formulació i nomenclatura inorgànica
DESCRIPTION
formulació i nomenclatura 3r esoTRANSCRIPT
1
La valència d’un element en un compost
Representa la capacitat que té aquest element per combinar-se amb l’hidrogen;
Ve donada pel nombre d’electrons captats, cedits o compartits per un àtom d’aquest
element quan forma un compost
El nombre d’oxidació, en general, coincideix amb el nombre d’electrons que falten o sobren a
l’àtom de l’element per adquirir l’estructura externa dels gasos nobles; és a dir, vuit electrons
en el darrer nivell.
Per exemple:
L’àtom de clor, de nombre atòmic 17, té set electrons en el darrer nivell; li falta un
electró per estructura de gas noble; per tant, la seua valència és -1 (valència negativa,
perquè li falta un electró);
L’àtom de calci té dos electrons en el seu darrer nivell; li sobren aquests dos electrons
perquè el nivell anterior (que ara és el més extern) tinga estructura de gas noble; té
valència II (valència positiva, perquè li sobren dos electrons).
Observem que, en general, als metalls els sobren electrons, mentre que als no metalls els
falten, perquè el seu últim nivell adquirisca estructura de gas noble.
Segons això, els metalls tenen tendència a perdre electrons i els no metalls a adquirir-los.
Els elements s’han dividit en metalls i no metalls, i es classifiquen en monovalents, divalents,
trivalents, etc., segons si actuen amb valència I, II, III, etc., respectivament
2
NO METALLS
ELEMENTS SÍMBOLS VALÈNCIES METALLS
ELEMENTS SÍMBOLS VALÈNCIES
Hidrogen Fluor
H F
-1, 1 -1
Nitrogen Fòsfor
N P
-3,1,2,3,4,5 -3,1,3,5
Clor Brom iode
Cl Br I
-1,1,3,5,7 Arsènic Antimoni
As Sb
-3,3,5
Oxigen O -2 Bor Bismut
B Bi
-3,3 -3,3,5
Sofre Seleni Tel·luri
S Se Te
-2,2,4,6 Carboni Silici
C Si
-4,2,4 -4,4
ELEMENTS SÍMBOLS VALÈNCIES ELEMENTS SÍMBOLS VALÈNCIES
Liti Sodi Potassi Rubidi Cesi Franci Plata Amoni
Li Na K
Rb Cs Fr Ag
NH4+
1
Coure Mercuri
Cu Hg
1,2
Alumini Al 3
Or Au 1,3
Ferro Cobalt Niquel
Fe Co Ni
2,3
Estany Plom Platí Iridi
Sn Pb Pt Ir
2,4 Beril·li Magnesi Calci Estronci Bari Radi Zinc Cadmi
Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd
2 Crom Cr 2,3,6
Manganés Mn 2,3,4,6,7
Les substàncies simples estan constituïdes per una classe única d’àtoms. Així doncs, quan
s’agrupen per formar molècules, els àtoms que les constitueixen són idèntics.
En general, els elements gasosos se solen trobar en forma de molècules diatòmiques
(N2, O2, H2, etc.). Vegem a continuació alguns exemples d’aquestes substàncies simples
i com es representen:
3
H2 hidrogen
F2 Fluor
Cl2 Clor
Br2 Brom
I2 Iode
N2 Nitrogen
O2 Oxigen
Hi ha molts elements que a temperatura ambient es presenten en estat sòlid i
s’agrupen formant xarxes constituïdes per un gran nombre d’àtoms. Son els metalls i
altres substàncies, com el grafit, el diamant, etc.
Es representen mitjançant el símbol de l’element.
Exemple:
El símbol Au representa l’element or; tot i que, en realitat, l’or es presenta en forma de
malla cristal·lina constituïda per un gran nombre d’àtoms. La seua fórmula correcta seria Aux.
Els gasos inerts (gasos nobles) són monoatòmics; es representen mitjançant el símbol
de l’element:
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
La IUPAC és l’organisme internacional encarregat de sancionar els noms de les diferents
substàncies químiques i definir les normes generals de nomenclatura química.
Tot i que ací estem acostumats al sistema de nomenclatura que anomenem tradicional, hem
d’evolucionar cap al sistema adoptat internacionalment i seguir les normes proposades (de
manera provisional) per la Comissió de la IUPAC a París l’any 1957, modificades l’any 1965 i
elevades a regles definitives l’any 1970.
Com que actualment es continua utilitzant la nomenclatura tradicional i molts dels diversos
compostos es continuen designant d’aquesta manera en les bibliografies, cal conèixer també
aquesta nomenclatura. En els exercicis que segueixen presentarem en primer lloc la
nomenclatura sistemàtica proposada per la IUPAC i, després la tradicional.
Primer s’escriu sempre el símbol de l’element o radical menys electronegatiu (metall o
grup que actue com a tal), i després el de l’element o radical més electronegatiu, però
s’anomenen en ordre invers.
4
Exemple: NaCl clorur de sodi
CaCO3 carbonat de calci
Es pensa en les respectives valències amb què actuen els elements o grups d’elements
(radicals). Per això és fonamental saber les valències dels diferents elements.
Na1+ Cl1- Al3+ CO32-
S’intercanvien les respectives valències, i es col·loquen en forma de subíndex en els
àtoms o radicals:
NaCl Al2(CO3)3
Si es pot, se simplifiquen els subíndex, tenint en compte que han de ser nombres
enters i que el subíndex 1 no s’escriu:
N4+ O2-N2O4NO2
COMPOSTOS BINARIS
Oxigen Metall
Òxids bàsics Peròxids
No metall Òxids àcids (anhídrids)
Hidrogen
Metall Hidrurs metàl·lics
No metall Halurs d’hidrogen
Semimetall Hidrurs volàtils
Sals Metall + no metall Sals neutres
No metall + no metall Sals volàtils
COMPOSTOS TERNARIS
Àcids oxoàcids Òxids àcids + aigua
Hidròxids (bases) Òxids bàsics + aigua
Sals neutres Oxisals
COMPOSTOS QUATERNARIS
Sals àcides
Sals bàsiques
Sals dobles Amb diversos cations
Amb diversos anions
COMPOSTOS DE COORDINACIÓ O COMPLEXOS
5
COMBINACIONS BINÀRIES DE L’OXIGEN
L’oxigen es combina amb tots els elements químics, excepte amb els gasos nobles.
OXIGEN + METALLS ÒXIDS BÀSICS (ÒXIDS) OXIGEN + NO METALLS ÒXIDS ÀCIDS (ANHÍDRIDS)
En tots aquests compostos l’oxigen actua amb valència -2; O22-.
Només en els compostos que reben el nom de peròxids l’oxigen actua amb valència -1; O22-.
En la nomenclatura sistemàtica de la IUPAC, la paraula genèrica és òxid, amb els
prefixos grecs mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, etc., segons el nombre
d’àtoms d’oxigen que hi haja i indicant de la mateixa manera a continuació la
proporció del segon element.
o S’utilitza preferentment per als òxids àcids
Exemple:
N2O5 pentaòxid de dinitrogen
En el sistema de nomenclatura de Stock, la valència del metall s’indica amb xifres
romanes entre parèntesis immediatament després del nom.
o S’utilitza preferentment per als òxids bàsics.
Exemple:
Fe2O3 òxid de ferro (III)
o Si l’element que es combina amb l’oxigen té valència única, no cal indicar-la.
Exemple:
Li2O òxid de liti.
En la nomenclatura tradicional es fa servir la terminació –ós; i –ic per indicar si es
refereix a la valència més alta o més baixa del metall respectivament.
Exemple:
FeO òxid ferr-ós.
Fe2O3 òxid fèrr-ic.
o Si un element presenta quatre valències possibles:
La més baixa s’indica amb el prefix hipo- i la terminació –ós.
La segona més baixa s’indica amb el sufix –ós
La següent amb el sufix –ic.
I la més alta de les quatre amb el prefix per- i la terminació –ic.
o Si la combinació es realitza amb un no metall s’anomenarà anhídrid en compte
d’òxid.
6
València I Cl2O Anhídrid hipo-clor-ós
València II Cl2O3 Anhídrid clor-ós
València III Cl2O5 Anhídrid clòr-ic
València IV Cl2O7 Anhídrid per-clòr-ic
1. Nomenclatura dels òxids bàsics:
Recomanem al lector que per formular aquests òxids bàsics utilitze la nomenclatura de Stock
perquè és més senzilla: s’han de saber les valències dels elements metàl·lics i recordar que
l’oxigen actua amb valència -2.
Símbol València Símbol València fórmula
Òxid de sodi Na +I O -II Na2O
Òxid de magnesi Mg +II O -II MgO
Òxid d’alumini Al +III O -II Al2O3
Òxid de silici Si +IV O -II SiO2
Òxid de plom (IV) Pb +IV O -II PbO2
Òxid de ferro (III) Fe +III O -II Fe2O3
Òxid de coure (II) Cu +I O -II Cu2O
Observem que els subíndex apareixen intercanviant les valències del metall i de l’oxigen; si es
pot, se simplifiquen.
Exemples:
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
BaO Monòxid de bari Òxid de bari Òxid de bari
Na2O Monòxid de disodi Òxid de sodi Òxid de sodi
Al2O3 Triòxid de dialumini Òxid d’alumini Òxid d’alumini
CoO Monòxid de cobalt Òxid de cobalt (II) Òxid cobaltós
CuO Monòxid de coure Òxid de coure (II) Òxid cúpric
Cu2O Monòxid de dicoure Òxid de coure (I) Òxid cuprós
FeO Monòxid de ferro Òxid de ferro (II) Òxid ferrós
Fe2O3 Triòxid de diferro Òxid de ferro (III) Òxid fèrric
Rb2O Monòxid de dirrubidi Òxid de rubidi Òxid de rubidi
MgO Monòxid de magnesi Òxid de magnesi Òxid de magnesi
7
PbO Monòxid de plom Òxid de plom (II) Òxid plumbós
K2O Monòxid de dipotassi Òxid de potassi Òxid de potassi
SnO Monòxid d’estany Òxid d’estany (II) Òxid estannós
SnO2 Diòxid d’estany Òxid d’estany (IV) Òxid estànnic
MnO2 Diòxid de manganés Òxid de manganès (IV) Biòxid de manganés
Exercisis:
1. Anomeneu els compostos següents:
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
BeO
Au2O3
CaO
ZnO
CrO
Cr2O3
HgO
Hg2O
2. Formuleu els compostos següents
Òxid cròmic
Triòxid de crom
Òxid de crom (III)
Òxid de plata
Òxid de ferro (II)
Òxid de coure (II)
Òxid ce cadmi
Òxid estannós
PERÒXIDS
L’oxigen pot actuar amb valència -1 i forma els peròxids, el grup característic dels quals és el
O22-. Per anomenar aquets compostos, es col·loca davant del nom de l’òxid el prefix per-.
Exemples:
Li2O2 peròxid de liti.
Na2O2 peròxid de sodi
BaO2 peròxid de bari
Utilitzant la nomenclatura sistemàtica, els anomenaríem així.
Li2O2 diòxid de diliti
Na2O2 diòxid de disodi
En aquests casos els subíndexs no es poden simplificar.
Exercisis:
3. Anomeneu els compostos següents:
8
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura tradicional
Li2O2
Cs2O2
Ag2O2
H2O2
MgO2
SrO2
ZnO2
CdO2
Cu2O2
CuO2
NiO2
2. Nomenclatura dels òxids àcids:
Ja hem indicat que recomanem al lector que utilitze la nomenclatura sistemàtica i la de Stock
per formular els òxids, tant els bàsics com els àcids, però, com que aquests darrers poden
ajudar a l’aprenentatge correcte dels àcids oxoàcids, insistirem en la nomenclatura tradicional
dels òxids àcids (anhídrids). Per distingir la valència amb que actua el no metall, es fan servir
els prefixos i sufixos de la pàgina següent.
Valències València Prefix Sufix
Cl Br I
1,3,5,7
1 Hipo- -os
3 - -os
5 - -ic
7 Per- -ic
N P
1,3,5
1 Hipo- -os
3 - -os
5 - -ic
As Sb
3,5 3 - -os
5 - ic
Exemples
1 3 5 7
Cl2O Cl2O3 Cl2O5 Cl2O7
Anhídrid hipoclorós Anhídrid clorós Anhídrid clòric
Anhídrid perclòric
En el cas dels elements sofre, seleni i tel·luri:
Valències València Prefix Sufix
S Se Te
2,4,6
2 Hipo- -os
4 - -os
6 - -ic
Exemples
2 4 6
SO SO2 SO3
Anhídrid hiposulfurós Anhídrid sulfurós Anhídrid sulfúric
9
Si es tracta del carboni i del silici:
Valències València Prefix Sufix
C Si
4 4 - -ic
4 - -ic
Exemples
4 CO2 SiO2
Anhídrid carbònic Anhídrid silícic
EXEMPLES
Fórmula Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
Cl2O Monòxid de diclor Òxid de clor (I) Anhídrid hipoclorós
Cl2O3 Triòxid de diclor Òxid de clor (III) Anhídrid clorós
Cl2O5 Pentaòxid de diclor Òxid de clor (V) Anhídrid clòric
Cl2O7 Heptaòxid de diclor Òxid de clor (VII) Anhídrid perclòric
SO Monòxid de sofre Òxid de sofre (II) Anhídrid hiposulfurós
SO2 Diòxid de sofre Òxid de sofre (IV) Anhídrid sulfurós
SO3 Triòxid de sofre Òxid de sofre (VI) Anhídrid sulfúric
Br2O Monòxid de dibrom Òxid de brom (I) Anhídrid hipobromós
Br2O3 Triòxid de dibrom Òxid de brom (III) Anhídrid bromós
Br2O5 Pentaòxid de dibrom Òxid de brom (V) Anhídrid bròmic
Br2O7 Heptaòxid de dibrom Òxid de brom (VII) Anhídrid perbròmic
SeO Monòxid de seleni Òxid de seleni (II) Anhídrid hiposeleniós
CO2 Diòxid de carboni Òxid de carboni (IV) Anhídrid carbònic
SiO2 Diòxid de silici Òxid de silici (IV) Anhídrid silícic
TeO2 Diòxid de Tel·luri Òxid de Tel·luri (IV) Anhídrid tel·lurós
SeO3 Triòxid de seleni Òxid de seleni (VI) Anhídrid selènic
I2O Monòxid de diiode Òxid de iode (I) Anhídrid hipoiodós
TeO Monòxid de tel·luri Òxid de tel·luri (II) Anhídrid hipotel·lurós
I2O5 Pentaòxid de diiode Òxid de iode (V) Anhídrid iòdic
N2O Monòxid de dinitrogen Òxid de nitrogen (I) Anhídrid hiponitrós
EXERCISIS
4. Anomeneu els compostos següents amb les tres nomenclatures:
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
10
N2O
P2O
SeO3
As2O3
SO2
SO
Br2O
Cl2O7
Br2O3
I2O
CO
N2O5
N2O3
I2O5
P2O3
P2O5
5. Formuleu els compostos següents
Anhídrid carbònic Òxid de nitrogen (V)
Pentaòxid de dinitrogen Òxid de clor (I)
Triòxid de difòsfor Anhídrid bròmic
Heptaòxid de dibrom Pentaòxid de diclor
Monòxid de nitrogen Òxid de seleni (VI)
Anhídrid sulfurós Anhídrid hiponitrós
Òxid de sofre (IV) Anhídrid sulfúric
Òxid de fòsfor (V) Òxid de iode (III)
COMBINACIONS BINÀRIES DE L’HIDROGEN
HIDROGEN + METALLS HIDRURS METÀL·LICS HIDROGEN + NO METALLS HALURS D’HIDROGEN HIDROGEN + SEMIMETALLS HIDRURS VOLÀTILS
Com que l’hidrogen només té un electró, sempre actua amb valència I; pot ser positiva o
negativa segons si es combina amb un element més o menys electronegatiu que ell.
La fórmula dels hidrurs s’escriu amb els símbols de l’hidrogen i de l’element característic. Si
aquest element actua com a metall, s’escriu primer el seu símbol. Si actua com a no metall,
s’escriu en primer lloc el símbol de l’element que aparega primer en la llista següent (i es
llegeix en segon lloc):
B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.
És una ordenació arbitrària, perquè no es basa només en un ordre d’electronegativitat.
HIDRURS METÀL·LICS HIDROGEN + METALLS
11
En aquests compostos l’hidrogen actua amb valència –I. S’anomenen amb la paraula genèrica
hidrur seguida del nom del metall corresponent en genitiu o adjectivat. Com que l’hidrogen és
més electronegatiu que els metalls, es col·loca a la dreta.
Per indicar el nombre d’àtoms de l’hidrogen es fan servir els prefixos numerals grecs.
EXEMPLES
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura tradicional
NaH (Mono)hidrur de sodi Hidrur de sodi
KH (Mono)hidrur de potassi Hidrur de potassi
CaH2 Dihidrur de calci Hidrur de calci
AlH3 Trihidrur d’alumini Hidrur d’alumini
BeH2 Dihidrur de beril·li Hidrur de beril·li
BaH2 Dihidrur de bari Hidrur de bari
CuH (Mono)hidrur de coure Hidrur de coure (I)
EXERCISIS
6. Anomeneu els compostos següents:
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
LiH
CuH
CuH2
AuH3
NaH
CrH3
CrH2
ZnH2
AlH3
MgH2
CoH3
CoH2
BeH2
CdH2
EXERCISIS
7. Formuleu els compostos següents
Hidrur de potassi Hidrur d’estany (IV)
Hidrur de ferro (II) Hidrur de sodi
Hidrur d’alumini Hidrur de bari
Hidrur de plata Hidrur de platí (IV)
Hidrur de calci Hidrur de plom (II)
Hidrur de magnesi Hidrur de mercuri (I)
12
HALURS D’HIDROGEN HIDROGEN + NO METALLS
L’hidrogen actua en aquests compostos amb valència +I i els no metalls amb la seua respectiva
valència negativa. Els halurs d’hidrogen en dissolucions aquoses donen dissolucions àcides i
reben el nom d’àcids hidràcids.
S’anomenen afegint el sufix –ur a l’element més electronegatiu (el no metall). Per tant, ara
l’hidrogen s’escriu a l’esquerra.
EXEMPLES
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura tradicional
H2F2 Fluorur d’hidrogen Àcid fluorhídric
HCl Clorur d’hidrogen Àcid clorhídric
HBr Bromur d’hidrogen Àcid bromhídric
HI Iodur d’hidrogen Àcid iodhídric
H2S Sulfur d’hidrogen Àcid sulfhídric
H2Se Seleniur d’hidrogen Àcid selenhídric
H2Te Tel·lurur d’hidrogen Àcid tel·lurhídric
EXERCISIS
8. Formuleu els compostos següents
Sulfur d’hidrogen Iodur d’hidrogen
Bromur d’hidrogen Fluorur d’hidrogen
Tel·lurur d’hidrogen Clorur d’hidrogen
HIDRURS VOLÀTILS HIDROGEN + SEMIMETALLS
Aquests compostos estan units per enllaços covalents poc polars i es diferencien dels àcids
hidràcids perquè les seues dissolucions aquoses no tenen propietats àcides.
Els elements que formen aquests compostos són: nitrogen, fòsfor, arsènic, antimoni, carboni,
silici i bor.
S’anomenen amb la paraula genèric hidrur seguida del nom del semimetall corresponent en
genitiu. Es fan servir prefixos numerals per indicar el nombre d’àtoms de l’hidrogen i del
semimetall presents en el compost. S’omet el prefix mono-.
Tots aquests compostos tenen noms especials admesos per la IUPAC, que són els més utilitzats
pels químics i que apareixen preferentment en la bibliografia.
En les fórmules d’aquests compostos, el símbol es col·loca a la dreta.
EXEMPLES:
Nomenclatura sistemàtica Nom comú
NH3 Trihidrur de nitrogen Amoníac
N2H4 Tetrahidrur de dinitrogen Hidrazina
PH3 Trihidrur de fòsfor Fosfina
13
P2H4 Tetrahidrur de fòsfor Difosfina
AsH3 Trihidrur d’arsènic Arsina
AsH4 Tetrahidrur d’arsènic Diarsina
SbH3 Trihidrur d’antimoni Estibina
CH4 Metà Metà
SiH4 Tetrahidrur de silici Silà
SiH6 Hexahidrur de disilici Disilà
BH3 Trihidrur de bor Borà
B2H6 Hexahidrur de dibor Diborà
ALTRES COMBINACIONS BINÀRIES Es tracta de combinacions binàries que no són òxids ni compostos hidrogenats.
NO METALLS + METALLS SALS NEUTRES NO METALLS + METALLS SALS VOLÀTILS
SALS NEUTRES NO METALLS + METALLS El no metall és l’element més electronegatiu i es col·loca a la dreta. S’anomena primer amb el sufix –ur tal com indiquem a continuació. Recomanem l’ús de la nomenclatura de Stock. EXEMPLES
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
LiF Fluorur de liti Fluorur de liti Fluorur de liti
CaF2 Difluorur de calci Fluorur de calci Fluorur de calci
AlCl3 Triclorur d’alumini Clorur d’alumini Clorur d’alumini
CuBr2 Dibromur de coure Bromur de coure (II) Bromur cúpric
CuBr Bromur de coure Bromur de coure (I) Bromur cuprós
MnS Sulfur de manganés Sulfur de manganés (II) Sulfur manganós
CaTe Tel·lurur de calci Tel·lurur de calci Tel·lurur de calci
KI Iodur de potassi Iodur de potassi Iodur de potassi
FeCl2 Diclorur de ferro Clorur de ferro (II) Clorur ferrós
NiS Sulfur de níquel Sulfur de níquel (II) Sulfur niquelós
K2S Sulfur de potassi Sulfur de potassi Sulfur de potassi
PtF2 Difluorur de platí Fluorur de platí (II) Fluorur platinós
EXERCISIS
9. Anomeneu els compostos següents:
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
FeCl2
MnS
Cu2Te
AlF3
CuI
10. Formuleu els compostos següents
Fluorur de coure (II) Tetrafluorur de silici
Sulfur de plom (IV) Clorur de ferro (II)
14
Sulfur de crom (III) Bromur sòdic
Triclorur de ferro Fluorur càlcic
Dibromur de coure Clorur d’alumini
SALS VOLÀTILS METALLS + NO METALLS Recordem que la IUPAC estableix que en les combinacions binàries entre no metalls s’ha de col·locar a l’esquerra de la fórmula el símbol de l’element que figure primer en la relació següent:
B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.
Aquests compostos s’anomenen afegint la terminació –ur a l’element el símbol del qual estiga col·locat a la dreta de la fórmula. EXEMPLES
BrF fluorur de brom IBr3 bromur de iode (III)
Nomenclatura sistemàtica Nomenclatura de Stock
BrF3
BrCl
SeI2
CCl4
CS2
BrF5
IF7
B2S3
AsSe3
BP