Formulación inorgánica

4º ESOBINARIOS Y TERNARIOS© Chema Martín, 2013

Valencia

• La valencia se ha definido tradicionalmente por la capacidad de combinación de un elemento, más concretamente el nº de átomos de hidrógeno con los que se une un átomo de ese elemento o a los que sustituye si no se une directamente al hidrógeno. – Así, la valencia del O es 2 porque forma H2O

– También hemos visto otros ejemplos, CH4 implica que la valencia del carbono es 4

Para que se usa la valencia

• Cuando 2 átomos se unen entre si se unen como indican sus valencia, las intercambian.

• Si el C tiene valencia 4 es porque se combina o sustituye a 4 H y formará el CH4

• El O tiene valencia 2 y forma el H2O • Si se combinan el O y el C directamente,

podemos partir del CH4 y pensar que cada O sustituirá a 2 H, por lo que se formará el CO2

Cómo se usa la valencia

• Cuando 2 elementos se unen se escribe la valencia de cada uno de ellos como subindice del otro.

• Asi, cuando se unen el C y el O se forma:

OC 2 4Si se pueden simplificar los subíndices se simplifican, como es el caso

OC 2

VALENCIAS MAS IMPORTANTES(SELECCIÓN)

Elemento Valencias con el oxígeno Valencia con el hidrógeno o un metal

H 1 1 H

AL

ÓG

NE

OS

F

Cl, Br, I

1

1 3 5 7

1

AN

FÍG

EN

OS

O

S, Se, Te

2

2 4 6

2

NIT

RO

GE

NO

IDE

OS

N, P, As, Sb

1 3 5 (el N también usa la 2 y la 4)

3

CA

RM

ON

OID

EO

S

C, Si

2 4 (El Silicio sólo la 4, en realidad)

4

METALES Elemento Valencia Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag, NH4

+ 1 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd 2 Cu, Hg 1 2 Al 3 Au 1 3 Fe, Co, Ni, Cr, Mn 2 3 Sn, Pb, Pt 2 4

¿en que orden escribimos los elementos?

• Es muy importante, porque según el orden se van a nombrar los compuesto.

• El orden que se sigue es, 1º el metal, y luego el no metal– METAL+NO METAL

• Si son 2 no metales, el orden es siguiendo la tabla periódica

Orden de los no metales

Resumiendo: Metales, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O, FComo puedes ver es fácil de aprender. Primero los metales, luego los carbonoideos, Si y C, luego los nitrogenoideos, Sb, As, P, N, el hidrógeno se intercala en medio, H, luego los anfígenos Te, Se, S , los halógenos I, Br, Cl y aquí está el pequeño regate del O y luego el F. Es importante recordar que el O es el último siempre (salvo si va con el F, en el compuesto OF2)

Así se formula….

• Ca con F: CaF2

• Ca con O: CaO• Na con S: Na2S

• C con O: hay 2, el CO y el CO2

• N con H: el NH3

• S con O: hay 3, SO, SO2 y SO3

• Cl con O: hay 4: Cl2O, Cl2O3, Cl2O5 y Cl2O7

¿Cómo distinguimos cada uno de los compuestos?

• Con el nombre• Si 2 átomos sólo dan un compuesto será fácil. Se empieza

por el 2º dando la terminación “uro”, salvo el oxígeno que, por tradición, se llama óxido y a continuación el nombre del primero. (Esto es influencia inglesa)

Ejemplo: • CaF2: Fluoruro de calcio• CaO: Óxido de calcio• Na2S: Sulfuro de sodio

Problemas….

• Cuando 2 elementos dan luugar a varios compuestos se distinguen entre ellos mediante el nombre y se usan básicamente 3 sistemas:– Nomenclatura Sistemática: utiliza prefijos que nos

indican el número de átomos de cada elemento (el mono-, normalmente se obvia. Ojo, se indica el nº de átomos, no la valencia). Los prefijos son: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- …)

– Sistema de Stock: indica la valencia (no el nº de átomos, ojo) entre paréntesis y números romanos, si existe más de una posibilidad.

Como llamariamos a…. Sistemática Stock

Cl2O Oxido de dicloro Oxido de cloro (I)

Cl2O3 Trioxido de dicloro Oxido de cloro (III)

Cl2O5 Pentóxido de dicloro Oxido de cloro (V)

Cl2O7 Heptóxido de dicloro Oxido de cloro (VII)

El sistema tradicional

• Existe un tercer sistema, denominado tradicional, un poco más complejo y que se usa poco en los binarios, pero mucho en los ternarios derivados de estos.

• Usa prefijos y sufijos, dependiendo de la valencia utilizada por el primero de los átomos (el último siempre usa una única valencia y no hay confusión) :– Si sólo tiene una valencia (sea la que sea, pero sólo una), terminación

–ico– Si tiene 2 valencias, -oso para la menor e –ico para la mayor.– Si tiene 3 valencias, hip- -oso para la menor, -oso para la intermedia y

–ico para la mayor.– Si tiene 4 valencias, hip- -oso, -oso, -ico y per- -ico, en ese orden

Varios ejemplos Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos)Cl2O Anhídrido hipoclorosoCl2O3 Anhídrido clorosoCl2O5 Anhídrido clórico

Cl2O7 Anhídrido perclórico

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos)SO Anhídrido hiposulfurosoSO2 Anhídrido sulfurosoSO3 Anhídrido sulfúrico

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos)CO Anhídrido carbonosoCO2 Anhídrido carbónico

Clasificación de los binarios

bi narios

óxidos

Óxidos metalicos

(óxidos básicos)

Óxidos no metálicos

(anhídridos)

Peróxidos

Hidrúros

Hidruros metálicos

Hidruros no metálicos

Grupo del C y el N

Grupo del O y S

Óxidos metálicos

• Todos tiene de fórmula general:

Me2Ovalencia del metal Sistemática Stock Tradicional

FeO monoxido de hierro Oxido de hierro (II) Oxido ferroso

Fe2O3 Trioxido de dihierro Oxido de hierro (III) Óxido férrico

Li2O Óxido de dilitio Oxido de litio Óxido de litio

ZnO Oxido de zinc Oxido de zinc Óxido de zinc

Óxidos no metálicos

• Todos tiene de fórmula general (salvo OF2):

NoMe2Ovalencia del no metal• En la nomenclatura la única salvedad debe

hacerse con la tradicional, en la que se denominan “anhídridos” y no óxidos.

Óxidos no metálicos Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos)Cl2O Anhídrido hipoclorosoCl2O3 Anhídrido clorosoCl2O5 Anhídrido clórico

Cl2O7 Anhídrido perclórico

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos)SO Anhídrido hiposulfurosoSO2 Anhídrido sulfurosoSO3 Anhídrido sulfúrico

Tradicional (serán “anhídridos”, no óxidos)CO Anhídrido carbonosoCO2 Anhídrido carbónico

Peróxidos

• Contiene el grupo peróxido, formado por 2 átomos de oxigeno unidos entre sí, O2.

• Se comporta el grupo como si cada oxígeno tuviese valencia 1.

• Son combinaciones de un metal alcalino o alcalino-terreo con el grupo peróxido.

• Se pueden simplificar, pero el oxígeno debe tener al menos un 2 de un grupo peróxido.

peróxidos

• Ejemplos:• H2O2: Peróxido de hidrógeno

• Li2O2: Peróxido de Litio

• CaO2: Peróxido de Calcio

Hidruros metálicos

• Fórmula:

Metal Hvalencia del metal

• Ejemplos:CaH2: Hidruro de calcio o cálcicoFeH2.

Sistemática Stock Tradicional

CaH2 Diidruro de calcio Hidruro de calcio Hidruro cálcico

LiH Hidruro de litio Hidruro de litio Hidruro lítico

FeH2 Dihidruro de hierro Hidruro de hierro (II)

Hidruro ferroso

FeH3 Trihidruro de hierro Hidruro de hierro (III)

Hidruro férrico

Hidruros no metálicos

• Se distinguen 2 tipos, según el otro elementos:– Si el otro elemento se escribe antes que el

hidrógeno, grupos 13, 14 y 15 (B, C, Si, N, P, As y Sb) son hidruros y reciben nombres especiales.

– Si el otro elemento se escriben detrás, grupos 16 y 17 (O,S, Se, Te, F, Cl, Br, I) no serán hidruros en sentido estricto (se empezará a nombrar por el otro elemento)

Hidruros grupo 13, 14 y 15Fórmula N. STOCK N. SISTEMÁTICA N. TRAD.

NH3 Hidruro de Nitrógeno Trihidruro de nitrógeno Amoníaco

PH3 Hidruro de fósforo Trihidruro de fósforo Fosfina

AsH3 Hidruro de arsénico Trihidruro de arsénico Arsina

SbH3 Hidruro de antimonio Trihidruro de antimonio Estibina

CH4 Hidruro de carbono Tetrahidruro de carbono Metano

SiH4 Hidruro de silicio Tetrahidruro de silicio Silano

BH3 Hidruro de boro Trihidruro de boro Borano

Hidruros grupos 16 y 17

• Su fórmula es: Hvalencia no metal No metal• Se nombran siguiendo cualquiera de los 3

sistemas y como en disolución acuosa se comportan como ácidos se denominan también “acido”- no metal-”hídrico”. El H2O es el agua.

• Ejemplos:– HCl: Cloruro de hidrógeno o Ácido clorhidrico– H2S: Sulfuro de hidrógeno o Ácido Sulfhídrico

Ternarios

• Con 3 o más tipos de átomos

Ternarios

Ácidos oxácidos (anhídridos+H2O

)

Hidróxidos (óxidos

metálicos+H2O)Sales

Ternarios

• Ácidos oxácidos:– Se forman añadiendo 1 molécula de H2O a una molécula

de anhídrido (óxido no metálico) correspondiente.– Se llaman oxácidos para diferenciarlos de los hidrácidos

(ej: HCl), que no contienen oxígeno. TradicionalCl2O+H2O=HClO Ácido hipoclorosoCl2O3+H2O=HClO2 Ácido clorosoCl2O5+H2O=HClO3 Ácido clórico

Cl2O7+H2O=HClO4 Ácido perclórico

Nomenclatura sistematica de ácidos oxácidos

• La nomenclatura sistemática de los ácidos, muy empleada, consiste en una mezcla de prefijos numerales y stock.

• Se indica el nº de átomos de oxigeno, el nombre del átomo central acabado en “ato” entre paréntesis, su valencia en romanos y a continuación “de hidrógeno”. Su nomenclatura es la de una sal, como veremos luego.

SistemáticaHClO Oxoclorato (I) de hidrógenoHClO2 Dioxoclorato (III) de hidrógenoHClO3 Trioxoclorato (V) de hidrógeno

HClO4 Tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno

Otro ejemplo

• Obsérvese que no se dice “dihidrogeno”

Tradicional SistemáticaSO+H2O=H2SO2

Ácido hiposulfuroso Dioxosulfato (II) de hiidrógeno

SO2+H2O=H2SO3Ácido sulfuroso Trioxosulfato (IV) de hidrógeno

SO3+H2O=H2SO4Ácido sulfúrico Tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno

Tradicional SistemáticaN2O+H2O=HNO Ácido hiponitroso Oxonitrato (I) de hiidrógeno

N2O3+H2O=HNO2Ácido nitroso Dioxonitrato (III) de hidrógeno

N2O5+H2O=NO3Ácido nítrico Trioxonitrato (V) de hidrógeno

Otra forma de “construir” los ácidos

• Mediante la técnica de los nº de oxidación de cada átomo. El nº de oxidación de un átomo es la carga que tendría si todos sus enlaces fuesen iónicos en vez de covalentes. Vienen a coincidir con las valencias (en Q. inorgánica, al menos), pero con signo.

• La suma de los productos del nº de cada átomo por su número de oxidación debe ser la carga del compuesto, 0 si es neutro

• Se escriben los átomos que formará el oxácidos.• Encima de cada átomo los nº de oxidación de cada uno, -2

para el O, +1 para el H y +valencia para el átomo central.• Se pone el mínimo nº de átomo de O para conseguir superar

en negativo los positivos que ya tengamos.• A continuación se ponen tantos H como serann necesarios

para equilibrar la carga.• Ejemplo: ácido del S con v=2 → H2SO2

+1 +2 -2 H S O 2 (ya es neutro) 2 (ya tenemos -4)

Otra forma de “construir” los ácidos

Primero se ajusta los Oxígenos, para tener más carga negativa que lo que sumen laspositivas

Luego los HPara que sumencero.

Mas ejemplos

• S con v=6

• C con v=4

+1 +6 -2 H S O 2 (ya es neutro) 4 (ya tenemos -8, mas de +7 que

suman los positivos)

+1 +4 -2 H C O 2 (ya es neutro) 3 (ya tenemos -6, mas de +5 que

suman los positivos)

Algunas excepciones

• El P, As y Sb forman ácidos con 1,2 o 3 moléculas de H2O.– Con 1 de agua: prefijo meta-– Con 2 de agua: pefijo piro-– Con 3 de agua: prefjo –orto (generalmente no se escribe)

Tradicional SistemáticaP2O5+H2O=H2PO3

Ácido metafosfórico Trioxofosfato (V) de hidrógeno

P2O5+2H2O=H4P2O7Ácido pirofosfórico Heptaoxodifosfato (V) de hidrógeno

P2O5+3H2O=H3PO4Ácido fosfórico Tetraoxofosfato (V) de hidrógeno

Otra excepción

• El Silicio forma 2 ácidos con el SiO2 añadiendo 1 de agua (meta-) o 2 (orto- o nada, al ser el mayor). No se añaden 3.

• H2SiO3-ácidometasilicico- trioxosilicato (IV) de hidrógeno.

• H4SiO4-ácido silícico-tetraoxosilicato (IV) de hidrógeno

Hidróxidos o bases

• Se formulan añadiendo una molécula de agua al correspondiente óxido básico.

• Ej:• CaO+H2O→Ca(OH)2

• La manera más rapida de hacerlos en considerar que se forman por la unión de un metal y el grupo OH (hidroxilo o hidróxido), de valencia 1

Me(OH) valencia metal

ejemplos

Sistemática SistemáticaNaOH Hidróxido de sodio Hidroxido de sodioCa(OH)2 Hidróxido de calcio Dihodróxido de calcioFe(OH)2 Hidróxido ferroso Dihidróxido de hierro

Fe(OH)3 Hidróxido férrico Trihidróxido de hierro

Sn(OH)4 Hidróxido estannico Tetrahidróxido de estaño

Sales neutras

• Se forman por la sustitución total de todos los hidrógenos de un ácido por un metal.

• Formulación: se pone el metal en lugar del hidrógeno y su valencia se coloca como subindice del resto del ácido.

• Se simplifica si se puede– Ca con H2SO4→ Ca2(SO4)2 → CaSO4

– Al con H2SO4→ Al2(SO4)3

– Sn(IV) con H2SO4→ Sn2(SO4)4 → Sn(SO4)2

Nomenclatura de sales

• Clásica:– Si el ácido acababa en -oso, su parte

correspondiente acaba wn –ito.– Si el ácido acababa en -ico, su parte

correspondiente acaba wn –ato.CaSO4 – Sulfato de calcio

Al2(SO4)3 – Sulfato de aluminio

Sn(SO4)2 – Sulfato estánico

• Sistemática– Igual que los ácidosCaSO4 – Tetraoxosulfato (VI) de calcio

Al2(SO4)3 – Tetraoxosulfato (VI) de aluminio

Sn(SO4)2 – Tetraoxosulfato (VI) de estaño (IV)

+ ejemplos sales neutras

Sistemática SistemáticaNaNO3

Trioxonitrato (V) de sodio Nitrato de sodio

Fe(NO3)2Trioxonitrato (V) de hierro (II) Nitrato ferroso

Fe2(SO4)3Tetraoxosulfato (VI) de hierro (III) Sulfato férrico

CaCO3Trioxocarbonato (IV) de calcio Carbonato de calcio

Sn(ClO4)4Tetraoxoclorato (VII) de estaño (IV) Perclorato estánnico

Para ampliar

• Hay sales ácidas (conservan algún H)Ca(HCO3)2- Hidrogenocarbonato de calcio (bicarbonato de calcio)NaHSO4- Hidrogenosulfato de sodio (bisulfato de sodio)

• Hay sales básicas, que contienen grupos OHNa2(OH)(NO3)-hidroxinitrato de sodio