I.B. “Alonso de Covarrubias” Departamento de Física y Química. 3º de ESO (24/05/13)

1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA En química utilizamos fórmulas para representar elementos y compuestos. La IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) es el organismo que coordina las normas que permiten formular y nombrar las sustancias químicas.

1.1 Valencia de un elemento Las distintas posibilidades de combinación de los elementos químicos están determinadas por la 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. El Magnesio tiene valencia 2 y, por tanto, es capaz de sustituir a 2 hidrógenos del agua, dando lugar al MgO. Valencias de los elementos más importantes: Para facilitar su aprendizaje he dividido las valencias de los no metales en 2 grupos, aquellas que emplean con el oxígeno y la que emplea con el hidrógeno o con un metal. Ésta última siempre es una de las primeras (por ejemplo, el Cl, Br y I tienen 1,3,5 y 7 con el oxígeno y sólo la 1 con el H y el resto de los metales) NO METALES

CARMONOIDEOS

NITROGENOID EOS

ANFÍGENOS

HALÓGNEOS

Elemento

Valencias con el oxígeno

H F

1 1

Cl, Br, I

1 3 5 7

O

2

S, Se, Te

2 4 6

Valencia con el hidrógeno o un metal 1 1

2

N, P, As, Sb 1 3 5 (el N también usa la 2 y la 4)

3

C, Si

4

METALES

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

Elemento Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag, NH4+ Be, Mg, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd Cu, Hg Al Au Fe, Co, Ni, Cr, Mn Sn, Pb, Pt

Valencia 1 2 1 2 3 1 3 2 3 2 4 Hoja 1

I.B. “Alonso de Covarrubias” Departamento de Física y Química. 3º de ESO (24/05/13) Normas generales de formulación y nomenclatura de compuestos binarios (2 elementos distintos): • •

Formular un compuesto es hallar su fórmula dado el nombre. Nombrar un compuesto es dar su nombre conociendo su fórmula.

Como su propio nombre indica, un compuesto binario es un compuesto formado por dos elementos. De forma general, se siguen las siguientes: a) Se escriben los elementos, primero el metal y después el no metal. Si ambos son no metales, se escriben según su orden en la tabla periódica, primero el que esté más abajo a la izquierda y luego el que esté más arriba a la derecha. El orden entre los no metales es: H C N Si P As Sb

O S Se Te

F Cl Br I

Resumiendo: Metales, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O, F Como puedes ver es fácil de aprender. El Fluor el que siempre va a la izquierda, luego el O, y luego el resto de los halógenos (Cl, Br, I) y los anfígenos (S, Se, Te), a continuación intercalamos el H y luego proseguimos con la familia del nitrógeno (N, P, As, Sb) y la del carbono (C, Si) y partir de ahí los metales (los menos electronegativos). No es importante clasificar como se combinan los metales, pues entre ellos no se combinan, sino que se mezclan haciendo aleaciones de composición variable (no son compuestos). Así, si combinamos Mg con Cl el orden será MgCl, si combinamos N con H será NH y si combinamos O con H será HO b) Para formular se intercambian las valencias, simplificándose entre ellas si es posible. Recuerda que cuando de un elemento hay un átomo en la fórmula de una molécula no se escribe, el propio símbolo ya representa que hay al menos 1 átomo. c) Para nombrarlos, se comienza a nombrar por la derecha y se le acaba en “uro” (salvo el oxígeno que es “oxido”) y se termina por el de la izquierda. Las posibilidades para indicar qué valencia utiliza un elemento en un compuesto (cuando pueda usar varios. No hay que trabajar de más) son varias: • 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). Es importante entender que se debe dar la información con los prefijos (que indican el número de átomos: mono-, di-, tri_ tetra-…) de tal forma que no haya lugar a duda: ej: El CdO no hace falta llamarle monóxido de monocadmio, ya que como no se puede confundir con ningún otro (el Cd sólo forma un óxido), pues se le llama oxido de cadmio y ya está. Sin embargo, si decimos oxido de hierro no decimos cuál de los 2 (FeO o Fe2O3) estamos nombrando. El primero será monóxido de hierro (no es necesario decir monohierro) y el segundo trióxido de dihierro. • Sistema de Stock: indica la valencia (no el nº de átomos, ojo) entre paréntesis y números romanos, si existe más de una posibilidad. Ej: los óxidos anteriores serian oxido de hierro (II) y oxido de hierro (III) y el primero óxido de cadmio (sólo hace falta dar el mínimo de información, no hace falta poner el II en el cadmio ya que sólo tiene esa valencia) • Nomenclatura Tradicional: la más antigua y desaconsejada por la IUPAC, aunque es de uso común para ciertos compuestos ternarios muy importantes, los ácidos. Usa prefijos y sufijos, dependiendo de la valencia utilizada por el átomo (mayor o menor): Hoja 2

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Cl2O Cl2O3 Cl2O5 Cl2O7

o Si sólo tiene una valencia (sea la que sea, pero sólo una), terminación –ico o Si tiene 2 valencias, -oso para la menor e –ico para la mayor. o Si tiene 3 valencias, hip- -oso para la menor, -oso para la intermedia y –ico para la mayor. o Si tiene 4 valencias, hip- -oso, -oso, -ico y per- -ico, en ese orden Ejemplo: Combinaciones del Cl y el O. hay 4 Sistemática Stock Tradicional (seran “anhídridos”, no óxidos) Oxido de dicloro Oxido de cloro (I) Anhídrido hipocloroso Trioxido de dicloro Oxido de cloro (III) Anhídrido cloroso Pentóxido de dicloro Oxido de cloro (V) Anhídrido clórico Heptóxido de dicloro Oxido de cloro (VII) Anhídrido perclórico Vamos a dar un repaso a los compuestos más importantes, aplicando las reglas anteriores

1.2 Combinaciones binarias con el oxígeno 1.2.1

Óxidos

Formulación: Si representamos por X el símbolo de un elemento y por n su valencia, la fórmula de un óxido es: X2On (Estos subíndices se simplifican cuando sea posible y si el subíndice es la unidad se omite) Nomenclatura: se utiliza la palabra óxido seguida de la preposición “de” y del nombre del elemento. Si un elemento forma más de un óxido, para diferenciarlos podemos emplear cualquiera de las tres nomenclaturas anteriores: • • •

Stock: Ejemplos: a) CuO, Óxido de cobre (II) y b) Fe2O3, óxido de hierro (III) Sistemática: Ejemplos: a) SO2, dióxido de azufre y b) Cl2O5, pentaóxido de dicloro Tradicional: Lo único reseñable en este caso es que, por tradición, si se usa esta nomenclatura se usa la palabra “anhídrido” en vez de “óxido” para las combinaciones oxigeno+ no metal. Ver estos ejemplos:  Ejemplo: a) CaO, óxido de calcio u óxido cálcico.  Ejemplo: a) Hg2O, óxido mercurioso y b) HgO, óxido mercúrico.  Ejemplos: a) As2O3, anhídrido arsenioso y b) As2O5, anhídrido arsénico  Ejemplos: a) SO, anhídrido hiposulfuroso; b) SO2, anhídrido sulfuroso y c) SO3, anhídrido sulfúrico  Ejemplos: a) Cl2O, anhídrido hipocloroso; b) Cl2O3, anhídrido cloroso; c) Cl2O5, anhídrido clórico y d) Cl2O7 , anhídrido perclórico

Ejercicio 3 Formula los siguientes óxidos:

óxido de potasio óxido de cobre (II) óxido de cadmio óxido ferroso

óxido cúprico óxido de plata Trióxido de dialuminio óxido de yodo (V)

Ejercicio 4 Formula los siguientes óxidos:

óxido de azufre (IV) pentaóxido de difósforo óxido de níquel (II) óxido férrico

trióxido de dicromo óxido de sodio pentaóxido de diarsénico óxido cuproso

Ejercicio 5 Formula los siguientes óxidos:

Hoja 3

I.B. “Alonso de Covarrubias” Departamento de Física y Química. 3º de ESO (24/05/13) anhídrido clórico óxido de bario óxido de plomo (IV) dióxido de estaño

heptaóxido de dicloro anhídrido sulfuroso óxido de bromo (III) óxido de manganeso (IV)

Ejercicio 6 Nombra los siguientes óxidos usando la nomenclatura de Stock: I2O Au2O Bi2O5 SO2

Cu2O Br2O5 MgO TeO2

Ejercicio 7 Nombra los siguientes óxidos usando la nomenclatura Sistemática: Au2O3 Cl2O3 CrO3 CaO

Bi2O5 N2O B2O3 SiO2

Ejercicio 8 Nombra los siguientes óxidos usando la nomenclatura Tradicional: Br2O7 SO2 P2O3 N2O3 1.2.2

N2O3 As2O3 I2O5 P2O5

Peróxidos

Formulación: se formulan como los óxidos metálicos. La diferencia entre las fórmulas del peróxido y del óxido radica en que el peróxido tiene un oxígeno más. la valencia del oxígeno en el peróxido es 1 y el subíndice 2 del grupo peróxido (el O2) no se puede simplificar. Nomenclatura: su nombre se forma con el vocablo peróxido seguido de la preposición de y del nombre del elemento (metal). Ejemplos: a) b) c) d)

Óxido de litio: Li2O; Peróxido de Litio: Li2O2 Óxido de calcio: CaO; Peróxido de calcio: CaO2 Óxido de plata: Ag2O; Peróxido de plata: Ag2O2 Agua: H2O; Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada): H2O2

1.3 Combinaciones binarias del hidrógeno 1.3.1

Combinaciones del hidrógeno con los metales

Formulación: se escribe a la derecha el símbolo del hidrógeno y a la izquierda el del metal, poniendo como subíndices sus valencias intercambiadas. Nomenclatura: se usa el vocablo hidruro seguido de la preposición “de” y del nombre del elemento. Se utilizan las nomenclaturas de Stock y sistemática con las mismas consideraciones hechas para los óxidos. Ejemplos: a) KH, hidruro de potasio; b) SnH 4, hidruro de estaño (IV) Ejercicio 9 Formula los siguientes hidruros:

Hoja 4

I.B. “Alonso de Covarrubias” Departamento de Física y Química. 3º de ESO (24/05/13) tetrahidruro de estaño trihidruro de aluminio hidruro de berilio hidruro de potasio

hidruro de estaño (IV) hidruro de boro hidruro de bismuto (III) hidruro de sodio

Ejercicio 10 Nombra los siguientes hidruros: PbH4 CsH SrH2 PbH 4 1.3.2

AgH CdH2 AlH3 LiH

Combinaciones del hidrógeno con los no metales de los grupos 13, 14 y 15

Se trata de combinaciones en las que el hidrógeno es el que se escribe más a la derecha el otro no metal Por tanto Formulación: se escribe a la derecha el símbolo del hidrógeno y a la izquierda el del no metal, poniendo como subíndice del hidrógeno la valencia del otro no metal. Nomenclatura: se usa el vocablo hidruro seguido de la preposición “de” y del nombre del elemento. Se utilizan las nomenclaturas de Stock y Sistemática con las mismas consideraciones hechas para los óxidos. Algunos hidruros de elementos no metálicos tienen nombres tradicionales admitidos: ejemplo: NH3 (amoniaco) Fórmula

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

Estibamina

CH4

Hidruro de carbono

Tetrahidruro de carbono

Metano

SiH4

Hidruro de silicio

Tetrahidruro de silicio

Silano

BH3

Hidruro de boro

Trihidruro de boro

Borano

Combinaciones del hidrógeno con los no metales de los grupos 16 (anfígenos) y 17 halógenos) Se trata de combinaciones en las que el otro no metal es el que se escribe a la derecha, por lo que no tendrán el nombre de “hidruros”. Formulación: se escribe a la derecha el símbolo del no metal y a la izquierda el del hidrógeno, poniendo como subíndice del hidrógeno la valencia del metal. Nomenclatura: se nombran añadiendo la terminación –uro al nombre del no metal (suprimiendo la “o” final del elemento) seguido de la preposición “de” y del vocablo hidrógeno. Si el elemento es el azufre, adquiere el nombre de sulfuro. Debido a que las disoluciones acuosas de estos compuestos tienen carácter ácido, también pueden nombrarse con la palabra ácido, seguida del nombre del no metal acabado en –hídrico. Ejemplo: HBr, cloruro de hidrógeno o ácido clorhídrico. Ejercicio 11 Formula los siguientes compuestos: Hoja 5

I.B. “Alonso de Covarrubias” Departamento de Física y Química. 3º de ESO (24/05/13) Ácido clorhídrico Hidruro de azufre Ácido yodídrico Dihidruro de magnesio

hidruro de litio hidruro de estroncio cloruro de hidrógeno Ácido sulfhídrico

Ejercicio 12 Nombra los siguientes compuestos: NH3 HBr H2Te HF 1.3.3

KH PH3 ZnH2 SiH4

Combinaciones metal – no metal

Formulación: se escribe a la derecha el símbolo del no metal y a la izquierda el del metal, poniendo como subíndices sus valencias intercambiadas. Nomenclatura: se nombran añadiendo la terminación –uro al nombre del no metal (suprimiendo la “o” final) seguido de la preposición “de” y del nombre del metal. Se utilizan las nomenclaturas de Stock (la más empleada) y Sistemática con las mismas consideraciones hechas para los óxidos. Ejemplos: a) NaCl, cloruro de sodio; b) FeCl2, cloruro de hierro (II) o dicloruro de hierro Algunos no metales a los que se les añade la terminación –uro no siguen la norma general, resultando los siguientes nombres: boro (boruro), carbono (carburo), nitrógeno (nitruro), fósforo (fosfuro) y azufre (sulfuro) Ejercicio 43 Formula los siguientes compuestos: Cloruro de calcio cloruro de cinc bromuro de potasio bromuro de bario

sulfuro de plata cloruro de cobre (II) yoduro de potasio yoduro de estroncio

Ejercicio 44 Nombra los siguientes compuestos: MgBr2 NaI PbCl2 Fe2S3

CdSe CuCl CaBr2 Ag2Te

2 Combinaciones no metal – no metal Formulación: se escribe a la derecha el elemento situado en un lugar posterior en la serie: Si, C, Sb, As, P, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O, y F. Nomenclatura: se nombran añadiendo la terminación –uro al nombre del elemento escrito a la derecha (suprimiendo la “o” final) seguido de la preposición “de” y del nombre del elemento escrito a la izquierda. El elemento situado a la derecha actúa con la valencia que usa con el hidrógeno. Se utilizan las nomenclaturas de Stock y Sistemática (la más empleada) con las mismas consideraciones hechas para los óxidos. Ejemplo: a) PF5, pentafluoruro de fósforo o fluoruro de fósforo (V); b) BCl3; tricloruro de boro o cloruro de boro; c) SF 6, hexafluoruro de azufre o fluoruro de azufre (VI) Hoja 6

I.B. “Alonso de Covarrubias” Departamento de Física y Química. 3º de ESO (24/05/13) Ejercicio 45 Formula los siguientes compuestos: cloruro de calcio óxido de hierro (II) óxido de plata amoniaco

pentacloruro de fósforo tetracloruro de carbono telururo de hidrógeno ácido yodhídrico

Ejercicio 46 Formula los siguientes compuestos: bromuro de sodio óxido de cinc tricloruro de antimonio sulfuro de hierro (II)

ácido bromhídrico tetracloruro de platino yoduro de cromo (III) nitruro de litio

Ejercicio 47 Nombra los siguientes compuestos: P2O5 PbI 2 CaO HCl

SnCl2 SeF6 PbO MnI2

Ejercicio 48 Nombra los siguientes compuestos: CsBr CO2 NaH PCl3

Al2S3 BeBr2 AsI3 HgS

EJEMPLOS DE COMPUESTOS BINARIOS (2) Nº. FÓRMULA N. STOCK 1

N. SISTEMÁTICA

Ni2O3 Óxido de estaño (II)

2

Pentaóxido de difósforo

3

Óxido de boro

4 5 6

Cl2O7 Óxido de plomo (IV) Óxido de dibromo

7 8

Óxido de carbono (II)

Hoja 7

I.B. “Alonso de Covarrubias” Departamento de Física y Química. 3º de ESO (24/05/13) NOMENCLATURA Y FORMULACION Bromuro de hidrógeno Trihidruro de hierro Hidruro de cinc Sulfuro de hidrógeno Acido sulfhídrico Acido clorhídrico Bromuro de cinc Sulfuro de plata Cloruro de sodio Tricloruro de aluminio Cloruro de hierro (III) Oxido de cromo (II) Hidruro de potasio Arsina Trioxido de azufre Oxido de cobalto (II) Monoxido de carbono Pentaoxido de dicloro Difluoruro de oxígeno Dióxido de azufre Monóxido de hierro Amoniaco Hidruro de estaño (IV) Tricloruro de cromo Sulfuro de manganeso Carburo de aluminio Tetracloruro de carbono Difluoruro de calcio Oxido de mercurio (II) Anhídrido sulfuroso Anhídrido cloroso Anhídrido nítrico Anhídrido carbónico Anhídrido hiposulfuroso Anhídrido clórico Acido fluorhídrico Acido clorhídrico Acido selenhídrico Óxido de arsénico (V)

NH3 SnO2 CO SO2 CuH GeH4 BeH2 CuOH Li3N CuI2 MnS CrCl3 NH4Cl P2O5 As2O3 SeO3 Br2O5 Br2O CuO NiO CO2 I2O5 PbO2 SbH3 H2S HCl NaH CH4 HI CaH2 SnH4 Cl2O5 N2O3 PH3 Cl2O7 FeO HF NaCl HgS

Hoja 8