Nomenclatura y Formulacion de Los Compuestos Inorganicos_Schaum

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1

INTRODUCCIN 1En el estudio de la Qumica Inorgnica, es imprescindible establecer un lenguaje especfico que nos permita identi-ficar los compuestos a los que nos estamos refiriendo en cada momento y distinguir a unos de otros por sus nombres y frmulas. Para utilizar adecuadamente este libro es necesario partir de algunos conocimientos bsicos como los representados por los trminos tomo, ion, istopo, elemento, compuesto, molcula, enlace, configuracin elec-trnica, etc., que se pueden encontrar en cualquier texto bsico de Qumica.

En este primer captulo se presentan a modo de introduccin, algunos otros conceptos que sern profusamente mencionados a lo largo del libro y que as se podrn tener ms fcilmente presentes.

1.1 SMBOLO ATMICO

Es el conjunto de una, dos o tres letras que se usa para representar un tomo en una frmula qumica.

Ejemplo 1.1

Elemento Smbolo

Hidrgeno H

Hierro Fe

Frecuentemente, para describir adecuadamente un elemento qumico se acompaa su smbolo atmico con subn-dices y superndices que dan informacin sobre su nmero atmico, nmero msico y carga inica .

Como recordar:

El nmero atmico es el nmero de protones de ese tomo.

El nmero msico es el nmero total de protones y neutrones de ese tomo.

As, el nmero msico A de un tomo de smbolo X se indica por un superndice a la izquierda (AX); la carga inica q por un superndice a la derecha acompaado del correspondiente signo 1 o 2 (Xq1 o Xq2 , no debe utilizarse X1 q o X2 q); y el nmero atmico Z se indica por un subndice a la izquierda (zX).

Ejemplo 1.2

Observe como se representa un tomo de azufre (S), de nmero msico 32 y con dos cargas positivas (21 ).

N msico 32

S21 Carga inica

N atmico 16

2 NOMENCLATURA Y FORMULACIN DE LOS COMPUESTOS INORG`NICOS

En la tabla siguiente se muestran los smbolos de los elementos ordenados por nmeros atmicos crecientes, junto con sus masas atmicas y configuraciones electrnicas ms externas.

Las masas atmicas mostradas son valores promedios (en unidades de masa atmica) teniendo en cuenta la abundancia isotpica natural de cada elemento. Recuerde que una unidad de masa atmica (uma) es la doceava parte de la masa de un tomo de 12C (carbono-12).

TABLA 1.1

Nmero atmico

Smbolo NombreMasa

atmica

Estructura electrnica ms externa

1 H Hidrgeno 1,0079 1s1

2 He Helio 4,0026 1s2

3 Li Litio 6,941 2s1

4 Be Berilio 9,012 2s2

5 B Boro 10,810 2s2 sp1

6 C Carbono 12,011 2s2 2p2

7 N Nitrgeno 14,006 2s2 2p3

8 O Oxgeno 15,999 2s2 2p4

9 F Flor 18,998 2s2 2p5

10 Ne Nen 20,179 2s2 2p6

11 Na Sodio 22,989 3s1

12 Mg Magnesio 24,305 3s2

13 Al Aluminio 26,981 3s2 3p1

14 Si Silicio 28,085 3s2 3p2

15 P Fsforo 30,973 3s2 3p3

16 S Azufre 32,066 3s2 3p4

17 Cl Cloro 35,452 3s2 3p5

18 Ar Argn 39,948 3s2 3p6

19 K Potasio 39,098 4s1

20 Ca Calcio 40,078 4s2

21 Sc Escandio 44,956 3d1 4s2

22 Ti Titanio 47,88 3d2 4s2

23 V Vanadio 50,941 3d3 4s2

24 Cr Cromo 51,996 3d5 4s1

25 Mn Manganeso 54,938 3d5 4s2

26 Fe Hierro 55,847 3d2 4s2

27 Co Cobalto 58,933 3d7 4s2

28 Ni Niquel 58,69 3d8 4sv

TABLA 1.1 (continuacin)

Nmero atmico

Smbolo NombreMasa

atmica


29 Cu Cobre 63,546 3d10 4s1

30 Zn Cinc 65,39 3d10 4s2

31 Ga Galio 69,723 4s2 4p1

32 Ge Germanio 72,61 4s2 4p2

33 As Arsnico 74,921 4s2 4p3

34 Se Selenio 78,96 4s2 4p4

35 Br Bromo 79,904 4s2 4p5

36 Kr Kriptn 83,80 4s2 4p6

37 Rb Rubidio 85,467 5s1

38 Sr Estrncio 87,62 5s2

39 Y Itrio 88,905 4d1 5s2

40 Zr Circonio 91,224 4d2 5s2

41 Nb Niobio 92,906 4d4 5s1

42 Mo Molibdeno 95,94 4d5 5s1

43 Tc Tecnecio 98,906 4d5 5s2

44 Ru Rutenio 101,07 4d7 5s1

45 Rh Rodio 102,905 4d8 5s1

46 Pd Paladio 106,42 4d10 5s0

47 Ag Plata 107,868 4d10 5s1

48 Cd Cadmio 112,411 4d10 5s2

49 In Indio 114,82 5s2 5p1

50 Sn Estao 118,710 5s2 5p2

51 Sb Antimonio 121,75 5s2 5p3

52 Te Teluro 127,60 5s2 5p4

53 I Yodo 126,904 5s2 5p5

54 Xe Xenn 131,29 5s2 5p6

55 Cs Cesio 132,905 6s1

56 Ba Bario 137,27 6s2

57 La Lantano 138,905 5d1 6s2

58 Ce Cerio 140,115 4f2 5d0 6s2

59 Pr Praseodimio 140,907 4f3 5d0 6s2

60 Nd Neodimio 144,24 4f4 5d0 6s2

INTRODUCCIN 3



Nmero atmico

Smbolo NombreMasa

atmica


61 Pm Prometio (145) 4f5 5d0 6s2

62 Sm Samario 150,36 4f6 5d0 6s2

63 Eu Europio 151,965 4f7 5d0 6s2

64 Gd Gadolinio 157,25 4f7 5d1 6s2

65 Tb Terbio 158,925 4f9 5d0 6s2

66 Dy Disprosio 162,50 4f10 5d0 6s2

67 Ho Holmio 164,930 4f11 5d0 6s2

68 Er Erbio 167,26 4f12 5d0 6s2

69 Tm Tulio 168,934 4f12 5d0 6s2

70 Yb Iterbio 173,04 4f14 5d0 6s2

71 Lu Lutecio 174,967 4f14 5d1 6s2

72 Hf Hafnio 178,49 5d2 6s2

73 Ta Tntalo 180,948 5d3 6s2

74 W Wolframio 183,85 5d4 6s2

75 Re Renio 186,207 5d5 6s2

76 Os Osmio 190,2 5d6 6s2

77 Ir Iridio 192,22 5d7 6s2

78 Pt Platino 195,08 5d9 6s1

79 Au Oro 196,966 5d10 6s1

80 Hg Mercurio 200,59 5d10 6s2

81 Tl Talio 204,383 6s2 6p1

82 Pb Plomo 207,2 6s2 6p2

83 Bi Bismuto 208,980 6s2 6p3

84 Po Polonio (209) 6s2 6p4

85 At Astato (210) 6s2 6p5

86 Rn Radn (222) 6s2 6p6

87 Fr Francio (223) 7s1

88 Ra Radio 226,025 7s2

89 Ac Actinio (227) 6d1 7s2

90 Th Torio 232,038 6d2 7s2

91 Pa Protactinio 231,035 5f2 6d1 7s2

92 U Uranio 238,028 5f3 6d1 7s2


Nmero atmico

Smbolo NombreMasa

atmica


93 Np Neptunio 237,048 5f4 6d1 7s2

94 Pu Plutonio (244) 5f6 6d0 7s2

95 Am Americio (243) 5f7 6d0 7s2

96 Cm Curio (247) 5f7 6d1 7s2

97 Bk Berkelio (247) 5f9 6d0 7s2

98 Cf Californio (251) 5f10 6d0 7s2

99 Es Einstenio (252) 5f11 6d0 7s2

100 Fm Fermio (257) 5f12 6d0 7s2

101 Md Mendelevio (258) 5f13 6d0 7s2

102 No Nobelio (259) 5f14 6d0 7s2

103 Lr Lawrencio (262) 5f14 6d1 7s2

104 Rf Rutherfordio (261) 6d2 7s2

105 Db Dubnio (262) 6d3 7s2

106 Sg Seaborgio (266) 6d4 7s2

107 Bh Bohrio (264) 6d5 7s2

108 Rf Hassio (269) 6d6 7s2

109 Mt Meitnerio (268) 6d7 7s2

110 Ds Darmstadtio (271) 6d8 7s2

111 Rg Roentgenio (272) 6d9 7s2

112 Uub Ununbio (285) 6d10 7s2

113 Uut Ununtrio (284) 7s2 7p1

114 Uuq Ununquadio (289) 7s2 7p2

115 Uup Ununpentio (288) 7s2 7p3

116 Uuh Ununhexio (292) 7s2 7p4

1.2 TABLA PERIDICA

La Tabla Peridica o Sistema Peridico es un ordenamiento de los elementos en filas y columnas, en orden creciente de nmeros atmicos y de acuerdo con su configuracin electrnica.

En la Tabla Peridica se denominan:

Perodos a las filas horizontales.

Grupos a las columnas verticales.

Al final de este captulo se muestran dos versiones de la Tabla Peridica: la convencional de 18 Grupos y la expandida de 32. Por su mayor claridad, en este texto usaremos la numeracin de Grupos ms recientemente propuesto por la IUPAC, que consiste en numerarlos del 1 al 18.

INTRODUCCIN 5


De acuerdo con su posicin en la Tabla, los elementos se clasifican de diversos modos. El ms general es el siguiente:

TABLA 1.2

Metales

Elementos Semimetales

No metales

Otras agrupaciones de elementos reciben tambin nombres colectivos cuyo uso est muy extendido.

TABLA 1.3

Nombre colectivo Elementos

Elementos de grupos principalesLos de los Grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y 18 (excepto el hidrgeno ).

Elementos caractersticosLos dos primeros elementos de los grupos principales (excepto los del Grupo 18).

Metales alcalinos Elementos del Grupo 1 (excepto el hidrgeno ).

Metales alcalinotrreosElementos del Grupo 2 (No siempre se incluye el berilio (Be) y magnesio (Mg) bajo esta denominacin).

Calcgenos Elementos del Grupo 16.

Halgenos Elementos del Grupo 17.

Gases nobles Elementos del Grupo 18.

Lantnidos Elementos del lantano (La) al lutecio (Lu).

Actnidos Elementos del actinio (Ac) al laurencio (Lr ).

Elementos de transicinLos de los Grupos 3 al 11. El Grupo 12 tambien se suele incluir.

Primera serie de transicin Elementos del escandio (Sc) al cobre (Cu).

Elementos de transicin interna Lantnidos y actnidos.

Tierras raras Escandio (Sc), trio (Y) y los lantnidos.

Los elementos 112-116 han sido sintetizados recientemente, pero an no han sido nombrados.

Tambin se han hecho otras agrupaciones que clasifican los elementos en funcin de su configuracin electrnica y que resultan muy tiles para racionalizar la reactividad de los miembros de cada una de esas agrupaciones, que mostramos a continuacin.

TABLA 1.4

Nombre colectivo Elementos

Elementos del bloque s Li, Be y otros elementos de sus Grupos.

Elementos del bloque p Del B al Ne y otros elementos de sus Grupos.

Elementos de bloque d Del Sc al Zn y otros elementos de sus Grupos.

Elementos del bloque f Del Ce al Lu y otros elementos de sus Grupos.

1.3 NMERO DE OXIDACIN

El nmero de oxidacin o estado de oxidacin de un tomo X en un compuesto qumico X-Y, es la carga que presentara dicho tomo si los pares electrnicos de su enlace con Y fuesen asignados al tomo ms electronegativo de los dos. Si hubiese varios enlaces, se aplicara el mismo procedimiento a todos ellos. Un elemento puede, pues, presentar distintos estados de oxidacin dependiendo del compuesto del que forme parte.

Los nmeros de oxidacin son entonces una medida de la capacidad de combinacin de ese tomo, y se represen-tan mediante numerales romanos que pueden ser, segn los casos, positivos, negativos o cero. En este ltimo caso por ejemplo, en sustancias homoatmicas, su representacin es 0.

Estos nmeros se utilizan con profusin en nomenclatura sistemtica (sistema de Stock) y se escriben entre parntesis, inmediatamente despus del nombre del elemento al que se refieren.

El signo 1 no se escribe, pero s el 2 . Sin embargo, en este texto, incluiremos el signo 1 en algunas tablas, para proporcionar la mxima claridad al lector.

En la Tabla Peridica que acompaa a este captulo se muestran los nmeros de oxidacin ms usuales de todos los elementos. Ser fcil recordar los principales nmeros de oxidacin de muchos de ellos asocindolos a su posicin en dicha tabla.

1.4 NMERO DE CARGA

El nmero de carga de un ion es el nmero que representa su carga inica. Se utiliza con cationes y aniones, pero nunca con especies neutras.

En nomenclatura sistemtica (sistema de Ewens-Bassett), se representa por un numeral arbico seguido del signo 1 o 2 entre parntesis. Estos nmeros se utilizarn ampliamente en los ltimos captulos de este texto.

1.5 FRMULAS

Son representaciones muy sencillas de los compuestos qumicos basadas en el uso de smbolos, subndices, parn-tesis, trazos, etc. Una frmula debe designar a un compuesto lo ms claramente posible y evitar ambigedades. Las podemos clasificar en:

Ejemplo 1.3

Frmulas

Empricas KCl CaSO4Moleculares S2Cl2 H2O

Estructurales (desarrolladas)

Las normas de formulacin para los distintos tipos de compuestos inorgnicos se vern en los captulos sucesivos. A continuacin se indican sucintamente las caractersticas de los tipos ms importantes de frmulas y la informacin que proporcionan.

Frmula emprica

La frmula emprica de un compuesto es la formada por los smbolos atmicos y los subndices numricos apropia-dos. La frmula emprica ref leja la composicin del compuesto expresada de manera que, utilizando nmeros enteros para los subndices, su relacin sea la menor posible. En consecuencia, una frmula emprica muestra solamente la composicin estequiomtrica del compuesto, y por ello no permite calcular su masa molecular o inica .

Este tipo de frmulas suelen utilizarse para representar compuestos de estructura espacial indefinida o infinita, tales como redes inicas o metlicas, polmeros, etc., que no forman molculas discretas.

INTRODUCCIN 7


Ejemplo 1.4

KCl CaSO4 (HBO2)n

Frmulas moleculares

Las frmulas moleculares ref lejan la composicin exacta de las molculas de un compuesto formado por molculas discretas, y por tanto dan informacin sobre los elementos que la constituyen, la estequiometra y permiten calcular las masas moleculares.

Para referirse a las frmulas de iones, radicales, etc., que no son estrictamente molculas, se utiliza tambin el nombre de frmula de grupo .

Ejemplo 1.5

Frmula molecular Frmula incorrecta

H2O

S2Cl2 SCl

H4P2O6 H2PO3

Frmulas estructurales o desarrolladas

Son frmulas que proporcionan mucha ms informacin que las anteriores, al especificar no slo la composicin sino tambin las conexiones entre los distintos tomos que constituyen el compuesto y su posicin en el espacio.

El grado de informacin que proporcionan puede ser muy variable y as, si se desea, se pueden distinguir los diversos tipos de enlace mostrndolos con trazos simples, dobles o triples. Se puede tambin elegir entre trazos continuos o discontinuos para mostrar la tridimensionalidad del compuesto (estreoformulas).

Como se puede ver, las frmulas desarrolladas son las representaciones que ms se aproximan a la realidad de la estructura qumica y por eso son especialmente tiles para el estudio de la reactividad y propiedades de los compuestos qumicos.

Obsrvese a continuacin algunas frmulas estructurales del cido difosfrico, y ntese el distinto grado de informacin que proporciona cada una.

Ejemplo 1.6

Frmula molecular Frmulas desarrolladas

H4P2O7 (OH)2OPOPO(OH)2

INTRODUCCIN 9

Ejemplo 1.6

Frmula molecular Frmulas desarrolladas

1.6 SISTEMAS DE NOMENCLATURA

Al igual que con las frmulas, un nombre debe definir un compuesto del modo ms claro e inambigo posible. En este libro, veremos cmo se nombran los distintos tipos de compuestos inorgnicos utilizando esencialmente no-menclatura sistemtica. Slo en aquellos casos en los que est admitida por la comunidad cientfica, utilizaremos la nomenclatura tradicional u otras semisistemticas.

10 NO

ME

NC

LA

TU

RA

Y F

OR

MU

LAC

IN D

E LO

S C

OM

PU

ES

TO

S IN

OR

G`N

ICO

S

TABLA 1.5 TABLA PERIDICA CON LOS NMEROS DE OXIDACIN M`S FRECUENTES

1IA

2IIA

3IIIA

4IVA

5VA

6VIA

7VIIA

8 9VIIIA

10 11 IB

12 IIB

13 IIIB

14 IVB

15 VB

16 VIB

17 VIIB

18 VIIIB

3

H1 I2 I

2

He

3

Li 1 I

4

Be 1 II

5

B1 III

6

C1 IV II 1 II IV

7

N1 V 1 II

1 IV 1 I1 III III

8

OI II

9

F2 I

10

Ne

11

Na1 I

12

Mg 1 I

13

Al 1 III

14

Si 1 IV II 1 II IV

15

P1 V1 III III

16

S1 VI 1 II 1 IV II

17

Cl 1 VII 1 I

1 V 2 I1 III

18

Ar

19

K1 I

20

Ca 1 II

21

Sc1 III

22

Ti 1 IV1 III1 II

23

V1 V 1 III1 IV 1 II

24

Cr 1 IV1 III1 II

25

Mn 1 VII 1 III1 VI 1 II1 IV

26

Fe 1 III1 II

27

Co 1 III1 II

28

Ni 1 III1 II

29

Cu 1 II 1 I

30

Zn 1 II

31

Ga 1 III

32

Ge 1 IV IV

33

As 1 V1 III III

34

Se 1 VI 1 IV II

35

Br 1 VII 1 I

1 V 2 I1 III

36

Kr

37

Rb 1 I

38

Sr 1 II

39

Y1 III

40

Zr 1 IV

41

Nb 1 V1 III

42

Mo1 VI 1 III1 IV

43

Tc 1 VII

44

Ru1 II 1 VI

1 III 1 VIII1 IV

45

Rh1 II

1 III 1 IV

46

Pd 1 IV1 II

47

Ag 1 I

48

Cd 1 II

49

In 1 III

50

Sn 1 IV 1 II

51

Sb 1 V1 III III

52

Te 1 VI 1 IV II

53

I1 VII 1 I

1 V 2 I1 III

54

Xe

55

Cs 1 I

56

Ba 1 II

57 71

La-Lu72

Hf 1 IV

73

Ta 1 V

74

W1 VI 1 III1 V 1 II

1 IV

75

Re 1 II 1 VI

1 IV 1 VII

76

Os 1 II 1 VI

1 III 1 VIII1 IV

77

Ir1 II 1 IV

1 III 1 VI

78

Pt1 IV1 II

79

Au1 III1 I

80

Hg1 II1 I

81

Tl1 III1 I

82

Pb 1 IV1 II

83

Bi 1 V1 III III

84

Po 1 II

85

At 1 I 1 V2 I

86

Rn

87

Fr 1 I

88

Ra 1 II

89 103

Ac-Lr

57

La 1 III

58

Ce 1 III 1 IV

59

Pr 1 III 1 IV

60

Nd 1 III

61

Pm 1 III

62

Sm 1 II 1 III

63

Eu 1 II 1 III

64

Gd 1 III

65

Tb 1 III 1 IV

66

Dy 1 III

67

Ho 1 III

68

Er 1 III

69

Tm 1 II 1 III

70

Yb 1 II 1 III

71

Lu 1 III

89

Ac 1 III

90

Th 1 IV

91

Pa 1 IV 1 IV

92

U1 III 1 V1 IV 1 VI

93

Np 1 III 1 V1 IV 1 VI

94

Pu 1 III 1 V1 IV 1 VI

95

Am 1 III 1 V1 IV 1 VI

96

Cm 1 III

97

Bk 1 III 1 IV

98

Cf 1 III

99

Es 1 III

100

Fm 1 III

101

Md 1 II 1 III

102

No 1 II 1 III

103

Lr 1 III

INT

RO

DU

CC

IN11

TABLA 1.6 TABLA PERIDICA DE 32 COLUMNAS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181

H2

He

3

Li4

Be5

B6

C7

N8

O9

F10

Ne

11

Na12

Mg13

Al14

Si15

P16

S17

Cl18

Ar

19

K20

Ca21

Sc22

Ti23

V24

Cr25

Mn26

Fe27

Co28

Ni29

Cu30

Zn31

Ga32

Ge33

As34

Se35

Br36

Kr

37

Rb38

Sr39

Y40

Zr41

Nb42

Mo43

Tc44

Ru45

Rh46

Pd47

Ag48

Cd49

In50

Sn51

Sb52

Te53

I54

Xe

55

Cs56

Ba57

La58

Ce59

Pr60

Nd61

Pm62

Sm63

Eu64

Gd65

Tb66

Dy67

Ho68

Er69

Tm70

Yb71

Lu72

Hf73

Ta74

W75

Re76

Os77

Ir78

Pt79

Au80

Hg81

Tl82

Pb83

Bi84

Po85

At86

Rn

87

Fr88

Ra89

Ac90

Th91

Pa92

U93

Np94

Pu95

Am96

Cm97

Bk98

Cf99

Es100

Fm101

Md102

No103

Lr104

Rf105

Db106

Sg107

Bh108

Rf109

Mt110

Ds111

Rg112

Uub113

Uut114

Uuq115

Uup116

Uuh

12 NO

ME

NC

LAT

UR

A Y

FO

RM

ULA

CIN

DE

LOS

CO

MP

UE

ST

OS

INO

RG

`NIC

OS

Metales

Metaloides

No metales

Nmero atmico

Masa atmica

11A

22A

33B

44B

55B

66B

77B

98B

111B

122B

133A

144A

155A

166A

177A

188A

8 10

5B

Boro10,81

14Si

Silicio28,09

32Ge

Germanio72,59

33As

Arsnico74,92

51Sb

Antimonio121,8

52Te

Telurio127,6

84Po

Polonio(210)

85At

Astatinio(210)

(117)

3LiLitio

6,941

4BeBerilio9,012

11NaSodio

22,99

12Mg

Magnesio24,31

55CsCesio

132,9

56BaBario

137,3

87Fr

Francio(223)

88RaRadio

(226)

57La

Lantano138,9

72HfHafnio178,5

73Ta

Tntalo180,9

74W

Wolframio183,9

75ReRenio

186,2

76OsOsmio190,2

77IrIridio

192,2

78Pt

Platino195,1

79Au

Oro197,0

80Hg

Mercurio200,6

81TlTalio

204,4

82PbPlomo

207,2

83Bi

Bismuto209,0

19K

Potasio39,10

20CaCalcio

40,08

37RbRubidio85,47

38Sr

Estroncio87,62

21Sc

Escandio44,96

22Ti

Titanio47,88

39YItrio

88,91

40Zr

Zirconio91,22

23V

Vanadio50,94

24CrCromo52,00

41NbNiobio92,91

42Mo

Molibdeno95,94

25Mn

Manganeso54,94

26FeHierro

55,85

43Tc

Tecnecio(98)

44RuRutenio101,1

27CoCobalto58,93

28Ni

Nquel58,69

45RhRodio

102,9

46PdPaladio106,4

29CuCobre

63,55

30ZnZinc

65,39

47AgPlata

107,9

48CdCadmio112,4

31GaGalio

69,72

13Al

Aluminio26,98

49InIndio

114,8

50SnEstao118,7

6C

Carbono12,01

7N

Nitrgeno14,01

8O

Oxgeno16,00

9F

Flor19,00

10NeNen

20,18

15P

Fsforo30,97

16S

Azufre32,07

17ClCloro

35,45

18ArArgn

39,95

34Se

Selenio78,96

35BrBromo79,90

36KrKriptn83,80

53I

Yodo126,9

54XeXenn131,3

86RnRadn(222)

(118)

2HeHelio

4,003

58CeCerio

140,1

59Pr

Praseodimio140,9

90ThTorio

232,0

91Pa

Protactinio(231)

60Nd

Neodimio144,2

61Pm

Prometio(147)

92U

Uranio238,0

93Np

Neptunio(237)

62SmSamario150,4

63Eu

Europio152,0

94Pu

Plutonio(242)

95AmAmericio(243)

64Gd

Gadolinio157,3

65TbTerbio

158,9

96CmCurio

(247)

97Bk

Berkelio(247)

66Dy

Disprosio162,5

67HoHolmio164,9

98Cf

Californio(249)

99Es

Einstenio(254)

68ErErbio

167,3

69TmTulio

168,9

100FmFermio(253)

101Md

Mendelevio(256)

70YbIterbio173,0

71LuLutecio175,0

102No

Nobelio(254)

103Lr

Laurencio(257)

1H

Hidrgeno1,008

24CrCromo52,00

(116)UuhUnunhexio(292)

89AcActinio(227)

104Rf

Rutherfordio(261)

105DbDubnio(262)

106Sg

Seaborgo(266)

107BhBohrio(264)

108HsHassio(269)

109Mt

Meitnerio(268)

110Ds

Darmestadtio(271)

111Rg

Roentgenio(272)

112UubUnunbio(285)

113UutUnuntrio(284)

114Uuq

Ununquadio(289)

115Uup

Ununpentio(288)

TABLA 1.7 TABLA PERIDICA DE 32 COLUMNAS

13

LOSELEMENTOS QUMICOS: ESPECIES HOMOATMICAS

22.1 ELEMENTOS

Los elementos qumicos son sustancias fundamentales constituidas por tomos que tienen el mismo nmero atmico,es decir, el mismo nmero de protones en sus ncleos.

El nmero de tomos que forman un elemento es variable, y esto permite clasificarlos fcilmente en:

a) Elementos monoatmicos: son los constituidos por un nico tomo, tal como ocurre en los gases nobles.

Ejemplo 2.1

El helio (He).

b) Elementos diatmicos: son los formados por dos tomos. Ejemplos representativos se encuentran en los halgenos y otros elementos no metlicos tales como el hidrgeno, nitrgeno u oxgeno.

Ejemplo 2.2

La molcula de cloro (Cl2).

c) Elementos poliatmicos: constituidos por ms de dos tomos. En este grupo se incluyen tanto los elementos formados por agrupaciones con un nmero definido de tomos molculas como aquellos formados por redes indefinidas.

Ejemplo 2.3

El azufre, que puede presentarse formando molculas de 8 tomos (S8).

El carbono (C) que forma redes indefinidas.

Ejemplo 2.4

Monoatmicos He, Ne

Elementos Diatmicos O2, Br2Poliatmicos S8, Cn

2.2 ELEMENTOS DE ESTRUCTURA DEFINIDA

Formulacin

Para representar un elemento formado por molculas con un nmero n definido de tomos, se escribe el smbolo atmico A con el subndice n a su derecha (An). En el caso particular de los elementos monoatmicos (n=1), por simplicidad, se omite el subndice.

As, elementos como los gases nobles (helio, nen, argn, kriptn, xenn y radn), que tienen una estructura monoatmica, se representan por su smbolo, mientras que el hidrgeno, nitrgeno, oxgeno, f lor, cloro, bromo y yodo, en forma de molculas diatmicas, se representan por el smbolo del elemento al que se aade el subndice 2. En los casos de molculas poliatmicas se utiliza el subndice que corresponda.


Ejemplo 2.5

Monoatmicos He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Diatmicos H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2Poliatmicos P4, S6, S8

Nomenclatura

Para nombrar cualquier elemento de frmula molecular definida elementos monoatmicos, diatmicos, etc. se aade al nombre del tomo, el prefijo numrico que indica el nmero de tomos de la molcula.

Los prefijos que designan los doce primeros nmeros son:

TABLA 2.1

1 mono 7 hepta

2 di 8 octa

3 tri 9 nona

4 tetra 10 deca

5 penta 11 undeca

6 hexa 12 dodeca

El prefijo mono- slo se usa cuando el elemento no existe normalmente en estado monoatmico. En el caso de los elementos diatmicos ms comunes, es tambin frecuente que se omita el prefijo di-.

Ejemplo 2.6

Frmula Nombre sistemtico Nombre comn

H Monohidrgeno Hidrgeno atmico

N Mononitrgeno Nitrgeno atmico

N2 Dinitrgeno Nitrgeno

He Helio

Br2 Dibromo Bromo

2.3 ELEMENTOS DE ESTRUCTURA INDEFINIDA

Formulacin

Los elementos de estructura molecular infinita o indefinida metales y otros elementos qumicos que forman redes se representan por su smbolo atmico, que a veces se acompaa de descriptores que informan sobre el estado fsico como la palabra slido , entre parntesis o del subndice n, que indica precisamente que el nmero de tomos no est definido.

Nomenclatura

Se nombran utilizando el nombre del tomo constituyente y mencionando su estado fsico si es necesario.

LOS ELEMENTOS QUMICOS: ESPECIES HOMOATMICAS15

Ejemplo 2.7

Frmula Nombre

Fe (slido) Hierro

K (slido) Potasio

Hg (lquido) Mercurio

Sen Selenio

2.4 ALTROPOS

Se denominan altropos, o formas alotrpicas, a las distintas modificaciones estructurales en las que se presenta un elemento. Las formas alotrpicas se diferencian entre s, bien por el nmero de tomos, o bien por los tipos de red cristalina.

Ejemplo 2.7

El dioxgeno (O2 ) y el trioxgeno (ozono, O3 ) son dos formas alotrpicas del oxgeno, y el diamante y el grafito lo son del carbono.

Formulacin

Se formulan como antes, utilizando el smbolo atmico y el subndice correspondiente.

Nomenclatura

Si la forma alotrpica est constituida por molculas discretas que poseen un nmero fijo de tomos, se nombran del modo visto anteriormente para elementos de estructura definida. El prefijo poli- se admite para designar nmeros grandes y desconocidos cadenas o anillos de gran tamao, etc. Si un elemento se presenta como una mezcla de altropos, se denomina simplemente por el nombre del tomo.

Adems de la nomenclatura sistemtica, es frecuente emplear nombres comunes para muchas de las formas alotrpicas ms conocidas. Fjese en que, a menudo, en dichos nombres se utilizan descriptores que pueden ser OHWUDVJULHJDV.HWFFRORUHVEODQFRURMRDPDULOORHWFRQRPEUHVGHPLQHUDOHVJUDILWRGLDPDQWHHWF

Le mostramos una seleccin de sustancias homoatmicas en la que se incluyen sus nombres sistemticos y comunes.

Ejemplo 2.8


O2 Dioxgeno Oxgeno

O3 Trioxgeno Ozono

P4 Tetrafsforo Fsforo blanco

S6 Hexaazufre

S8 Octaazufre$]XIUH.

$]XIUH

Sn PoliazufreAzufre P(Azufre plstico)

S6 1 S8 1 Sn Azufre


Cuando un elemento posee modificaciones alotrpicas de tipo cristalino, la nomenclatura sistemtica incluye trminos que describen el tipo de red cristalina. Dada su complejidad, no se describen en este texto. A continuacin, mostramos algunos ejemplos incluyendo los nombres comunes, mucho ms utilizados.

Ejemplo 2.9

Frmula Nombre comn

PnFsforo negroFsforo rojo

CnDiamanteGrafito

Fen+LHUUR.+LHUUR

2.5 ISTOPOS

Los istopos de un elemento son los tomos que poseen el mismo nmero atmico pero distinta masa atmica, o lo que es igual, el mismo nmero de protones pero distinto nmero de neutrones.

Formulacin

Se representan por el smbolo del elemento (A), con un superndice m a la izquierda que especifica la masa atmica, ( mA).

Ejemplo 2.10

El elemento carbono, de nmero atmico 6 y masa atmica 12, se representa por el smbolo 12C.

Nomenclatura

Los istopos reciben el nombre del tomo constituyente seguido del nmero que indica la masa atmica.

Ejemplo 2.11

El elemento representado por 12C se llama carbono-12.

La excepcin la constituye el hidrgeno. Sus tres istopos reciben los siguientes nombres y smbolos.

Ejemplo 2.12

Smbolo Nombre

1H Protio2H (o D) Deuterio3H (o T) Tritio

Las molculas de dideuterio ( 2H2 o D2 ) y de ditritio ( 3H2 o T2 ), al igual que ya vimos para situaciones anlogas,

se suelen denominar con los nombres comunes de deuterio y tritio respectivamente.

2.6 FRMULAS DESARROLLADAS

En algunos casos resulta sencillo representar los elementos poliatmicos mediante frmulas estructurales desarro-lladas que indican la disposicin espacial de los tomos en la molcula. Tal es el caso de los elementos diatmicos,


dnde se utilizan trazos entre los smbolos atmicos para indicar los enlaces covalentes que se forman por compar-ticin de dos electrones. Los dobles enlaces se indican por dos trazos y los triples por tres. Dichas representaciones VRQPX\~WLOHVDSHVDUGHTXHQRLQIRUPDQVREUHHOWLSR1RGHHQODFH3DUDVXPHMRUFRPSUHQVLyQHOOHFWRUGHEHfamiliarizarse con las llamadas representaciones de Lewis, que figuran en cualquier texto de Qumica bsica, y de las que la mostramos unos ejemplos.

Ejemplo 2.13

Estructura de Lewis Frmula molecular Frmula desarrollada

H2

Cl2

O2

N2

S8

Ejercicios

2.1. Escriba las frmulas de las siguientes substancias.

a) Mercurio b) Aluminio c) Xenn d) Yodo

e) Monoyodo f) Diyodo g) Yodo atmico h) Poliazufre

a) b) c) d)

e) f) g) h)

2.2. Nombre las siguientes substancias.

a) Ti b) 79Br c) F2 d) Cl

e) 3H2 f) T2 g) O3 h) Pn


a) b) c) d)

e) f) g) h)

2.3. Seleccione, de entre las siguientes parejas, las frmulas que representen dos formas alotrpicas de un mismo ele-mento.

a) O2 y O3 b) S6 y S20 c)16O y 18O

d) 2H2 y 3H2 e) P4 y Pn f) Cn y C60

Respuesta:

2.4. Seale cules de los siguientes istopos estn descritos incorrectamente.

a) 188O b) 32H c)

31H d)

42He e)

1226Mg

Respuesta:

2.5. Entre los siguientes nombres y frmulas seleccione aquellos que representan substancias homoatmicas.

a) Agua b) Sal comn c) Diamante d) Sacarosa e) Etanol f) Aire g) Cuarzo

h) Esmeralda i) Estao gris j) Manganeso / k) Bronce l) 81Br2 m) 2H - 3H n) HCl

Respuesta:

2.6. Represente mediante frmulas desarrolladas, las molculas siguientes mostrando los pares electrnicos no com-partidos.

a) F2 b) O3 c) P4 d) S8

a) b)


c) d)

Soluciones

2.1.a) b) c) d)

Hg Al Xe I2

e) f) g) h)

I I2 I sn

2.2.a) b) c) d)

Titanio Bromo-79DiflorFlor

MonocloroCloro atmico

e) f) g) h)

DitritioTritio

DitritioTritio

TrioxgenoOzono

Fsforo negro

2.3.a) b) e) f)

2.4.b) e)

2.5.c) i) j) l) m)


2.6.

a) b)

c) d)

21

COMPUESTOSBINARIOS DEL HIDRGENO 3Se denominan compuestos binarios a los formados por dos elementos diferentes.

Las compuestos binarios formados por hidrgeno con otros elementos, se conocen por hidruros y tienen propie-dades fsicas y qumicas muy variadas que se relacionan con el mayor o menor carcter covalente de sus enlaces y las electronegatividades de sus componentes. El tomo de hidrgeno posee un nico electrn (1s1), que en unos casos se cede fcilmente al otro elemento, mientras que en otros es el hidrgeno el que capta o comparte un electrn del otro elemento. De esta forma se completa el orbital 1s y adquiere la configuracin electrnica del helio (1s2).

Vamos a ver cmo se nombran las combinaciones binarias del hidrgeno con los elementos no metlicos y con los metlicos.

3.1 HIDRGENO CON NO METALES

Formulacin

Para formular los compuestos binarios de hidrgeno con no metales, siga los siguientes pasos:

1) Escriba los smbolos del hidrgeno y del otro elemento en el orden que establece la siguiente lista, escribiendo primero el que aparece ms a la izquierda.

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

Esta secuencia basada, aunque no de un modo estricto, en orden de electronegatividades es tambin utilizada para la formulacin de cualquier otra combinacin binaria entre no metales.

2) Escriba, a la derecha de cada smbolo, el subndice numrico que corresponde al nmero de oxidacin del otroelemento (el subndice 1 se omite por simplicidad).

Para ello tenga en cuenta que en las combinaciones del hidrgeno con no metales, se considera que su n-mero de oxidacin es 1 I , mientras que al otro elemento le corresponde un nmero de oxidacin negativo. A continuacin, mostramos los nmeros de oxidacin usuales para los elementos de la lista anterior en sus combinaciones con hidrgeno. Es conveniente que asocies esos nmeros de oxidacin con su posicin Grupo en la Tabla Peridica.

TABLA 3.1

Grupo Elementos N de oxidacin

13 B 2 III

14 C, Si 2 IV

15 N, P, As, Sb 2 III

16 O, S, Se, Te 2 II

17 F, Cl, Br, I, At 2 I


Ejemplo 3.1

N de oxidacin Frmula Frmulas incorrectas

H = 1 I Si = 2 IV SiH4 H4Si, Si4H

H = 1 I N = 2 III NH3 H3N, N3H

H = 1 I O = 2 II H2O OH2, HO2

H = 1 I Br = 2 I HBr BrH

Como se puede comprobar en los ejemplos anteriores, la suma de los nmeros de oxidacin de todos los tomos de un compuesto neutro es cero.

Nomenclatura

Para nombrarlos, vamos a dividir las combinaciones binarias de hidrgeno con no metales en dos grupos.

a) Hidrcidos. Nomenclatura sistemtica

Los compuestos de hidrgeno con F, Cl, Br, I , S, Se y Te suelen recibir el nombre de hidrcidos, debido a que al disolverse en agua y disociarse generan disoluciones cidas.

Se nombran aadiendo la terminacin -uro al nombre a veces abreviado o de origen latino de dichos elementos, seguidos de las palabras de hidrgeno.

Se pueden tambin nombrar aadindole al nombre del elemento la terminacin -ano, pero esta nomencla-tura es mucho menos utilizada.

Los hidrcidos generados en disolucin acuosa, se nombran con la palabra cido seguida del nombre del no metal al que se aade el sufijo -hdrico.

Ejemplo 3.2

Frmula Nombre sistemtico Nombre en disolucin acuosa

HFFluoruro de hidrgeno Fluorano

`cido f luorhdrico

HClCloruro de hidrgeno Clorano

`cido clorhdrico

HBrBromuro de hidrgeno Bromano

`cido bromhdrico

HIYoduro de hidrgeno Yodano

`cido yodhdrico

HAtAstaturo de hidrgeno Astatano

H2SSulfuro de hidrgeno Sulfano

`cido sulfhdrico

H2SeSeleniuro de hidrgeno Selano

`cido selenhdrico

H2TeTelururo de hidrgeno Telano

`cido telurhdrico

COMPUESTOS BINARIOS DEL HIDRGENO23

b) Otros compuestos binarios del hidrgeno con no metales. Nomenclatura sistemtica

Los compuestos de hidrgeno con otros no metales (en general, de los Grupos 13, 14, 15 y 16) reciben nombres sistemticos formados por una raz que indica cul es el elemento y la terminacin -ano. En algunos casos reciben nombres comunes (metano, amonaco, agua,...) que son los que se utilizan habitualmente.

Ejemplo 3.3


BH3 Borano

CH4 Carbano Metano

SiH4 Silano

NH3 Azano Amonaco

PH3 Fosfano Fosfina

AsH3 Arsano Arsina

SbH3 Estibano Estibina

H2O Oxidano Agua

El borano (BH3) no es la combinacin habitual de boro con hidrgeno. Este elemento forma agrupaciones de mayor tamao que se nombran con un prefijo numrico (di-, tri- , etc.) que indica el nmero de tomos de boro, y la palabra borano, seguida del nmero de tomos de hidrgeno, entre parntesis.

Ejemplo 3.4


B2H6 Diborano(6) Diborano

B3H5 Tri borano(5) Triborano

B4H6 Tetraborano(6) Tetraborano

Algunos otros no metales tambin forman hidruros complejos, en los que el no metal forma enlaces consigo mismo. Dichos compuestos se nombran de modo sistemtico aadiendo los prefijos di-, tri- , tetra-, etc., al nombre del hidruro ms simple. Los prefijos numricos indican el nmero de tomos del elemento. Le mostramos algunos ejemplos.

Ejemplo 3.5

Frmula Frmula semidesarrollada Nombre sistemtico Nombre comn

Si2H6 H3SiSiH3 Disilano

Si3H8 SiH3SiH2SiH3 Trisilano

Si4H10 SiH3SiH2SiH2SiH3 Tetrasilano

N2H4 H2NNH2 Diazano Hidrazina

P2H4 H2PPH2 Difosfano Difosfina


Ejercicios

3.1. Formule los siguientes compuestos.

a) Cloruro de hidrgeno b) Seleniuro de hidrgeno c) Telururo de hidrgeno d) Amonaco

e) Arsano f) Tetraborano(10) g) Fosfina h) Pentasilano

a) b) c) d)

e) f) g) h)

3.2. Nombre los siguientes compuestos.

a) H2S b) HF (en agua) c) AsH3 d) DI

e) H79Br f) D2O g) CH4 h) B2H6

a) b)

c) d)

e) f)

g) h)

3.3. Seale, en cada par, la frmula correcta.

a) 1) H81Br 2) 81BrH

b) 1) H2Te 2) TeH2

c) 1) As2H4 2) H4As2


d) 1) HS 2) H2S

e) 1) D3N 2) ND3

f) 1) Si2H6 2) Si2H10

a) b) c) d) e) f)

3.4. Seale, en cada par, el nombre correcto.

a) 1) Hidruro de bromo 2) Bromuro de hidrgeno

b) 1) Seleniuro de hidrgeno 2) Dihidruro de selenio

c) 1) Silano 2) Hidruro de tetrasilicio

d) 1) Fosforuro de hidrgeno 2) Fosfina

e) 1) Pentahidruro de nitrgeno 2) Azano

f) 1) `cido de cloro 2) `cido clorhdrico

a) b) c) d) e) f)

3.2 HIDRGENO CON METALES

Las combinaciones binarias de hidrgeno con metales se conocen como hidruros metlicos.

Formulacin

La frmula se construye con smbolos y subndices como en el caso de los no metales. El smbolo del metal va siempre delante del smbolo del hidrgeno.

En estos compuestos se considera que el hidrgeno tiene un nmero de oxidacin 2 I , mientras que el del metal es positivo. Le recordamos los nmeros de oxidacin ms frecuentes en algunos metales.

TABLA 3.2

Grupo Elementos N de oxidacin

1 Li, Na, K, Rb, Cs 1 I

2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 1 II

13 Al, Ga 1 III

14 Ge, Sn, Pb 1 IV

Ejemplo 3.6

N de oxidacin Frmula correcta Frmulas incorrectas

H = 2 I Na = 1 I NaH HNa, Na1H1

H = 2 I Ca = 1 II CaH2 H2Ca, Ca2H

H = 2 I Al = 1 III AlH 3 H3Al, Al 3H

H = 2 I Pb = 1 IV PbH4 H4Pb, Pb4H


Nomenclatura

a) Nomenclatura sistemtica

Los nombres se forman con la palabra hidruro precedida de un prefijo numrico (mono-, di-, tri- , etc.) que indica el nmero de hidrgenos seguida de la preposicin dey el nombre del metal.

b) Nomenclatura de Stock

Es una nomenclatura sistemtica muy utilizada en la que no se usan prefijos numricos, salvo en casos es-peciales. El nombre se forma con la expresin hidruro de... seguida del nombre del metal y su nmero de oxidacin entre parntesis.

En ambos sistemas de nomenclatura cuando el metal tiene un nico nmero de oxidacin y no hay confusin posible (Li, Na, K, Ca,...), los prefijos (mono-, di-, tri- ,...) o los nmeros de oxidacin (I, II, III,...) se pueden suprimir por innecesarios.

En los siguientes ejemplos mostramos los nombres de algunos compuestos utilizando ambos tipos de nomencla-tura junto con el nombre que se prefiere cuando es posible omitir los prefijos y/o nmeros de oxidacin.

Ejemplo 3.7

Frmula Nombre sistemtico Nombre Stock Nombre preferido

NaH Monohidruro de sodio Hidruro de sodio(I) Hidruro de sodio

CaH2 Dihidruro de calcio Hidruro de calcio(II) Hidruro de calcio

AlH 3 Trihidruro de aluminio Hidruro de aluminio(III) Hidruro de aluminio

PbH4 Tetrahidruro de plomo Hidruro de plomo(IV) Hidruro de plomo

Los hidruros de metales de los Grupos 14, 15, 16 y 17 se pueden nombrar tambin como los de los no metales. A continuacin, le mostramos cmo nombrar estos compuestos:

Ejemplo 3.8


GeH4 Germano

SnH4 Estannano

PbH4 Plumbano

BiH3 Bismutano Bismutina

PoH2 Polano Poloniuro de hidrgeno

Algunos de estos hidruros presentan agrupaciones superiores, que se nombran con los prefijos di-, tri- , etc., del modo ya visto para no metales (por ejemplo, los silanos).

Ejemplo 3.9

Frmula Frmula semidesarrollada Nombre sistemtico

Sn2H6 H3SnSnH3 Diestannano


3.3 CMO FORMULAR UN HIDRURO A PARTIR DE SU NOMBRE SISTEM`TICO

Para representar la frmula de un hidruro a partir de su nombre sistemtico:

1) Escriba los smbolos del hidrgeno y el del otro elemento.

Si ste es un no metal, necesita saber cul de los dos smbolos se escribe antes (utilice la secuencia mostrada al principio de este captulo).

Si es un metal, su smbolo se escribe siempre a la izquierda del hidrgeno.

2) Coloque los subndices basndose en los prefijos numricos mono-, di-, tri- , etc. Recuerde que mono- se suele omitir, lo mismo que di-, tri- , etc., si el elemento posee un nico nmero de oxidacin.

Si la nomenclatura es de tipo Stock, utilice el nmero de oxidacin expresado en el nombre para deducir los subndices. Recuerde que dicho nmero es, en la frmula, el subndice del hidrgeno.

Ejemplo 3.10

Nombre Smbolos Frmulas

Fluoruro de hidrgeno H F HF

Hidruro de calcio Ca H CaH2

Hidruro de uranio(III) U H UH3


En algunos hidruros, especialmente aquellos con marcado carcter covalente, las frmulas estructurales desarrolla-das son muy tiles porque indican la conectividad entre los tomos y su distribucin en el espacio, que son esenciales para interpretar las propiedades y reactividad del compuesto. Obsrvelo en los siguientes ejemplos.

Ejemplo 3.11

Frmula molecular Frmula desarrollada

HBr

NH3

CH4


Ejercicios


a) Hidruro de litio b) Hidruro de magnesio c) Estannano d) Hidruro de estao(IV)

e) Hidruro de cobre(I) f) Deuteruro de sodio g) Trihidruro de (238U)uranio h) Hidruro de uranio(III)

a) b) c) d)

e) f) g) h)


a) KH b) CsD c) BeH2 d) GeH4

e) SrH2 f) PbH4 g) AlH3 h) GaH3

a) b)

c) d)

e) f)

g) h)

3.7. Seale, en cada par, la frmula correcta.

a) 1) CaH 2) CaH2


b) 1) LiH 2) HLi

c) 1) SrH3 2) SrH2

d) 1) PbH 2) PbH4

e) 1) NaH 2) NaH2

f) 1) AlD2 2) AlD3

a) b) c) d) e) f)

3.8. Seale, en cada par, el nombre correcto.

a) 1) Hidruro de tetraestao 2) Estannano

b) 1) Aluminuro de hidrgeno 2) Trihidruro de aluminio

c) 1) Hidruro de plomo(VI) 2) Plumbano

d) 1) Hidruro de bario 2) Trihidruro de bario

e) 1) Hidruro de magnesio 2) Dihidruro de dimagnesio

f) 1) Hidruro de calcio 2) Tetrahidruro de calcio

a) b) c) d) e) f)

3.9. Dibuje las frmulas estructurales desarrolladas, mostrando los pares electrnicos no enlazantes.

a) HF b) H2O c) PH3 d) AlH3 e) Si2H6 f) B2H6

a) b)

c) d)


e) f)

Soluciones

3.1.a) b) c) d)

HCl H Se2 H Te2 3NH

e) f) g) h)

3AsH 4B H10 PH 35Si H12

SiH3SiH2SiH2SiH2SiH3

3.2.a) b)

Sulfuro de hidrgenoSulfano

cido fluorhdrico

c) d)

ArsanoArsina

Yoduro de deuterio

e) f)

( Br)Bromuro de hidrgeno79Agua deuterada (nombre comn)

Agua pesada (nombre comn)

g) h)

Metano Diborano(6)


3.3.a) 1) b) 1) c) 1) d) 2) e) 2) f) 1)

3.4.a) 2) b) 1) c) 1) d) 2) e) 2) f) 2)

3.5.a) b) c) d)

LiH MgH 2 SnH 4 SnH 4

e) f) g) h)

CuH NaD UH3238 UH 3

3.6.

a) b)

Hidruro de potasio Deuteruro de cesio

c) d)

Hidruro de berilio Hidruro de germanio

e) f)

Hidruro de estroncio Plumbano

g) h)

Hidruro de aluminio Hidruro de galio

3.7.

a) 2) b) 1) c) 2) d) 2) e) 1) f) 2)

3.8.

a) 2) b) 2) c) 2) d) 1) e) 1) f) 1)


3.9.

a) b)

c) d)

e) f)

33

COMPUESTOSBINARIOS DEL OXGENO 4Los compuestos binarios del oxgeno se llaman xidos . En ellos, el oxgeno, con configuracin electrnica 1s1 2s2

2p4, trata de adquirir la configuracin del gas noble nen 1s1 2s2 2p6 tomando dos electrones y por lo tanto presentando un nmero de oxidacin 2 II . Al ser el oxgeno el segundo elemento ms electronegativo del Sistema Peridico, todos los elementos que se combinan con l, con la excepcin del f lor que es ms electronegativo, toman un nmero de oxidacin siempre positivo.

Veamos cmo se nombran los xidos de los no metales y de los metales.

4.1 OXGENO CON NO METALES

Estos xidos se conocen tambin como xidos cidos porque sus disoluciones acuosas son cidas. Frecuentemente, elementos no metlicos tales como el nitrgeno y el azufre, pueden presentar varios nmeros de oxidacin distintos y esto da lugar a la existencia de varios xidos diferentes del mismo elemento.

Observe los siguientes xidos de nitrgeno.

Ejemplo 4.1

Frmula molecular N de oxidacin del nitrgeno

N2O 1 I

NO 1 II

N2O3 1 III

NO2 1 IV

N2O4 1 IV

N2O5 1 V

Formulacin

Para formular los xidos de los elementos no metlicos, se siguen las normas generales de formulacin de los com-puestos binarios.

De modo resumido, y aplicadas a estos xidos, consisten en:

1) Se escriben los smbolos de los elementos: el ms electronegativo a la derecha y el ms electropositivo a la izquierda. Esto significa que con la nica excepcin del f lor, todos los dems elementos no metlicos se escriben a la izquierda del oxgeno.

Puede encontrar ayuda en la siguiente lista, escribiendo primero el elemento que est ms a la izquierda y que es aplicable a cualquier otra combinacin binaria entre no metales adems de estos xidos.

Rn, Xe, Kr, Ar, Ne, He, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.2) Escriba a la derecha de cada smbolo, el subndice que representa el nmero de oxidacin del otro elemento, de

manera que en la frmula resultante, los subndices son los nmeros de oxidacin intercambiados (el subndice 1 se omite).


Los subndices resultantes se simplifican para obtener los nmeros enteros menores posibles. Sin embargo, en ocasiones la estructura del compuesto corresponde realmente a la representada por la frmula sin simplificar y por lo tanto as ha de utilizarse.

Observe en los siguientes ejemplos que existen dos xidos de nitrgeno(IV) diferentes: el NO2 y el N2O4.

Ejemplo 4.2

N de oxidacin Frmula sin simplificar Frmula simplificada

N = 1 I O = 2 II N2O

N = 1 II O = 2 II N2O2 NO

N = 1 III O = 2 II N2O3

N = 1 IV O = 2 II N2O4 NO2

N = 1 IV O = 2 II N2O4

N = 1 V O = 2 II N2O5

Fjese en que, al tratarse de compuestos neutros, la suma de los nmeros de oxidacin de todos los tomos es cero.

Nomenclatura

Para nombrar los xidos no metlicos, podemos utilizar cualquiera de los dos procedimientos que se han visto anteriormente.


Los nombres se forman con la palabra xido acompaada de un prefijo numrico (mono-, di-, tri- , etc.) que indica el nmero de tomos de oxgeno en la frmula. Le sigue la preposicin de y el nombre del otro elemento, tambin acompaado de su correspondiente prefijo numrico.

Los prefijos se omiten en todos aquellos casos en los que los elementos de la frmula tienen un nico nmero de oxidacin y por tanto no hay confusin posible.

Ntese que en lugar de monoxido se utiliza la contraccin monxido .


Se utiliza la expresin xido de... seguida del nombre del otro elemento y su nmero de oxidacin entre parntesis y sin signo. Como antes, en los casos en que ese elemento tenga un nico nmero de oxidacin, se puede omitir por innecesario.

Ejemplo 4.3

Frmula Nombre sistemtico Nombre Stock

N2O xido de dinitrgeno xido de nitrgeno(I)

NO Monxido de nitrgeno xido de nitrgeno(II)

N2O3 Trixido de dinitrgeno xido de nitrgeno(III)

NO2 Dixido de nitrgeno xido de nitrgeno(IV)

N2O4 Tetraxido de dinitrgeno xido de dinitrgeno(IV)

N2O5 Pentaxido de dinitrgeno xido de nitrgeno(V)

COMPUESTOS BINARIOS DEL OXGENO35

Como ya comentamos, existen dos xidos de nitrgeno(IV) que estn en equilibrio: el NO2 y el N2O4, que es un dmero. En este caso, se aade al nombre Stock del N2O4 un prefijo numrico (di-) para distinguirlo del NO2.

Tanto los prefijos numricos (nomenclatura sistemtica), como los nmeros de oxidacin (nomenclatura Stock), se suprimen cuando no existe ambigedad. De ese modo, los nombres de los compuestos son iguales en las dos nomenclaturas.

Ejemplo 4.4


SiO2 Dixido de silicio xido de silicio(IV) xido de silicio

B2O3 Trixido de diboro xido de boro(III) xido de boro

Compuestos del oxgeno con flor: Fluoruros del oxgeno

Al ser el oxgeno menos electronegativo que el f lor, sus combinaciones se consideran fluoruros en lugar de xidos. En estos compuestos, el f lor posee un estado de oxidacin negativo (2 I ) y el oxgeno positivo (1 I , 1 II ) y, de acuerdo con lo establecido, el smbolo del oxgeno se escribe a la izquierda.

Le mostramos los dos f luoruros de oxgeno ms estables.

Ejemplo 4.5

N de oxidacin Frmula Nombre Sistemtico Nombre Stock

O = 1 II F = 2 I OF2 Dif luoruro de oxgeno Fluoruro de oxgeno(II)

O = 1 I F = 2 I O2F2 Dif luoruro de dioxgeno Fluoruro de dioxgeno(I)

Ejercicios


a) xido de dicloro b) Dixido de azufre c) x ido de azufre(IV) d) Trixido de diarsnico

e) Difluoruro de dioxgeno f) xido de cloro(VII) g) xido de dibromo h) Monxido de azufre

a) b) c) d)

e) f) g) h)


a) ClO2 b) Cl2O7 c) As4O6 d) SO3e) CO2 f) Cl2O3 g) Sb2O5 h) O2F2


a) b)

c) d)

e) f)

g) h)

4.3. De entre los siguientes pares de frmulas, seale las escritas de un modo correcto.

a) 1) O2C 2) CO2

b) 1) F3O2 2) O2F2

c) 1) I2O5 2) O5I2

d) 1) CO4 2) CO

e) 1) P4O6 2) O6P4

f) 1) SiO 2) SiO2

a) b) c) d) e) f)

4.4. De entre los siguientes pares de nombres, seale los correctos (pueden serlo los dos).

a) 1) xido de cloro(III) 2) xido de cloro(IV)

b) 1) Dixido de diflor 2) Difluoruro de dioxgeno

c) 1) Dibromuro de oxgeno 2) xido de dibromo

d) 1) xido de dinitrgeno 2) xido de nitrgeno(I)

e) 1) Pentaxido de dinitrgeno 2) Pentaxido de nitrgeno

f) 1) Dixido de hidrgeno 2) Agua

a) b) c) d) e) f)


4.2 OXGENO CON METALES

Estos xidos se conocen tambin como xidos bsicos porque sus disoluciones acuosas son bsicas. Dependiendo de las caractersticas del metal y de sus estados de oxidacin, cada uno de estos elementos puede presentar una o ms combinaciones distintas con oxgeno.

Fjese en los siguientes xidos de hierro.

Ejemplo 4.6

Frmula N de oxidacin del hierro

FeO 1 II

Fe2O3 1 III

Formulacin

Para formular los xidos de los metales hay que seguir las normas que se resumen a continuacin.

1) Se escriben los smbolos de los elementos: el del metal, que es el ms electropositivo, a la izquierda.

2) Escriba, a la derecha de cada smbolo, el subndice correspondiente. Utilice los nmeros de oxidacin de los elementos del mismo modo que en los no metales. Recuerde que, si es posible, la frmula se simplifica.

Ejemplo 4.7


Fe = 1 II O = 2 II Fe2O2 FeO

Fe = 1 III O = 2 II Fe2O3

Nomenclatura

Podemos utilizar cualquiera de los dos procedimientos vistos anteriormente, es decir, la nomenclatura sistemtica o la nomenclatura de Stock, construyendo los nombres de la misma manera que para los xidos de los no metales.

Ejemplo 4.8


FeO Monxido de hierro xido de hierro(II)

Fe2O3 Trixido de dihierro xido de hierro(III)

Como siempre, los prefijos o los nmeros de oxidacin se pueden suprimir si con ello no se introduce ambigedad en la descripcin del compuesto. Los casos ms corrientes son los de los xidos de metales alcalinos (1 I ), alcalino-trreos (1 II ), aluminio (1 III ), etc., que presentan un nico estado de oxidacin.

Ejemplo 4.9


Li 2O xido de dilitio xido de litio(I) xido de litio

CaO Monxido de calcio xido de calcio(II) xido de calcio


4.3 CMO FORMULAR UN XIDO A PARTIR DE SU NOMBRE SISTEM`TICO

Siga los siguientes pasos:

1) Escriba los smbolos del oxgeno y del otro elemento. El smbolo del oxgeno siempre es el de la derecha excepto en los fluoruros .

2) Escriba los subndices. El procedimiento vara segn el tipo de nomenclatura utilizado:

a) Si la nomenclatura es sistemtica, coloque los subndices numricos basndose en los prefijos numricos mono-, di-, tri- , etc.

Ejemplo 4.10

Nombre sistemtico Smbolos Frmula

Dixido de manganeso Mn O MnO2

Heptaxido de dicloro Cl O Cl2O7

b) Si la nomenclatura es de tipo Stock, los subndices son los nmeros de oxidacin intercambiados: al oxgeno le corresponde el mostrado en el nombre para el otro elemento, y a ste, el nmero de oxidacin del oxgeno (2 II ).

3) Si es posible, simplifique la frmula.

Ejemplo 4.11

Frmula FrmulaNombre Stock Smbolo sin simplificar simplificada

1) 2)xido de cloro(I) Cl O Cl2O

1) 2)xido de cobalto(III) Co O Co2O3

1) 2) 3)xido de azufre(II) S O S2O2 SO

1) 2) 3)xido de azufre(IV) S O S2O4 SO2

1) 2) 3)xido de azufre(VI) S O S2O6 SO3

4.4 PERXIDOS

Los perxidos son compuestos en los que dos tomos de oxgeno estn unidos entre s (enlace -O-O-). El perxido ms conocido es el perxido de hidrgeno o agua oxgenada (H2O2 o H-O-O-H ). En estos compuestos, el nmero de oxidacin del oxgeno es 2 I .


El ion con dos cargas negativas O222 se denomina ion perxido . Los perxidos ms conocidos resultan de la unin

de dicho dianin con cationes de metales de los Grupos 1, 2, 11 y 12 del Sistema Peridico.

Formulacin

Se formulan como los xidos metlicos, sustituyendo el O de los xidos por O2.

1) Se escriben los smbolos de los elementos: el del metal elemento ms electropositivo a la izquierda, seguido de O2 (slo a efectos de formulacin, trate a este grupo como si fuese un nico elemento).

2) Escriba, a la derecha del smbolo del metal, el subndice correspondiente.

Utilice los nmeros de oxidacin de los elementos para deducirlo. A efectos de formulacin, el ion perxido tiene un nmero de oxidacin de 2 II.

Observe cmo se formulan los siguientes perxidos.

Ejemplo 4.12


Na = 1 I O2 = 2 II Na2O2

Cu = 1 I O2 = 2 II Cu2O2

Zn = 1 II O2 = 2 II Zn2(O2)2 ZnO2

Fjese en que las frmulas de perxidos del tipo Na2O2, Cu2O2, etc., no se simplifican a NaO, CuO, etc.

Nomenclatura

Puede nombrarlos de cualquiera de los dos modos siguientes:

a) Nomenclatura de Stock

Se nombran como los xidos, sustituyendo la palabra xido por perxido .

b) Nomenclatura sistemtica

Se nombran como los xidos.

Ejemplo 4.13

Frmula Nombre Stock Nombre sistemtico

Na2O2 Perxido de sodio Dixido de disodio

ZnO2 Perxido de cinc Dixido de cinc

Cu2O2 Perxido de cobre(I) Dixido de dicobre


Las frmulas empricas o moleculares que se han visto hasta ahora, indican cules son los elementos que participan en ese compuesto y en qu proporciones, pero no informan sobre las conectividades entre los tomos ni sobre su dis-posicin en el espacio. Estos aspectos son esenciales para entender las propiedades y reactividad de los compuestos qumicos y se refieren a preguntas cmo las siguientes:

Cmo estn conectados los tomos en el N2O: N-N-O o N-O-N?

Cmo son los enlaces en el CO2: O-C-O o C-O-O?

Cmo estn dispuestos los tomos en los compuestos anteriores: de manera lineal, angular o cclica?


Mostramos a continuacin algunos ejemplos de xidos que se pueden representar mediante frmulas estructu-rales desarrolladas que incluyen esa informacin.

Ejemplo 4.14


CO

N2O

CO2

N2O3

P4O6

Ejercicios


a) xido de cobalto(III) b) xido de cadmio c) Monxido de cobre d) Dixido de platino

e) xido de platino(IV) f) xido de titanio(IV) g) xido de potasio h) xido de berilio

a) b) c) d)


e) f) g) h)


a) CaO b) HgO c) Cu2O d) Rb2O

e) PbO2 f) SrO g) Al2O3 h) CrO3

a) b)

c) d)

e) f)

g) h)


a) 1) Cr2O3 2) O3Cr2

b) 1) CrO 2) Cr3O

c) 1) Ti2O3 2) Ti2O4

d) 1) O2Zr 2) ZrO2

e) 1) Bi2O6 2) Bi2O3

f) 1) BkO4 2) BkO2

a) b) c) d) e) f)


a) 1) xido de manganeso(IV) 2) xido de dimanganeso


b) 1) Monxido de americio 2) Trixido de diamericio

c) 1) Pentaxido de dineptunio 2) xido de neptunio(V)

d) 1) Dixido de cerio 2) xido de cerio(IV)

e) 1) xido de vanadio(V) 2) xido de vanadio(VI)

f) 1) Dixido de sodio 2) xido de sodio

a) b) c) d) e) f)

4.9. Formule los siguientes perxidos.

a) Perxido de litio b) Perxido de mercurio(II) c) Perxido de cinc d) Perxido de calcio

a) b) c) d)

4.10. Nombre los siguientes perxidos.

a) BaO2 b) CdO2 c) K2O2 d) SrO2

a) b)

c) d)

4.11. Dibuje los siguientes compuestos utilizando frmulas estructurales desarrolladas.

a) SO2 b) SO3 c) N2O5 d) P4O10

a)


b)

c)

d)

Soluciones

4.1.a) b) c) d)

Cl O2 SO2 SO2 As O2 3


e) f) g) h)

OF2 Cl O2 7 Br O2 SO

4.2.a) b)

Dixido de cloroxido de cloro(IV)

Heptaxido de dicloroxido de cloro(VII)

c) d)

Heptaxido de tetraarsnicoxido de tetraarsnico(III)

(dimero de As O )2 3

Trixido de azufrexido de azufre(VI)

e) f)

Dixido de carbonoxido de carbono(IV)

Trixido de dicloroxido de cloro(III)

g) h)

Pentaxido de diantimonioxido de antimonio(V)

Difluoruro de dioxgenoFluoruro de dioxgeno(I)

4.3.

a) 2) b) 2) c) 1) d) 2) e) 1) f) 2)

4.4.

a) 1) b) 2) c) 2) d) 1) y 2) e) 1) f) 2)

4.5.

a) b) c) d)

Co O2 3 CdO CuO PtO2

e) f) g) h)

PtO2 TiO2 KO2 BeO


4.6.

a) b)

xido de calcioMonxido de mercurioxido de mercurio(II)

c) d)

xido de dicobrexido de cobre(I)

xido de r ubidio

e) f)

Dixido de plomoxido de plomo(IV)

xido de estroncio

g) h)

xido de aluminioTrixido de cromo

xido de cromo(VI)

4.7.

a) 1) b) 1) c) 1) d) 2) e) 2) f) 2)

4.8.

a) 1) b) 2) c) 1) y 2) d) 1) y 2) e) 1) f) 1)

4.9.a) b) c) d)

Li O2 2 HgO2 ZnO2 CaO2

4.10.a) b)

Perxido de bario Perxido de cadmio

c) d)

Perxido de potasio Perxido de estroncio


4.11.a)

b)

c)

d)

47

OTROSCOMPUESTOS BINARIOS 5Los compuestos binarios formados por hidrgeno y oxgeno han sido tratados en los dos captulos precedentes. En ste estudiaremos otras combinaciones binarias, que vamos a clasificar en tres grupos segn que sus consti-tuyentes sean:

Un no metal con otro no metal.

Un metal con un no metal.

Un metal con otro metal.

5.1 NO METAL CON NO METAL

Formulacin

Para formular los compuestos binarios entre dos elementos no metlicos, se siguen las siguientes normas:

1) Escriba los smbolos de los elementos. Para decidir su orden, utilice la lista siguiente (la misma que ya se ha visto en captulos anteriores) y escriba primero el elemento que aparezca en ella ms a la izquierda.

Rn, Xe, Kr, Ar, Ne, He, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.

2) Escriba, a la derecha de cada smbolo, el subndice correspondiente, utilizando los nmeros de oxidacin de cada elemento, de modo que los subndices son los nmeros de oxidacin intercambiados.

Cuando sea posible, simplifique los subndices, y no olvide que el subndice 1 no se escribe.

Ejemplo 5.1

N de oxidacin Frmula Frmula simplificada Frmulas incorrectas

Br = 1 I Cl = 2 I BrCl ClBr

I = 1 VII F = 2 I IF 7 F7I, I7F

As = 1 III S = 2 II As2S3 S3As2, As3S2

Si = 1 IV C = 2 IV Si4C4 SiC CSi

Nomenclatura

Para nombrar estos compuestos, podemos utilizar cualquiera de las dos nomenclaturas sistemticas que ya conoce. Adems en este captulo mostraremos un ejemplo de aplicacin de la nomenclatura por sustitucin.


Los nombres se forman aadiendo el sufijo -uro al nombre del elemento cuyo smbolo figura a la derecha en la frmula, seguido de la preposicin dey el nombre del otro elemento.


A los nombres de los elementos se les aaden los prefijos numricos (mono-, di-, tri- , etc.) para indicar su nmero en la frmula.

El prefijo mono- se omite siempre, salvo que sea necesario para evitar confusiones. Los otros prefijos tambin pueden omitirse, si al hacerlo tampoco se crea confusin por ejemplo, si ese elemento tiene un nico estado de oxidacin.


Forme el nombre del compuesto igual que en la nomenclatura sistemtica, pero omitiendo los prefijos numricos e incluyendo el nmero de oxidacin entre parntesis y sin signo del elemento citado en ltimo lugar en el nombre.

Fjese en que el smbolo de este elemento es el que figura en primer lugar en la frmula del compuesto. Recuerde que si ese elemento presenta siempre el mismo nmero de oxidacin, se puede omitir por innecesario.

Ejemplo 5.2


BrCl Monocloruro de bromo Cloruro de bromo(I)

IF7 Heptaf luoruro de yodo Fluoruro de yodo(VII)

As2S3 Trisulfuro de diarsnico Sulfuro de arsnico(III)

Mostramos ahora como ejemplo el nombre preferido de un compuesto en el que los prefijos y nmeros de oxidacin se omiten por innecesarios.

Ejemplo 5.3


SiC Monocarburo de silicio Carburo de silicio(IV) Carburo de silicio

c) Nomenclatura por sustitucin

En compuestos orgnicos es muy frecuente el uso de este tipo de nomenclatura por su sencillez. Adems, es tambin til cuando se aplica a algunos compuestos inorgnicos como las combinaciones binarias de los.elementos de los Grupos 13, 14, 15 y 16.

As, por ejemplo, el SiBr4 y el PCl3 se consideran como derivados de los hidruros silano y fosfano (vase el Captulo 3), en los que los hidrgenos se han sustituido por Br o por Cl.

Para nombrarlos, se antepone al nombre del hidruro (estructura fundamental) el del elemento sustituyente precedido del prefijo numrico adecuado.

Ejemplo 5.4

Hidruro sin sustituir Nombre Hidruro sustituido Nombre

SiH4 Silano SiBr4 Tetrabromosilano

PH3 Fosfano PCl3 Triclorofosfano

OTROS COMPUESTOS BINARIOS49

Ejercicios


a) Pentacloruro de fsforo b) Fluoruro de azufre(VI) c) Monofluoruro de bromo d) Cloruro de nitrgeno(III)

e) Diyoduro de azufre f) Cloruro de boro g) Nitruro de silicio h) Seleniuro de arsnico(V)

a) b) c) d)

e) f) g) h)


a) B2S3 b) BrF5 c) BP d) CS2

e) AsBr3 f) BF3 g) IBr3 h) SF4

a) b)

c) d)

e) f)

g) h)



a) 1) F3Br 2) BrF3

b) 1) B2S3 2) S3B2

c) 1) BrF6 2) BrF5

d) 1) BrCl 2) ClBr

e) 1) SiI4 2) SiI6

f) 1) N2S5 2) S5N2

a) b) c) d) e) f)


a) 1) Carburo de diazufre 2) Disulfuro de carbono

b) 1) Yoduro de silicio 2) Tetrayodosilano

c) 1) Dinitruro de pentaazufre 2) Sulfuro de nitrgeno(V)

d) 1) Monocloruro de bromo 2) Cloruro de monobromo

e) 1) Tribromuro de fsforo 2) Tribromofosfano

f) 1) Yoduro de heptaflor 2) Fluoruro de yodo(VII)

a) b) c) d) e) f)

5.2 METAL CON NO METAL

Formulacin

Para formular estos compuestos, se siguen las normas generales. En resumen:

1) Se escriben los smbolos de los elementos: el del metal elemento ms electropositivo a la izquierda.

2) Se incorporan los subndices correspondientes. Utilice los nmeros de oxidacin de los elementos del modo que ya conoce. En estos compuestos, los no metales suelen presentar un nico estado de oxidacin negativo. Si es posible se simplifica la frmula.

Ejemplo 5.5


Fe = 1 II Cl = 2 I FeCl2

Fe = 1 III Cl = 2 I FeCl3

Co = 1 II S = 2 II Co2S2 CoS


Nomenclatura

Podemos utilizar las dos opciones sistemticas ya conocidas:


Los nombres se forman aadiendo el sufijo -uro al nombre del no metal seguido de la preposicin de y el nombre del metal. El uso de prefijos es el habitual.


Al nombre del metal le sigue su nmero de oxidacin. Como ya conoce, en general en este sistema no se utilizan prefijos numricos, aunque en algn caso concreto son imprescindibles para definir la frmula de modo inambiguo. Uno de estos casos es el del Hg2Cl2 que presentamos a continuacin.

Ejemplo 5.6


FeCl2 Dicloruro de hierro Cloruro de hierro(II)

FeCl3 Tricloruro de hierro Cloruro de hierro(III)

CoS Monosulfuro de cobalto Sulfuro de cobalto(II)

Hg2Cl2 Dicloruro de dimercurio Cloruro de dimercurio(I)

Los prefijos y los nmeros de oxidacin se pueden suprimir si con ello no se crea confusin en la descripcin del compuesto.

Ejemplo 5.7


CaF2 Dif luoruro de calcio Fluoruro de calcio(II) Fluoruro de calcio

NaBr Monobromuro de sodio Bromuro de sodio(I) Bromuro de sodio

Ca3P2 Difosfuro de tricalcio Fosfuro de calcio(II) Fosfuro de calcio

5.3 CMO FORMULAR UN COMPUESTO BINARIO A PARTIR DE SU NOMBRE SISTEM`TICO


1) Escriba los smbolos de los dos elementos. Como norma de carcter general, el smbolo del ms electronegativo siempre es el de la derecha. Para los casos vistos en este captulo lo ms sencillo es que siga las siguientes recomendaciones:

En las combinaciones entre no metales, utilice la lista de elementos mostrada al principio del captulo.

En las combinaciones entre metal-no metal, el smbolo del metal es siempre el de la izquierda.

2) Escriba los subndices basndose en los prefijos numricos o los nmeros de oxidacin. No olvide que los subndices son los nmeros de oxidacin intercambiados.

3) Si la frmula resultante puede ser simplificada, hgalo.


Ejemplo 5.8

Nombre Stock Smbolo Frmula Frmula

1) 2)Cloruro de sodio Na Cl NaCl

1) 2)Nitruro de litio Li N Li 3N

1) 2)Dicloruro de diazufre S Cl S2Cl2

1) 2)Fluoruro de azufre(VI) S F SF6

1) 2) 3)Seleniuro de calcio Ca Se Ca2Se2 CaSe

5.4 METAL CON METAL

Estos compuestos, tambin llamados intermetlicos o aleaciones, no siguen las normas generales de formulacin que hemos visto hasta ahora, y en ellos las relaciones estequiomtricas son muy variables.

Ejemplo 5.9

El Zn y el Cu se combinan para formar latn, que puede presentar fases de distintas composiciones: CuZn, CuZn3,Cu5Zn8, etc.

Formulacin

Se escriben los smbolos de los metales en orden alfabtico, acompaados de los subndices que indican la estequio-metra del compuesto.

Ejemplo 5.10

Au2Bi NiSn Mg2Pb Li10Pb3

Slo cuando el compuesto presenta un carcter inico muy marcado, se escribe antes el smbolo del metal ms electropositivo.

Ejemplo 5.11

Na3Bi5

Nomenclatura

En general, se utilizan las propias frmulas o nombres comunes para nombrarlos. Sin embargo, tambin se puede utilizar la nomenclatura sistemtica. Le mostramos dos ejemplos de su uso.


Ejemplo 5.12

Frmula Nombre sistemtico

Al 3Fe Trialuminuro de hierro

Na4Sn9 Nonaestannuro de tetrasodio


Las caractersticas qumicas y estructurales de los compuestos binarios son muy variadas dependiendo esencialmente del caracter inico o covalente de los enlaces y por tanto del mayor o menor carcter electropositivo/electronegativo de los elementos que participan en el compuesto.

En unos casos su estructura es la de una red inica indefinida (por ejemplo, NaCl), en otros los compuestos forman molculas con uniones de tipo covalente (por ejemplo, BrCl). La representacin en forma desarrollada de estos ltimos permite observar algunas de sus caractersticas estructurales.

Ejemplo 5.13


BrF

PCl3

PCl5

Ejercicios


a) Bromuro de hierro(III) b) Monosulfuro de estao c) Cloruro de mercurio(II) d) Seleniuro de cobalto(II)

e) Fluoruro de bario f) Nitruro de potasio g) Siliciuro de dinquel h) Boruro de cromo(III)

a) b) c) d)


e) f) g) h)


a) CaBr2 b) CuI c) NiAs d) Mg3P2

e) SbF3 f) MnCl2 g) Hg2Cl2 h) Ag2S

a) b)

c) d)

e) f)

g) h)


a) 1) NaCl 2) ClNa

b) 1) AgBr 2) Ag2Br

c) 1) P2Zn3 2) Zn3P2

d) 1) HgS 2) HgS2

e) 1) CuS 2) SCu2

f) 1) Au2S3 2) AuS

a) b) c) d) e) f)



a) 1) Yoduro de cobre(III) 2) Yoduro de cobre(I)

b) 1) Calciuro de selenio 2) Seleniuro de calcio

c) 1) Mononiqueluro de antimonio 2) Antimoniuro de nquel(III)

d) 1) Boruro de hierro(III) 2) Boruro de hierro(I)

e) 1) Bromuro de europio(II) 2) Dibromuro de europio

f) 1) Cloruro de plata 2) Argenturo de cloro

a) b) c) d) e) f)

5.9. Dibuje los siguientes compuestos utilizando frmulas estructurales desarrolladas.

a) BrCl b) NCl3 c) BF3 d) SiCl4

a) b)

c) d)

Soluciones

5.1.

a) b) c) d)

PCl 5 SF 6 BrF NCl3


e) f) g) h)

SI2 BCl 3 Si N3 4 As Se2 5

5.2.

a) b)

Sulfuro de boroPentafluoruro de bromoFluoruro de bromo(V)

c) d)

Fosfuro de boroDisulfuro de carbono

Sulfuro de carbono(IV)

e) f)

Tribromuro de arsnicoBromuro de arsnico(III)

Fluoruro de boroTrifluoroborano

g) h)

Tribromuro de yodoBromuro de yodo(III)

Tetrafluoruro ed azufreFluoruro de azufre(IV)

5.3.

a) 2) b) 1) c) 2) d) 1) e) 1) f) 1)

5.4.

a) 2) b) 1) y 2) c) 2) d) 1) e) 1) y 2) f) 2)

5.5.

a) b) c) d)

FeBr 3 SnS HgCl 2 CoSe

e) f) g) h)

BaF 2 K N3 Ni Si 2 CrB


5.6.a) b)

Bromuro de calcioMonoyoduro de cobre

Yoduro de cobre(I)

c) d)

Monoarseniuro de nquelArseniuro de nquel(III)

Fosfuro de magnesio

e) f)

Fluoruro de antimonioCloruro de manganeso(II)Dicloruro de manganeso

g) h)

Dicloruro de dimercurioCloruro de dimercurio(I)

Sulfuro de plata

5.7.

a) 1) b) 1) c) 2) d) 1) e) 1) f) 1)

5.8.

a) 2) b) 2) c) 2) d) 1) e) 1) y 2) f) 1)

5.9.a) b)

c) d)

59

H IDRXIDOS 6Los compuestos ternarios son aquellos que estn formados por la combinacin de tres elementos. Entre ellos, los hidrxidos son los que resultan de la combinacin de un metal (en forma de catin) con el anin hidrxido (OH2 ). Los hidrxidos son bases porque sus disoluciones acuosas tienen carcter bsico.

Formulacin

Para formular los hidrxidos, sigue las siguientes normas:

1) Escriba primero el smbolo del metal, seguido de OH. Utilice parntesis (OH) si el compuesto presenta ms de un grupo hidrxido.

2) Escriba, a la derecha del smbolo del metal y de (OH), el subndice correspondiente utilizando los nmeros de oxidacin del metal y del grupo OH. A efectos de formulacin, este grupo presenta un nmero de oxidacin de 2 I .

Recuerde que los subndices son los nmeros de oxidacin intercambiados y que el subndice 1 no se utiliza.

Ejemplo 6.1

N de oxidacin Frmula

K = 1 I OH = 2 I KOH

Ca= 1 II OH = 2 I Ca(OH)2

Al= 1 III OH = 2 I Al(OH) 3

Nomenclatura

Para nombrar los hidrxidos, se puede utilizar cualquiera de las dos nomenclaturas sistemticas que ya conoce.


El nombre se forma con las palabras hidrxido de seguidas del nombre del metal. Se utilizan los prefijos numricos del modo visto en los captulos anteriores.


Forme el nombre con las palabras hidrxido de seguidas del nombre del metal. A este ltimo le sigue su nmero de oxidacin entre parntesis.

Ejemplo 6.2


Cr(OH)2 Dihidrxido de cromo Hidrxido de cromo(II)

Cr(OH)3 Trihidrxido de cromo Hidrxido de cromo(III)


Como ya sabe, los prefijos numricos y los nmeros de oxidacin se suprimen si no son estrictamente necesarios.

Ejemplo 6.3


KOH Monohidrxido de potasio Hidrxido de potasio(I) Hidrxido de potasio

Ca(OH)2 Dihidrxido de calcio Hidrxido de calcio(II) Hidrxido de calcio

Al(OH)3 Trihidrxido de aluminio Hidrxido de aluminio(III) Hidrxido de aluminio

6.1 CMO FORMULAR UN HIDRXIDO A PARTIR DE SU NOMBRE SISTEM`TICO


1) Escriba el smbolo del metal y a continuacin el grupo OH. Si hay ms de uno, escrbalo entre parntesis (OH).

2) Escriba los subndices basndose en los prefijos numricos o los nmeros de oxidacin. Tenga en cuenta que los subndices son los nmeros de oxidacin intercambiados.

Ejemplo 6.4

Nombre Smbolo Frmula

1) 2)

Hidrxido de sodio Na OH NaOH

1) 2)

Dihidrxido de hierro Fe (OH) Fe(OH)2

1) 2)

Hidrxido de platino(IV) Pt OH Pt(OH)4

Ejercicios


a) Hidrxido de cromo(II) b) Monohidrxido de cobre c) Hidrxido de estao(IV) d) Hidrxido de bario

e) Tetrahidrxido de titanio f) Hidrxido de cesio g) Dihidrxido de plomo h) Hidrxido de hierro(II)

a) b) c) d)

HIDRXIDOS 61

e) f) g) h)


a) LiOH b) AgOH c) Cr(OH)3 d) Pt(OH)4

e) Be(OH)2 f) Hg(OH)2 g) Zn(OH)2 h) Al(OH)3

a) b)

c) d)

e) f)

g) h)


a) 1) (OH)2Co 2) Co(OH)2

b) 1) Ga(OH)3 2) GaOH

c) 1) OHRb 2) RbOH

d) 1) MgOH 2) Mg(OH)2

e) 1) Cr(OH)3 2) (OH)3Cr

f) 1) Sm(OH)2 2) Sm(OH)4

a) b) c) d) e) f)



a) 1) Hidrxido de mercurio(II) 2) Trihidrxido de mercurio

b) 1) Monohidrxido de talio 2) Hidrxido de talio(I)

c) 1) Hidrxido de sodio 2) Trihidrxido de sodio

d) 1) Dihidrxido de plata 2) Hidrxido de plata

e) 1) Hidrxido de calcio 2) Hidrxido de calcio(I)

f) 1) Monohidrxido de dibario 2) Hidrxido de bario

a) b) c) d) e) f)

Soluciones

6.1.

a) b) c) d)

Cr(OH) 2 CuOH Sn(OH) 4 Ba(OH) 2

e) f) g) h)

Ti(OH)4 Pb(OH)2 Pb(OH)2 Fe(OH) 2

6.2.

a) b)

Hidrxido de litio Hidrxido de plata

c) d)

Trihidrxido de cromoHidrxido de cromo(III)

Tetrahidrxido de platinoHidrxido de platino(IV)

e) f)

Hidrxido de berilioDihidrxido de mercurioHidrxido de mercurio(II)

HIDRXIDOS 63

g) h)

Hidrxido de cinc Hidrxido de aluminio

6.3.

a) 2) b) 1) c) 2) d) 2) e) 1) f) 1)

6.4.

a) 2) b) 1) y 2) c) 1) d) 2) e) 1) f) 2)

65

OXO`CIDOS 7En el Captulo 3 se ha descrito la nomenclatura y formulacin de los hidrcidos, compuestos binarios de hidrgeno que en disolucin acuosa generan medio cido (HCl, HBr, H2S, etc.).

En este captulo vamos a presentar las normas para nombrar y formular los oxocidos, que, como los anteriores, se disocian en disolucin perdiendo iones hidrgeno(11 ).

Desde un punto de vista estructural, estos compuestos suelen presentar un tomo central, que es un metal de transicin o un no metal, rodeado de otros tomos, generalmente oxgenos, de los que uno o ms estn unidos a hidrgenos cidos. Ejemplo de oxocidos son los cidos sulfrico, ntrico, fosfrico, brico, etc.

Muchos oxocidos han recibido a lo largo del tiempo una variada gama de nombres comunes. En la actualidad se mantienen los nombres tradicionales de algunos de ellos. A modo de ejemplo, mostramos algunos de los nombres del oxocido de frmula H2SO4, que antiguamente fue conocido como aceite de vitriolo.

Ejemplo 7.1

Frmula Nombre antiguo Nombre tradicional Nombres sistemticos Nombres funcionales

H2SO4 Aceite de vitriolo `cido sulfrico

Tetraoxosulfato de dihidrgeno

`cido tetraoxosulfrico

Tetraoxosulfato(22 )de hidrogeno

`cido tetraoxosulfrico(22 )

Tetraoxosulfato(VI) de hidrgeno

`cido tetraoxosulfrico(VI)

Formulacin

Para formular los oxocidos, primero se escriben los hidrgenos cidos aquellos que estn unidos a oxgeno a travs de un enlace que se rompe generando H1 , despus debe figurar el smbolo del tomo central, y finalmente los de los tomos o grupos de tomos que lo rodean. De ser varios y distintos, se escriben primero los oxgenos.

Las frmulas generales de los oxocidos son, pues, del tipo HaXbOc o HaXbOcYd, donde X es el tomo central e Y representa otro u otros elementos unidos a X.

Ejemplo 7.2

Frmulas tipo H aXbOc Frmulas tipo H aXbOcYd

H2SO4 H4P2O6 H4P2O7 HSO3Cl HSO3Br


Frmulas semidesarrolladas

Tal como vimos en los captulos anteriores, frecuentemente se prefieren utilizar frmulas semidesarrolladas que muestran mejor la conectividad entre los tomos. En este tipo de formulas la presencia de agrupaciones de tomos iguales se indica entre parntesis.

Ejemplo 7.3

(OH)2OPPO(OH)2 (OH)2OPOPO(OH)2 HPH2O2

Observe en los dos primeros ejemplos cmo se indican los grupos OH, es decir, los hidrgenos acidos de esos compuestos. En el tercer ejemplo, la frmula del oxocido (HPH2O2) indica claramente que posee un hidrgeno cido unido al oxgeno (el primero en la frmula) y dos no cidos unidos directamente al tomo central (P).

Al final de este captulo volveremos a tratar estos aspectos con ms detalle.

7.1 NMEROS DE OXIDACIN

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Nomenclatura y Formulacion de Los Compuestos Inorganicos_Schaum