01_formulación inorgánica 2º bachillerato

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FORMULACIÓNINORGÁNICA

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FORMULACIÓN INORGÁNICA -4º ESO-

CONTENIDOS

1. Iones.A. Cationes.B. Aniones.

2. Compuestos binarios.A. Hidruros.B. Óxidos.C. Combinaciones binarias de dos no metales.D. Combinaciones binarias de un no metal y un metal.

3. Compuestos ternarios y cuaternarios.A. Hidróxidos.B. Oxoácidos.C. Oxoaniones.D. Oxosales.E. Sales ácidas

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FORMULACIÓN INORGÁNICA -4º ESO-1. Iones.

Según sabemos, un ión es un átomo o grupo de átomos que han perdido una serie de cargas negativas y adquieren carga positiva (catión) o, por el contrario, han ganado electrones y adquirido carga negativa (anión).A. CATIONES (MX+)Para formular un catión: H+ K+ Al3+ SbH4+

Para nombrarlo se pone el nombre del elemento seguido de la carga entre paréntesis si es monoatómico: Hidrógeno (1+), potasio (1+), aluminio (3+)

Para nombrar cationes poliatómicos se usa la raíz del elemento que no es H seguido del sufijo -anio Recogemos algunos en la siguiente tabla:

Fórmula Nombre Fórmula Nombre

H3O+ Oxonio u oxidanio AsH4+ Arsanio

NH4+ Amonio o azanio SbH4

+ Estibanio

PH4+ Fosfanio BiH4

+ Bismutanio

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B. ANIONES (Xn-)

Para formular los cationes: F- O2- B3- SO42-

Para nombrar los aniones monoatómicos se nombra con la raíz del elemento no metálico seguido de la terminación –uro. Si el anión es de oxigeno, se llama óxido.

Por ejemplo: Fluoruro, Óxido, Boruro, Hidruro (H-), Sulfuro (S2-)

Para nombrar aniones poliatómicos seguiremos otra regla que ya veremos en su apartado correspondiente.

La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry), más conocida por sus siglas en inglés IUPAC (pronunciadas como una palabra, iúpac, en español), es un grupo de trabajoque tiene como miembros a las sociedades nacionales de química. Es la autoridad reconocida en el desarrollo deestándares para denominación de compuestos químicos, mediante su Comité Interdivisional de Nomenclatura y Símbolos (Interdivisional Commitee on Nomenclature and Symbols). Es un miembro del Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU).

1. Iones.

http://iupac.org/

https://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_Internacional_de_Qu%C3%ADmica_Pura_y_Aplicada

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FORMULACIÓN INORGÁNICA -4º ESO-2. Compuestos binarios.

Muchos de los compuestos químicos que usamos en la vida diaria son compuestos binarios como la sal común, cloruro de sodio, NaCl.Las podemos clasificar en cuatro grandes grupos:

A. Hidruros: Combinaciones con hidrógeno.B. Óxidos: Combinaciones con el oxígeno.C. Sales binarias: Combinaciones binarias de dos no metales.D. Sales binarias metálicas: Combinaciones binarias de un no metal y un

metal.Formularemos los compuestos según las normas de la IUPAC:

Escribiremos los elementos en orden creciente de electronegatividad. Puedes seguir esta sencilla regla:

Metales, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, O, I, Br, Cl, F

Escribimos los números de oxidación de cada elemento sobre él mismo.

Asignamos a cada elemento químico el subíndice necesario para que la suma total de los números de oxidación sea cero.

Escribimos la fórmula química sin los números de oxidación.

Grupos 13 y 14 Grupos 15 y 16

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Nombraremos los compuestos con la nomenclatura de composición siguiendo estas reglas:

Se escribe la raíz del nombre del elemento más electronegativo terminado en –URO. (Si el elemento es el oxígeno, será óxido).

A continuación escribimos la preposición “de” seguida del nombre del elemento menos electronegativo.

Si utilizamos la nomenclatura estequiométrica, añadiremos delante del nombre de cada elemento un prefijo griego que indique la cantidad de átomos de cada tipo.

Si utilizamos la nomenclatura del número de oxidación, añadiremos al final un paréntesis con el número de oxidación del elemento menos electronegativo con números romanos

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A. HIDRUROSTodas las sustancias binarias que poseen H reciben este nombre. Existen tres tipos:Hidruros de no metales con carácter ácido (Hidrácidos).

Se combina el Hidrógeno con elementos muy electronegativos (F, Cl, Br, I y S, Se y Te) y estos compuestos poseen propiedades ácidas.Para formularlos escribimos primero el H: HBr, H2Se Para nombrarlos, si esta en estado gaseoso, usamos la regla anteriormente dicha para los compuestos binarios. Pero si esta en disolución acuosa, escribimos la palabra ácido, seguido de la raíz del otro elemento y acabado en la terminación –HÍDRICO.

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Hidruros de no metales. Son las combinaciones de H con los elementos B, Si, C, Sb, As, P, N.

Aquí el H actúa con +1 pero, según el orden establecido, se escribirá en la fórmula al final y el otro elemento actúa con el numero más bajo posible.Para nombrarlos se procede como con los compuestos binarios.

A. HIDRUROS

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Hidruros de metales. . Son las combinaciones de H con los metálicos: Na, Ca, Be

Aquí el H actúa con (-1) pero, según el orden establecido, se escribirá en la fórmula al final y el otro elemento actúa con el numero de oxidación que indique la fórmula.Para nombrarlos se procede como con los compuestos binarios

A. HIDRUROS

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Ejercicio: Formula y nombra los siguientes compuestos:a) El compuesto formado por calcio y fósforo.b) El compuesto formado por hidrógeno y cloro.c) El compuesto formado por hidrógeno y silicio.d) El compuesto formado por hidrógeno y cobre.

2. Compuestos binarios.

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B. ÓXIDOS

El oxígeno puede formar compuestos con casi todos los elementos de la tabla periódica. En todas las sustancias el oxígeno actúa con numero de oxidación -2. excepto con el fluor, y se llaman óxidos, salvo en el caso de los halógenos.Para formular los óxidos, se escribe primero el símbolo del elemento seguido del símbolo del oxígeno, con los subíndices necesarios para que el compuesto sea neutro, XnOm.

Para nombrar los óxidos, se puede utilizar cualquiera de las nomenclaturas de composición:

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C. COMBINACIONES BINARIAS DE DOS NO METALES.

Además de los hidruros y los óxidos, existen otras combinaciones binarias entre no metales. Recordad que estas sales son sustancias covalentes.

Para formular estas combinaciones se escribe el elemento menos electronegativo a la izquierda con los subíndices necesarios, XmYn.

Para nombrar a estos compuestos, escribimos la raíz del elemento más electronegativo terminado en –URO y precedido del prefijo numeral que indique el número de átomos de ese elemento a continuación escribimos el nombre del elemento menos electronegativo con el prefijo numeral.

O2Cl3 Tricloruro de dioxígeno Cloruro de oxígeno (-II)

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D. SALES BINARIAS: COMBINACIONES BINARIAS DE METAL Y NO METAL.

Estas combinaciones entre un metal y un no metal, llamadas sales binarias, provienen de un hidrácido en el que se ha sustituido el H (+1) por un catión.

Para formular estas sales se escribe primero el catión seguido del anión proveniente del hidrácido con los convenientes subíndices, MnXm.

Para nombrar las sales metálicas se puede utilizar cualquiera de las nomenclaturas de composición.

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FORMULACIÓN INORGÁNICA -4º ESO-3. Compuestos ternarios.

Existen agrupaciones de átomos con carga negativa, aniones poliatómicos, que cuando se combinan con un catión dan lugar a compuestos ternarios. Algunos se nombran usando las mismas reglas que los compuestos binarios. Este es el caso de los Hidróxidos.

HIDRÓXIDOS

Los hidróxidos son compuestos formados por el anión hidroxilo (OH-) y un catión metálico. También reciben el nombre de bases o álcalis.

Se formulan como si fueran combinaciones binarias del ión OH-, que actúa siempre como unidad de carga (-1) con metales. Se escribe primero el símbolo del metal seguido del OH con los subíndices convenientes.

Se nombran, según la nomenclatura de composición, usando la palabra hidróxido precedido del prefijo numeral y seguido de la preposición de y del nombre del metal.

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ÁCIDOS TERNARIOSSon compuestos formados por no metal, oxígeno e hidrógeno, que se pueden considerar a efectos de formulación como el resultado de la adición de una molécula de agua a la de un óxido; por lo tanto, la valencia con la que actúa el no metal es la positiva.El grupo más importante de estos ácidos son los oxoácidos. La nomenclatura de estas sustancias puede realizarse de tres maneras: a)la nomenclatura de adición b)nomenclatura de hidrógeno c)nombres vulgares aceptados.A) Nomenclatura de adiciónEn general, se considera que estas sustancias están formadas por la unión de un átomo central unido a otros átomos que lo rodean (se les llama ligandos). 1. Se comienza nombrando los ligandos y diciendo las cantidades en que están usando

prefijos multiplicadores, que se citan en orden alfabético sin tener en cuenta los prefijos.

2. Finalmente, se nombra el átomo central sin ninguna terminación. No se escribe la tilde en el nombre de los ligandos, sólo en el átomo central.

En caso de que fuera un anión, es decir, que el conjunto tuviera carga, el átomo central añade la terminación -ato y se indica la carga encerrada entre paréntesis.Fíjate, que para nombrar así estas sustancias la fórmula que tienes que nombrar suele estar escrita de una forma distinta a la que hasta ahora se está acostumbrado.

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Ejemplo: H2CO3 [CO(OH)2], el carbono es el átomo central y está rodeado de un átomo de oxígeno y dos grupos OH. El nombre sistemático de adición es dihidroxidooxidocarbono. Fíjate que no se usa ninguna referencia a que es un ácido.

Ejemplo: H3PO4 [PO(OH)3], el fósforo es el átomo central y está rodeado de un oxígeno y dos grupos OH. Su nombre será trihidroxidooxidofósforo.

Ejemplo: CO32-, se trata de un anión con dos cargas negativas donde el carbono

es el átomo central y está rodeado de tres átomos de oxígeno. El nombre será trioxidocarbonato(2-).

Ejemplo: NO3-, es la fórmula de un anión con una carga negativa, siendo el

átomo de nitrógeno el átomo central y los ligando 3 oxígenos. Su nombre será trioxidonitrato(1-).

ÁCIDOS TERNARIOS

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Para formular:

Si el nombre del compuesto viene dado en la nomenclatura de adición se debe escribir primero el símbolo del elemento central y luego los ligandos. Los ligandos están escritos en orden alfabético en el nombre y en la fórmula también deben seguir este orden alfabético (pero ordenando en los símbolos). Las cantidades de cada una de ellos se señalan con número escrito como subíndice. En caso de ser un anión se añade un superíndice con la carga.

Ejemplo: hidroxidodihidrurooxidofósforo, este compuesto tiene un átomo central de fósforo que tiene unido hidróxido, dos hidrógenos y un átomo de oxígeno. Se escribe primero el símbolo del fósforo, P, seguidamente van el símbolo de los ligandos ordenados alfabéticamente y con los correspondientes subíndices. Así, la fórmula es PH2O(OH). Suele dejarse el paréntesis aunque sólo haya una unidad para dejar claro que el ligando es hidróxido. Si lo recolocamos según la fórmula clásica (como se sigue haciendo aún) nos da: H3PO2

Ejemplo: dihidroxidodioxidoazufre, el átomo central es el azufre y rodean a este átomo dos ligandos hidróxido y dos oxígenos. Escribiendo el átomo central y luego los ligandos por orden alfabético, resulta SO2(OH)2. Si lo recolocamos según la fórmula clásica (como se sigue haciendo aún) nos da: H2SO3

ÁCIDOS TERNARIOS

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Como la IUPAC admite los nombres tradicionales (vulgares, les denomina) para los oxoácidos y oxoaniones más habituales y se siguen usando, aquí tenéis las reglas para su nomenclatura y formulación.Para nombrar el ácido desde la fórmula, se nombran con la palabra ácido, seguida de la raíz del nombre del elemento central, acabado en un sufijo relativo al número de oxidación del elemento central. En algunos casos también se usan prefijos indicativos.La regla de sufijos y prefijos que se utiliza es la siguiente:

Ejemplos:HClO (Cl (+1)) Ácido hipoclorosoHNO3 (N (+5)) Ácido nítrico

ÁCIDOS TERNARIOS

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ÁCIDOS TERNARIOSEjemplos:

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Existe una forma extraordinariamente rápida de formular ácidos.

a.- NO METAL de valencia IMPAR...... H NM O(vNM+1)/2

Ejemplos: - ácido clórico…Cl (+5) .....HClO(5+1)/2 -> HClO3

- ácido hipocloroso…Cl (+1)....HClO(1+1)/2 -> HClO

b.- NO METAL de valencia PAR.........H2 NM O(vNM+2)/2

Ejemplos: - ácido sulfúrico…S (+6)…..H2SO(6+2)/2 -> H2SO4

- ácido carbónico…C (+4) …..H2CO(4+2)/2 -> H2CO3

ÁCIDOS TERNARIOS

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- CROMO

El cromo actúa con valencia +6 formando: - ácido crómico........H2CrO4 (Dihidroxidodioxidocromo) - ácido dicrómico......H2Cr2O7 (*) (Dihidroxidopentaoxidocromo)

(*) [(6*2+2)/2 =7]

- MANGANESO

El manganeso actúa con valencia +6:el ácido mangánico.......H2MnO4 (Dihidroxidodioxidomanganeso)con valencia +7, formando :el ácido permangánico....HMnO4 (Hidroxidodioxidomanganeso)

ÁCIDOS TERNARIOS

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ACIDOS ESPECIALES CON FOSFORO, ARSÉNICO Y ANTIMONIO

Estos oxoácidos se pueden formar con 1,2 o 3 moléculas de agua.

• Si se suma 1 H2O: META- HPO2 Ácido metafosforoso

• Si se usan 2 H2O: PIRO- H4As2O5 Ácido piro arsenioso

• Si se utilizan 3 H2O: ORTO- H3SbO4 Ácido ortoantimónico

El prefijo orto no se suele poner, de modo que el ácido fosfórico es el que posee 3 moléculas de H2O.

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OXOANIONES IMPORTANTES

Para nombrar los aniones por la n. de adición sustituimos la terminación del nombre del ácido por –ATO.Para nombrar según la n.clásica, sustituimos –ICO por –ATO y –OSO por –ITO.

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OXOANIONES IMPORTANTES

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OXOSALES

Estos compuestos se abordan como si de sustancias binarias se trataran, en el sentido de que están formados por dos partes, un catión y un anión (oxoanión).

Para escribir el nombre:

Estas sustancias se nombran por la nomenclatura de composición indicando la proporción entre los constituyentes (aunque uno de ellos sea poliatómico) mediante prefijos multiplicadores, números de carga o de oxidación. El nombre del oxoanión puede estar escrito en cualquiera de las formas vistas en el apartado anterior.

Ejemplo: Na2CO3, las dos partes de este compuesto son el catión sodio(1+) y el anión trioxidocarbonato(2-) en proporción 2:1, su nombre es trioxidocarbonato(2-) de sodio(1+). Usando prefijos multiplicadores trioxidocarbonato de disodio. El nombre del anión también es carbonato, así que también puede denominarse carbonato de sodio(1+) y carbonato de disodio. Además, en este caso, como no existe ambigüedad puede eliminarse la carga del catión en los nombres anteriores, quedando carbonato de sodio y trioxidocarbonato(2-) de sodio .

Es importante no añadir las cargas cuando se usan prefijos multiplicadores, en caso contrario estaríamos mezclando dos formas de indicar las proporciones.

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OXOSALES

Ejemplo: FeSO4, su nombre puede ser tetraoxidosulfato(2-) de hierro(2+), tetraoxidosulfato de dihierro, sulfato de dihierro y sulfato de hierro(II) . Todas igualmente válidas.

Ejemplo: Co3(PO4)2, el nombre puede ser bis(tetraoxidofosfato) de tricobalto o tetraoxidofosfato(3-) de cobalto(2+), bis(fosfato) de tricobalto, o fosfato de cobalto(II).

Ejemplo: NaNO3, el nombre puede ser trioxidonitrato de sodio, trioxidonitrato (1-) de sodio o nitrato de sodio.

Ejemplo: Be(BrO4)2, el nombre puede ser bis(tetraoxidobromato) de berilio, tetraoxidobromato(1-) de berilio, perbromato de berilio.

Comp ves, aquí los prefijos griegos son: 1-mono, 2-bis, 3-tris, 4-teraquis, 5-pentaquis, 6-hexaquis, 7-heptaquis.

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Para escribir la fórmula: En primer lugar se escribe el símbolo del catión y luego se escribe el anión. Para escribir la fórmula del anión se siguen las reglas vistas con anterioridad. Las proporciones entre ambos se indican con los correspondientes subíndices. Estas proporciones no necesitan ser calculadas si se utilizan prefijos multiplicadores, en el resto de los casos sí.

La mayor dificultad estriba en el uso de nombres vulgares de aniones y en la omisión de números de carga o de oxidación cuando no existe ambigüedad, ya que exige el conocimiento de estos por parte de la persona que desea escribir la fórmula.

Ejemplo: bis(trioxidonitrato) de calcio, este compuesto contiene el catión calcio y un anión que está formado por nitrógeno y oxígeno en proporción 1:3. De anión hay el doble que del catión. Queda la fórmula, Ca(NO3)2.

Ejemplo: tetraoxidosilicato(4-) de níquel(2+) , el nombre de esta sustancia dice que contiene catión níquel(2+) y un anión de cuatro cargas hecho de silicio y oxígeno en proporción 1:4. El catión Ni2+ debe unirse al anión SiO44-, y para que el conjunto resulte sin carga, la proporción debe ser 2:1. La fórmula queda Ni2SiO4.

OXOSALES

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OXOSALES

Ejemplo: carbonato de oro(2+), la forma en que está nombrada el anión exige conocer que se trata del CO3

2- que , dado que el catión tiene igual carga, da una

proporción entre ellos 1:1. Así, queda AuCO3.

Ejemplo: sulfato de hierro(III), el cation Fe3+ se une al anión sulfato SO42-(que no

queda más remedio que conocer) en proporciones 2:3 y dando una fórmula Fe2(SO4)3.

Ejemplo: fosfato de magnesio, la forma en la que está escrito el nombre de esta sustancia es una de las más difíciles para el principiante ya que exige conocer que se trata del anión PO4

3- y que el catión magnesio tiene carga 2+ (que no se menciona por ser única y no existir ambigüedad). Las proporciones entre ambos debe ser 3:2. La fórmula es Mg3(PO4)2. Evidentemente, la fórmula es más fácil de escribir si el nombre hubiese sido bis(tetraoxidofosfato) de trimagnesio.

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SALES CUATERNARIAS O ÁCIDAS

Un ácido puede presentar más de un hidrógeno, como el caso del ácido fosfórico, H3PO4. Estos compuestos pueden perder sus H solo parcialmente y formar aniones ácidos.

Para nombrar estos aniones se siguen las reglas de la nomenclatura del hidrógeno:

HSO3-: Hidrogeno(trioxidosulfato)(1-)

HCO3-: Hidrogeno(trioxidocarbonato)(1-)

H2PO42-: Dihidrogeno(tetraoxidofosfato)(2-)

Para formular las sales simplemente se indica el catión y, a continuación, el anión usando los subíndices necesarios.

Para nombras las sales usamos cualquiera de las nomenclaturas aprendidas anteriormente añadiendo el prefijo hidrogeno antes del nombre del anión.

Ejemplo : Cu(HSO4)2, cuando se usan prefijos puede nombrarse bis[hidrogeno(tetraoxidosulfato)] de cobre o bis(hidrogenosulfato) de cobre. Recuerda que hidrogenosulfato es un nombre aceptado para el anión HSO4

- Utilizando números de carga quedan los nombres hidrogeno(tetraoxidosulfato)(1-) de cobre(2+) o bien hidrogenosulfato de cobre(2+).

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