fórmula de los siguientes compuestos:

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--------------------------------------------------------------------------------------1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Oxido Manganoso : Oxido Vanadico : Oxido Bismutico : Oxido Platinoso : Oxido Argéntico : Oxido Alumínico : Oxido Estannico : Oxido de Cobre(II) : Oxido de Hierro(III) : Oxido de Plomo(II) : Oxido de Niquel(III) : Oxido de Mercurio(I) : Oxido de Cobalto(II) : Trióxido de dialuminio : Monóxido de Dilitio : Dióxido de Plomo : Monóxido de Dioro : Trióxido de dimanganeso: Oxido doble de Vanadio : Oxido doble de platino :

II. Nombrar los siguientes Oxidos: 1. K2O : ………………………………… 2. BaO : ………………………………… 3. Cr2O2: ………………………………… 4. SiO2: ……………………………..…… 5. PtO2: ……………………………..…… 6. Co2O3: …………………………………

   C  O   M  U   N  

7. Se2O3: ………………………………… 8. 9. 10. 11.

Au2O3: ………………………………… NiO: …………………………….…....… SnO: ……………………….…….…… Su2O: ……………………………..……

12. Hg2O: ……………………………..…… 13. PtO2: ……………………………....…… 14. CoO: ………………………………..……

15. Ni2O3: ………………………………… 16. SnO2: ………………………………… 17. Co2O3: ………………………………… 18. Au2O: ………………………………… 19. Cr3O4: ………………………………… 20 Sn3O4: …………………………………

  S  T    O  C   K  

 I   U    P  A   Q  

III.Determinar la unidad fórmula de los siguientes compuestos. 1. Hidróxido cálcico: 2. Hidróxido sódico: 3. Hidróxido alumínico: 4. Hidróxido potasico: 5. Hidróxido magnésico: 6. Hidróxido cobáltico: 7. Hidróxido cuproso: 8. Hidróxido de mercurio(I): 9. Hidróxido de cobre(II): 10. Hidróxido de Niquel(III): 11. Hidróxido de Platino(II): 12. Hidróxido de Vanadio(III): 13. Hidróxido de Plomo(IV): 14. Hidróxido de Cobalto(II):

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--------------------------------------------------------------------------------------15. Dihidróxido de estroncio: 16. Trihidróxido de aluminio: 17. Tetrahidróxido de germanio: 18. Tetrahidróxido de silicio: 19. Trihidróxido de escandio: 20. Dihidróxido de zinc:

IV. Nombrar los siguientes hidróxidos: 1. LiOH: ………………………………………… 2. NaOH: ………………………………………… 3. Mg(OH)2: ………………………………………… 4. Ca(OH)2: ………………………………………… 5. Al(OH)3: ………………………………………… 6. Si(OH)4: ………………………………………… 7. Ge(OH)4: ………………………………………… 8. Co(OH)2: ………………………………………… 9. Cr(OH)3: ………………………………………… 10. Pb(OH)4: ………………………………………… 11. CuOH: ………………………………………… 12. Mn(OH)2: ………………………………………… 13. Ni(OH)2 : …………………………………………

          

C O M U N

  S  T    O  C   K  

14. Fe(OH)3: ………………………………………… 15. Pb(OH)2: ………………………………………… 16. Cu(OH)2: ………………………………………… 17. Ni(OH)3: ………………………………………… 18. Ca(OH)3: ………………………………………… 19. Si(OH)4: ………………………………………… 20. Pt(OH)4: …………………………………………

 I   U    P  A   Q  

V. Determinar la unidad formula de los siguientes compuestos: 1. Peróxido de Litio: 2. Peróxido de Potasio: 3. Peróxido de Calcio: 4. Peróxido de Bario: 5. Peróxido de aluminio: 6. Peróxido de hierro: 7. Peróxido de cromo: 8. Peróxido de sodio: 9. Peróxido de níquel: 10. Peróxido de plomo 11. Peróxido de estaño 12. Peróxido de platino: 13. Peróxido de cobre: 14. Peróxido de zinc: 15. Peróxido de cadmio:

 I   U    P  A   Q  