ind. unidad 3 compuestos inorgÁnico y orgÁnicos
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OBJETIVO DE LA UNIDAD 3• Identificar los compuestos inorgánicos y
orgánicos de mayor uso en el ambiente industrial.
• Analizar el impacto ambiental de los compuestos orgánicos e inorgánicos
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3.1 CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS INORGÁNICOS.
• Nomenclatura Química:• Es el conjunto de reglas adoptadas para
nombrar los compuestos químicos.• Es necesario conocer los símbolos y nombre
de cada uno de los iones para la formación de la fórmula de un compuestos.
• Conocer la valencia o número de oxidación.
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• Ión: Es una partícula que contiene una carga eléctrica. Si la carga eléctrica es positiva el ión recibe el nombre de catión y si la carga eléctrica del ión es negativa recibirá el nombre de anión.
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• Valencia: Es la capacidad de combinación que tiene el átomo de cada elemento. Consiste en el número de electrones que puede ganar o perder en su último nivel de energía. El número de grupo da la valencia.
• Número de Oxidación: Representa su grado de oxidación = Número de electrones perdidos (ese número es negativo si ha ganado electrones)
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• El número de oxidación (n.o) se define como la carga eléctrica formal (puede que no sea real) que se asigna a un átomo en un compuesto.
• Para asignar el n.o. a cada átomo en una especie química (NH₃, ClO₃ , etc.) se emplea un conjunto de reglas (que se pueden deducir fácilmente a partir de la configuración electrónica).
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• 1.- El n.o. de todos los elementos libres es cero, en cualquiera de las formas en que se presenten: Ca metálico, He, N₂, P₄, etc. (En moléculas con átomos iguales, N₂, H₄, etc., los electrones del enlace están compartidos equitativamente y no se pueden asignar a ninguno de los átomos).
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• 2.- El n.o. de cualquier ión monoatómico es igual a su carga eléctrica. Así, los n.o. del S¯², Cl¯, Na, K⁺ y Zn⁺² son, respectivamente, –2, –1, 0, +1 y +2, que coinciden con sus respectivas cargas eléctricas (reales).
• 3.- El n.o. del H en sus compuestos es +1, excepto en los hidruros metálicos, que es –1.
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• 4.- El n.o. del O en sus compuestos es –2, excepto en los peróxidos, que es –1.
• 5.- El n.o. de los metales alcalinos es siempre +1.
• 6.- El n.o. de los metales alcalinotérreos es siempre +2.
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• 7.- El n.o. del F en sus compuestos es siempre –1. El n.o de los demás halógenos varía desde ±1 a 7, siendo positivo cuando se combina con el O o con otro halógeno más electronegativo.
• 8.- La suma algebraica de los n.o. de los átomos de una molécula es cero, y si se trata de un ion, igual a la carga del ion.
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• Número de oxidación y valencia:
• Es el número de electrones perdidos o ganados por el elemento (valencia iónica) o el número de electrones compartidos (valencia covalente) por el elemento en un compuesto.
• El concepto de valencia resulta útil en la formulación de compuestos binarios, mientras que el número de oxidación lo es en compuestos de tres o más elementos.
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• Es importante distinguir entre n.o. y valencia. Ejemplo:
•
4
4
CH ClCH 3
2
2
0
2 ClCH 4
4
ClC
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• Fórmulas químicas:
• Es una representación simbólica de la molécula o unidad estructural de una sustancia en la que se indica la cantidad o proporción de átomos que intervienen en el compuestos.
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• Fórmula molecular (compuestos covalentes): indica el número y clase de átomos de una molécula. Nos da apenas información de cómo están unidos los átomos.
• H₂O HCl O₂ F₂
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• Fórmula estructural (compuestos covalentes): se representa la ordenación de los átomos y cómo se enlazan para formar moléculas.
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• Fórmula empírica (compuestos iónicos): Indica la proporción de los diferentes átomos que forman dicho compuesto. Así el cloruro sódico se representa por: NaCl
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TAREA:• ESCRIBIR EN EL CUADERNO LA DIAPOSITIVA 19-33
• CONSULTAR LAS SIGUIENTES DEFINICIONES (GLOSARIO):
• RADICAL
• COEFICIENTE
• EXPONENTE
• SUBINDICE
• CATION
• ANION
EMPRENDEDORES LUNES 12/OCT/10
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REGLAS PARA ESCRIBIR LA NOMENCLATURA Y FÓRMULAS:
• Nota: Los elementos que están dentro del paréntesis actúan como un solo ión al que se le asigna con en el nombre de radical.
• 1.- Eléctricamente, cargas opuestas se atraen y cargas iguales se repelen. Por lo tanto para elaborar fórmulas de compuestos químicos se juntan un catión y un anión, nunca dos cationes o dos aniones.
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• 2.- Al anotar cualquier fórmula se colocan en primer término el catión y después el anión y la lectura de la fórmula se hace de derecha a izquierda.
• 3.- Cuando se juntan el catión y el anión para escribir una fórmula, el número de oxidación sin importar el signo, se entrecruzan y se anota como subíndice.
• Óxido de Aluminio 32
23
OAlOAl
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• 4.- Si el número de oxidación de los iones es la unidad (-1, +1) al entrecruzarse no se anota:
• 5.- Cuando el anión y el catión tengan el mismo número de oxidación, estos se anulan y se anotan en la fórmula tal como están:
2
12
CaClClCa
SKSK 2
21
BaOOBa 22
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• 6.- Cuando se utilizan radicales se pueden presentar los siguientes casos:
• A) Si el número de oxidación del catión es la unidad (+1) no se anota el paréntesis en la fórmula. Ej.
1
Na 422
4 )( SONaSO
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3422
4 )()( SOAlSO 3
Al
B) Cuando el número de oxidación del catión es mayor a la unidad (+2 ó +3), si se deja el paréntesis. Ej.
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• C) Cuando el número de oxidación del catión y del anión sean iguales se eliminan cargas eléctricas y paréntesis y en la fórmula quedarán tal como están. Ej.
34
3
)(
POAl
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• 7.- En algunas ocasiones se pueden simplificar los subíndices sacándoles la mitad, en algunos casos. Ej.
24 SPb
24 OC
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• 8.- Se utiliza para escribir las fórmulas de los ácidos: al utilizar el catión hidrógeno o ácido con los aniones aceptando el óxido se forman los ácidos; estos se nombran con la palabra ácido seguida del nombre del anión.
• Si el anión termina en “URO” el ácido terminara en “HIDRICO”.
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• Si el anión termina en “ITO” el ácido terminará en “OSO”.
• Si el anión termina en “ATO” el ácido terminará en “ICO”.
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NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN• 3. TIPOS DE NOMENCLATURA (formas de
nombrar una sustancia)• No recomendadas por la IUPAC:• a. Nomenclatura común, tradicional o
funcional.• b. Nomenclatura antigua.
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• Recomendadas por la IUPAC• a. Nomenclatura sistemática: Por medio de
prefijos griegos: mono(1), di(2), tri(3), tetra(4), penta(5), hexa(6), hepta(7), etc. El prefijo mono, si resulta innecesario, puede omitirse.
• As₂Se₃ : triseleniuro de diarsénico
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• b. Nomenclatura de Stock: El nº de oxidación positivo del elemento se indica en números romanos y entre paréntesis inmediatamente después del nombre. Si dicho elemento sólo puede actuar con un único número de oxidación no se indica el mismo entre paréntesis.
• As₂Se₃ : Seleniuro de Arsénico(III)
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• Común: Cuando el elemento situado a la izquierda en la fórmula química actúa con dos posibles n.o. se hace terminar su nombre en oso (n.o. inferior) o en ico (n.o. superior):
• FeCl₂ : Cloruro ferroso
• FeCl₃ : Cloruro férrico
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• La nomenclatura sistemática se utiliza preferentemente en las combinaciones de dos no metales y la de Stock cuando se combinan metal y no metal.
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3.2 ÓXIDOS• Definición:• Son compuestos binarios y se clasifican en
óxidos metálicos, también llamados óxidos básicos y en óxidos no metálicos llamados óxidos ácidos.
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• Clasificación:• Óxidos metálicos u óxidos básicos:• Los óxidos metálicos se forman o se obtienen
cuando se hace reaccionar un metal con el oxigeno.
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ONaONa 222
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• Además tienen la propiedad química de reaccionar con el agua para formar u obtenerse un hidrácido o base de ahí su nombre de óxidos básicos.
NaOHOHONa 22
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• Óxidos no metálicos u Óxido ácidos o Anhídridos:
Son compuestos binarios que se forman cuando se hace reaccionar un elemento no metálico con el oxígeno.
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22 NOON Óxido de Nitrógeno IV / Dióxido de Nitrógeno
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• Además tienen la propiedad química de reaccionar con el agua para formar un ácido.
222 HNOOHNO Ácido Nitroso
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3.3 HIDRÓXIDOS• Se caracterizan por tener en su molécula el
radical oxidrilo o hidróxido o hidroxilo (OH)⁻¹. Los hidróxidos se obtienen cuando se hacen reaccionar un óxido metálico con el agua.
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• Óxido metálico + Agua Hidróxido
NaOHOHONa 22
Hidróxido de sodio
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• Tienen la propiedad química de reaccionar con los ácidos neutralizándolos hasta la formación de una sal y agua.
• Óxido metálico + Agua Hidróxido +
Ácido Sal + Agua
OHSONaSOHNaOHOHONa 2424222 Ácido sulfúrico Sulfato de Sodio
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• Otras de las características de los Hidróxidos es que colorean el papel tornasol de Rojo a Azul. El pH se encuentra entre 7.1 al 14.0.
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3.4 ÁCIDOS• Los ácidos se caracterizan por tener en su
molécula el catión Hidrógeno o catión ácido (H⁺¹). Además se clasifican en Hidrácidos y Oxoácidos.
• Cuando estos compuestos se encuentran en solución acuosa se llaman ácidos.
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• Hidrácidos:
Estos ácidos son compuestos binarios y se forman cuando se hacen reaccionar el hidrógeno con un elemento no metálico.
Se escribe primero el hidrógeno (H) y después el no metal (N); HN. En la nomenclatura primero se dice el nombre genérico de ácido y en seguida se da el nombre del no-metal con la terminación “hidríco”
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No Metal + Hidrógeno Ácido
Ácido Clorhídrico
HClHCl 22
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• Los Hidrácidos tienen la propiedad química de reaccionar con las bases para formar una sal y agua.
• Ácido + Hidróxido Sal + Agua
• Ácido Hidróxido Cloruro de Sodio
Clorhídrico + de potasio + Agua
OHNaClNaOHHCI 2
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• Oxiácidos:• Estos compuestos están formados por tres
elementos (compuestos ternarios) y se obtienen cuando se hacen reaccionar un óxido no metálico con el agua y tienen la propiedad química de reaccionar con los hidróxidos hasta neutralizarlos para la formación de una sal y agua.
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• Tienen la característica de contener oxígeno y, de manera específica, se les llama oxiácidos.
• Para la notación de estos compuestos se indican los símbolos de sus constituyentes (hidrógeno, no metal y oxígeno): H N O.
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• En su nomenclatura, en primer lugar se indica el nombre genérico de ácido y enseguida se da el nombre del no-metal que contiene, con los prefijos según corresponda.
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Óxido no Met. + Agua Oxiácidos + Hidróxidos
Sal + Agua
OHKNOKOHHNOOHNO 22222
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• Otras de las características de los ácidos es que colorean el papel tornasol de azul a rojo cuando se encuentran en solución acuosa, además el rango de su pH se encuentra entre el 1.0 al 6.9.
• El catión Hidrógeno de todos los ácidos es el responsable de todos las propiedades químicas y físicas que puedan tener los ácidos.
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3.5 SALES• Es el producto de la reacción entre un ácido y una
base: en esta reacción también se produce agua: en términos muy generales, este tipo de reacción se puede escribir como BASE + ÁCIDO.
• Para formar las sales se unen el anión del ácido con el catión de la base.
Ácido + Hidróxido Sal + Agua
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OXISALES • Si el ácido es oxiácido, la sal recibe el nombre de
oxisal.
• En su formulación se escribe primero el catión y enseguida el anión.
• Para nombrarlas se indica en primer lugar el nombre del anión y luego del catión.
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• Si el ácido termina en “OSO”, la sal termina en “ITO” y si el ácido termina en “ICO”, la sal termina en “ATO”.
• Si el metal tiene valencia variable, éste se indica al final del nombre con el número romano.
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OHKNOKOHHNOOHNO 22222
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HALOIDES• Si el ácido es hidrácido, la sal recibe el nombre de
sal haloide.
• En la formulación se escribe, en primer lugar al símbolo del metal y del no metal.
• En la nomenclatura se sustituye la terminación del ácido por la terminación uro. Al final se nombrará el metal correspondiente, si tiene valencia variable se indicará.
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• Ácido + Hidróxido Sal + Agua
Ácido Hidróxido Cloruro de Sodio
Clorhídrico + de sodio + Agua
OHNaClNaOHHCI 2
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SALES ÁCIDAS• Tanto las sales haloides como las oxisales, son
neutras, ya que en ellas los hidrógenos del ácido son sustituidos totalmente por el metal de la base.
• No obstante, puede ocurrir que estos hidrógenos no sean sustituidos totalmente por el metal de la base, formándose entonces sales ácidas.
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OHNaHSONaOHSOH 2442
Ác. Sulfúrico + Hidróxido de Sodio Sulfato ácido de Sodio + Agua
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3.6 HIDRUROS• La combinación de cualquier elemento con el
hidrógeno constituye un hidruro. El hidrógeno es siempre monovalente y en el caso de los hidruros metálicos presenta un estado de oxidación de -1 (en los demás casos aparece como +1).
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• Hidruros metálicos:
• Provienen de la combinación entre el Hidrógeno y un metal. Si el metal con el que se combina tiene una sola valencia se nombran con las palabras Hidruro de, y el nombre del metal con el que se combina.
• Hidruro de Calcio
Hidruro de Hierro (III)
Hidruro de Hierro (II)
2CaH
2
3
FeH
FeH
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• Ácidos Hidrácidos:
• Los ácidos Hidrácidos solo se nombran en las nomenclaturas tradicionales y sistemáticas y no en la stock.
• HCl-----------------------Ácido Clorhídrico.
• HCl-----------------------Cloruro de hidrógeno.
• H2S-----------------------Ácido Sulfhídrico.
• H2S-----------------------Sulfuro de hidrógeno.
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3.8. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS.