Formulaci´ on y nomenclatura de qu´ımica inorg´ anica

Luis Mu˜ noz Fuente [email protected] Junio de 2006

´Indice 1. Licencia de este documento

2

2. Tabla de valencias

2

3. Nomenclaturas

3

4. Combinaciones binarias ´ 4.1. Oxidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1. Ox´ıgeno + metal . . . . . . . . 4.1.2. Ox´ıgeno + no metal . . . . . . 4.2. Per´ oxidos . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Hidruros . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1. H + metal . . . . . . . . . . . 4.3.2. H + no metal . . . . . . . . . a) H + F, Cl, Br, I , S, Se, Te. b) H + B, C, Si, N, P, As, Sb. 4.4. Sales Binarias . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1. Metal + no metal . . . . . . . 4.4.2. No metal + no metal . . . . . .

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3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4

5. Combinaciones ternarias 5.1. Hidr´ oxidos . . . . . . . ´ 5.2. Acidos ox´ acidos . . . . 5.3. Sales neutras . . . . . 5.4. Sales ´ acidas . . . . . .

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5 5 5 5 5

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6. Meta, piro y orto

6

´ 7. Acidos del manganeso y del cromo

6

8. F´ ormulas y estado f´ısico de algunos elementos qu´ımicos

6

9. Ejercicios. Formula o nombra los siguientes compuestos:

7

1

1.

LICENCIA DE ESTE DOCUMENTO

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Derechos de Autor (c) 2005 Luis Mu˜ noz Fuente Se otorga permiso para copiar, distribuir y/o modificar este documento bajo los t´erminos de la Licencia de Documentaci´ on Libre GNU, Versi´ on 1.2 o cualquier otra versi´on posterior publicada por la Free Software Foundation; sin Secciones Invariantes, sin Textos de Portada, y sin Textos al respaldo de la p´agina de t´ıtulo.

2.

Tabla de valencias 1+ Li Na K Rb Cs Fr Ag NH+ 4

2+ Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd

3+ B Al Bi

1+ y 2+ Cu Hg

negativas 1− 1− 1− 2− 2− 3− 4− 3−

METALES 1+ y 3+ Au

2+ y 3+ Fe Co Ni Cr

2+ y 4+ Pd Pt Sn Pb Mn

NO METALES no metales positivas H 1+ F Cl, Br, I 1+, 3+ ,5+ ,7+ O S, Se, Te 2+, 4+, 6+ N, P, As, Sb 3+, 5+ C, Si 4+ B 3+

4+ Ti

3

NOMENCLATURAS

3.

3

Nomenclaturas tradicional

4.

Una sola valencia: acaba en:

–ico

Dos valencias: peque˜ na: grande:

–oso –ico

Tres valencias: peque˜ na hipo– intermedia grande

–oso –oso –ico

Cuatro valencias: peque˜ na hipo– intermedia intermedia grande per–

–oso –oso –ico –ico

de Stock

sistem´atica (IUPAC)

Indicamos la valencia con n´ umeros romanos entre par´entesis

Indicamos el n´ umero de a´tomos que forman el compuesto mediante los prefijos latinos: mono –1 di –2 tri –3 tetra –4

penta –5 nona –9 hexa –6 deca –10 hepta –7 octa –8

Cuando se quiere indicar mayor multiplicidad y en el nombre ya aparecen los prefijos anteriores, se usan los prefijos griegos: bis –2 tris –3 tetrakis –4

pentakis –5 hexaquis –6

Combinaciones binarias

La f´ormula se escribe poniendo primero el elemento de valencia positiva y el nombre se escribe poniendo primero el elemento de valencia negativa (salvo una excepci´on que veremos). En ingl´es el orden es el mismo en la f´ ormula y en el nombre.

4.1.

´ Oxidos

El ox´ıgeno act´ ua con valencia 2−. 4.1.1.

Ox´ıgeno + metal

Mg2+ O2− → MgO Pb4+ O2− → PbO2 Fe2+ O2− → FeO Fe3+ O2− → Fe2 O3 4.1.2.

a) de magnesio pl´ umbico ferroso f´errico

o´xido ´oxido ´oxido ´oxido

b) de magnesio (II) de plomo (IV) de hierro (II) de hierro (III)

c) mon´oxido de magnesio di´oxido de plomo mon´oxido de hierro tri´oxido de hierro

Ox´ıgeno + no metal

Cl1+ O2− Cl3+ O2− Cl5+ O2− Cl7+ O2−

4.2.

´xido o oxido ´ oxido ´ oxido ´

→ Cl2 O → Cl2 O3 → Cl2 O5 → Cl2 O7

a) anh´ıdrido anh´ıdrido anh´ıdrido anh´ıdrido

hipocloroso cloroso cl´ orico percl´orico

o´xido ´oxido ´oxido ´oxido

b) de cloro de cloro de cloro de cloro

(I) (III) (V) (VII)

c) mon´oxido de dicloro tri´oxido de dicloro penta´oxido de dicloro hepta´oxido de dicloro

Per´ oxidos

El ox´ıgeno act´ ua en vez de O2− como en los ´oxidos, como O2− 2 . No se simplifican.

4

COMBINACIONES BINARIAS

Cu2+ O2− 2 → CuO2 H+ O22− → H2 O2 Fe3+ O2− 2 → Fe2 O6 Na+ O2− 2 → Na2 O2

4.3.

4

a) per´ oxido c´ uprico agua oxigenada per´ oxido de hidr´ogeno per´ oxido f´errico per´ oxido s´ odico

b) per´oxido de cobre (II)

c) di´oxido de cobre di´oxido de dihidr´ogeno

per´oxido de hierro (III) per´oxido de sodio (I)

hexa´oxido de dihierro di´oxido de disodio

Hidruros

Son compuestos formados por H y otro ´atomo. 4.3.1.

H + metal

El H act´ ua con valencia negativa. Pb4+ H1− → PbH4 Cu1+ H1− → CuH 4.3.2.

a) hidruro pl´ umbico hidruro cuproso

b) hidruro de plomo (IV) hidruro de cobre (I)

c) tetrahidruro de plomo monohidruro de cobre

H + no metal

El H act´ ua con valencia positiva. a) H + F, Cl, Br, I , S, Se, Te. Son gases. Disueltos en agua son ´acidos y se llaman hidr´acidos. H+ Cl1− → HCl H+ S2− → H2 S

a) ´cido clorh´ıdrico a acido sulfh´ıdrico ´

b) cloruro de hidr´ogeno sulfuro de hidr´ogeno

b) H + B, C, Si, N, P, As, Sb. Las f´ormulas y los nombres se escriben al rev´es, es decir, en las f´ormulas se escribe primero el elemento de valencia negativa y en los nombres se nombra primero el elemento de valencia positiva. C4− H1+ → CH4 Si4− H+ → SiH4 B3− H+ → BH3 N3− H1+ → NH3 P3− H+ → PH3 As3− H1+ → AsH3 Sb3− H+ → SbH3

4.4. 4.4.1.

a) metano silano borano amoniaco fosfina arsina estibina

b) tetrahidruro de carbono tetrahiduro de silicio trihidruro de boro trihidruro de nitr´ogeno trihiduro de f´osforo trihiduro de ars´enico trihiduro de antimonio

Sales Binarias Metal + no metal

El metal siempre act´ ua con valencia positiva, luego el no metal act´ ua con su valencia negativa. Au3+ Cl− → AuCl3 Na+ Cl− → NaCl 4.4.2.

a) cloruro a´ urico cloruro s´ odico

b) cloruro de oro (III) cloruro de sodio (I)

c) tricloruro de oro moncloruro de sodio

No metal + no metal

Act´ ua con valencia negativa el m´ as electronegativo. En la tabla peri´odica los elementos tienen m´as electronegatividad conforme vamos hacia la derecha y hacia arriba.

5

COMBINACIONES TERNARIAS

I7+ F1− → IF7 P5+ Se2− → P2 Se5

5.

a) fluoruro pery´ odico seleniuro fosf´ orico

5

b) fluoruro de yodo (VII) seleniuro de f´osforo (V)

c) heptafluoruro de yodo pentaseleniuro de dif´osforo

Combinaciones ternarias

5.1.

Hidr´ oxidos

Metal + grupo hidr´ oxido (OH− ). Na+ OH− → NaOH Fe2+ OH− → Fe(OH)2

5.2.

a) hidr´ oxido de sodio hidr´ oxido ferroso

b) hidr´oxido de sodio (I) hidr´oxido de hierro (II)

c) monohidr´oxido de sodio dihidr´oxido de hierro

´ Acidos ox´ acidos

Se consideran formados al a˜ nadir una mol´ecula de agua al anh´ıdrido correspondiente. Ejemplo: ´acido sulf´ urico. anh´ıdrido sulf´ urico: S6+ O2− → SO3 Si le echamos agua obtenemos el ´ acido: SO3 + H2 O → H2 SO4 HClO HClO2 HClO3 HClO4

5.3.

acido ´ ” ” ”

a) hipocloroso cloroso cl´ orico percl´ orico

c) oxoclorato (I) de hidr´ogeno dioxoclorato (III) de hidr´ogeno dioxoclorato (V) de hidr´ogeno tetraoxoclorato (VII) de hidr´ogeno

Sales neutras

Sustituimos todos los hidr´ ogenos de un oxo´acido por un metal. Cambiamos –oso por –ito e –ico por –ato. NaClO Ca(ClO3 ) Sn(SO4 )2

5.4.

a) hipoclorito s´ odico (lej´ıa) clorato c´ alcico sulfato est´ annico

c) oxoclorato (I) de sodio (I) trioxoclorato (V) de calcio (II) tetraoxosulfato (VI) de esta˜ no (IV)

Sales ´ acidas

Sustituci´ on parcial de los hidr´ ogenos de un ´acido por metal. NaH2 PO4

a) dihidrogenofosfato s´ odico

c) dihidrogenotetraoxofosfato (V) de sodio

El prefijo bi- y el adjetivo “´ acido” se usan cuando el ´acido pierde la mitad de sus hidr´ogenos al formar la sal.

6

META, PIRO Y ORTO

6

a) hidrogenosulfato s´ odico sulfato ´ acido de sodio bisulfato de sodio

c) hidrogenotetraoxosulfato (VI) de sodio

NaHCO3

hidrogenoclorato s´ odico carbonato ´ acido de sodio bicarbonato s´ odico

monohidrogenotrioxocarbonato (V) de sodio

NaHS

hidr´ ogeno sulfuro s´ odico (viene del H2 S) sulfuro ´ acido de sodio bisulfuro de sodio

NaHSO4

6.

Meta, piro y orto meta piro orto

→ → →

1 2 3

mol´ecula ” ”

de ” ”

H2 O ” ”

Todos los a ´cidos vistos hasta ahora son meta, pero se omite el prefijo: SO3 + 1 H2 O → H2 SO4 ´ acido metasulf´ urico acido sulf´ ´ urico Los ´acido del f´ osforo son excepci´ on : P5+ O2− → P2 O5 P2 O5 + 3 H2 O → H6 P2 O8 → H3 PO4

a´cido ortofosf´orico ´acido fosf´orico

Se omite el orto, luego el ´ acido fosforoso es el ´acido ortofosforoso. P2 O5 + 2 H2 O → H4 P2 O7 ´ acido pirofosf´orico P2 O5 + 1 H2 O → HPO3 acido metafosf´orico ´

7.

´ Acidos del manganeso y del cromo

Aunque son metales, tambi´en se comportan como no metales y forman oxo´acidos y sus sales. En este caso trabajan con estas valencias: Cr → 6+ Mn → 6+, 7+

8.

Cr6+ O2− → CrO3 CrO3 + H2 O → H2 CrO4

´acido cr´omico

Cr2 O6 + H2 O → H2 Cr2 O7 K2 Cr2 O7

´acido dicr´omico dicromato pot´asico (sal habitual en el laboratorio)

Mn6+ O2− → MnO3 MnO3 + H2 O → H2 MnO4

´acido mang´anico

Mn7+ O2− → Mn2 O7 Mn2 O7 + H2 O → H2 Mn2 O8 → HMnO4

´acido permang´anico

KMnO4

permanganato pot´asico (sal habitual en el laboratorio)

F´ ormulas y estado f´ısico de algunos elementos qu´ımicos A P =1 atm y T =25 o C, tenemos:

9

EJERCICIOS. FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS: H2 , O2 , F2 , Cl2 , N2 gases

Br2 l´ıq.

7

I2 s´olido cristalino

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn gases Fe, Hg, Na, Cu, . . . s´olidos cristalinos excepto el Hg

9.

Ejercicios. Formula o nombra los siguientes compuestos:

1. ´oxido de mercurio (I) 2. di´oxido de esta˜ no 3. ´oxido de azufre (IV) 4. anh´ıdrido hipocloroso 5. tri´oxido de dinitr´ogeno 6. ´oxido manganoso 7. anh´ıdrido nitroso 8. anh´ıdrido sulf´ urico 9. ´oxido est´annico a) 10. HgO 11. CaO 12. Al2 O3 13. CO2 14. I2 O5 15. Au2 O3 16. NiO 17. N2 O5 18. CO 19. Cr2 O3 20. MnO2 21. CrO 22. ´oxido de cromo (VI) 23. anh´ıdrido arsenioso 24. ´oxido cobaltoso

b)

c)

9

EJERCICIOS. FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:

8

25. ´oxido c´ uprico 26. hidruro s´odico 27. ´acido fluorh´ıdrico 28. hidruro c´alcico 29. telururo de hidr´ogeno 30. tetrahidruro de carbono 31. bromuro de hidr´ogeno 32. metano 33. arsina 34. borano 35. trihidruro de f´osforo a)

b)

c)

a)

b)

c)

36. NH3 37. FeH3 38. CrH2 39. BH3 40. SiH4 41. HI 42. H2 S 43. SbH3 44. cloruro ferroso 45. yoduro cuproso 46. fluoruro de f´osforo (V) 47. pentacloruro de f´osforo 48. fluoruro sulf´ urico 49. KBr 50. ZnI2 51. Ca3 P2 52. Ag2 Te 53. NiI3 54. SF2

9

EJERCICIOS. FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:

9

55. PI3 56. CrB 57. NaOH 58. Ca(OH)2 59. ´acido carb´onico 60. ´acido perbr´omico 61. ´acido hiposulfuroso 62. trioxosulfato (IV) de hidr´ogeno 63. dioxonitrato (III) de hidr´ogeno 64. ´acido ars´enico 65. tioxonitrato (V) de hidr´ogeno 66. ´acido arsenioso a) 67. HClO 68. H2 SO4 69. HNO2 70. H2 SeO3 71. HIO4 72. HBrO2 73. clorato pot´asico 74. sulfito ferroso 75. tetraoxosulfato (VI) de cobre (I) 76. trioxocarbonato (IV) de mercurio (I) 77. tetraoxomanganato (VII) de potasio 78. hidr´oxido f´errico 79. hidr´oxido am´onico 80. sulfato de amonio 81. hidrogenosulfuro de hierro (III) 82. sulfito ´acido de litio 83. ´acido fosf´orico 84. ´acido ortob´orico 85. ´acido dicr´omico

b)

c)

9

EJERCICIOS. FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:

10

86. permanganato c´ uprico 87. dicromato s´odico 88. ´acido mang´anico a) 89. Ca(HCO3 )2 90. (NH4 )2 Cr2 O7 91. H4 P2 O7 92. HPO3 93. Fe3 (PO4 )2 94. Na2 O2 95. H2 O 96. CO 97. (NH4 )2 Se 98. Fe2 O6 99. FePO3 100. NH4 OH 101. Al(OH)3 102. Co(IO3 )2 103. ´oxido pl´ umbico 104. hidruro platinoso 105. sulfito estannoso 106. permanganato ´aurico 107. telururo ´acido de titanio 108. fosfato arg´entico 109. ´acido pirofosf´orico 110. peryodato mercurioso 111. heptaoxodicromato (IV) de cobalto (III) 112. per´oxido de titanio 113. trioxocarbonato (IV) de mercurio (I) 114. sulfuro am´onico 115. mon´oxido de carbono 116. anh´ıdrido selenioso

b)

c)

9

EJERCICIOS. FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:

11

117. ´acido bromh´ıdrico 118. yoduro pot´asico 119. dihidrogenotetraoxofosfato (V) de zinc (II) 120. arsina 121. boruro manganoso 122. sulfato ´acido de litio 123. tetraoxofosfato (V) de hidrogeno 124. sulfuro ´aurico 125. hidr´oxido ferroso a) 126. SrO 127. Br2 O3 128. TiO2 129. CaO2 130. MgCr2 O7 131. NH4 IO 132. P2 S3 133. Al(HSO3 )3 134. Ni(OH)3 135. SbH3 136. PCl5 137. BaTe 138. HI 139. Mn(HSe)4 140. CaMnO4 141. HPO3 142. ICl5 143. CH4 144. CO2 145. Ca(MnO4 )2 146. Sn(Cr2 O7 )2 147. HgCl2 148. PtBr2

b)

c)