Funciones Químicas Inorganicas

Fórmulas e información

 

Una fórmula es la representación abreviada de una molécula, y en una primera aproximación nos dice qué átomos la integran y en qué proporción se combinan.

Ejemplos:

 
 

Además de esto, a la vista de la fórmula de un compuesto, podemos saber:

  • El tipo de enlace existente entre los átomos (covalente si se enlazan no metales, iónico si aparecen enlazados metales y no metales).
  • La masa de la molécula (determinando la masa molecular de la misma).
  • La composición centesimal del compuesto.
  • La masa de un mol de moléculas (masa molecular expresada en gramos)
 

Si el compuesto representado por la fórmula es un compuesto iónico (p.ej. el Na Cl) debemos tener en cuenta que  no es correcto hablar de molécula ya que es típico de estos compuestos, debido a la naturaleza del enlace iónico, formar grandes agregados o macromoléculas. En estos casos la fórmula nos indicará los iones que integran el compuesto y la relación en que se encuentran combinados. Por ejemplo, la fórmula del NaCl nos indica que existen igual número de iones Cl- que de iones Na +.

Una de las primeras cosas con que nos encontramos cuando aprendemos a escribir-nombrar fórmulas químicas es una tabla con los estados de oxidación más usuales de los elementos, que consiste en un conjunto de números positivos y negativos asociados a cada elemento. ¿Qué son?. ¿Para qué sirven?

Los números de oxidación nos hablan de electrones que el elemento comparte en los enlaces covalente,  o que transfiere (toma o cede) en los compuestos iónicos.

El sentido, tanto del número como del signo, es claro en los compuestos iónicos:

Signo negativo indica que el elemento capta electrones y el dígito, el número de electrones captados. Así, estado de oxidación – 1 significa que el elemento capta un electrón. Estado de oxidación -2, que capta dos electrones…

Signo positivo indica que el elemento cede electrones y el dígito, el número de electrones cedidos. Así, estado de oxidación + 1 significa que el elemento cede un electrón, + 2 que cede dos electrones…

En los compuestos covalentes la interpretación, aunque parecida, no es la misma ya que en estos enlaces se comparten electrones.

Supongamos un enlace covalente entre un hidrógeno y un oxígeno. Éste es más electronegativo, por lo cual tirará más el par electrónico, quedando con cierta carga negativa (ver más arriba). Si tenemos esto en cuenta podemos repartir los electrones de enlace, asignando los dos del par al elemento más electronegativo. De esta manera, el oxigeno en la molécula de agua quedará con 8 electrones (dos más de los que tiene si no está combinado, los correspondientes a los dos hidrógenos que se enlazan). Le asignaremos, por tanto, un estado de oxidación -2. Cada uno de los hidrógenos, sin embargo, quedará sin el único electrón que tiene (ya que se asigna al oxígeno por ser más electronegativo). Su estado de oxidación será, por tanto, +1.

 

En resumen, un estado de oxidación negativo indica ganancia de electrones (real en los enlaces iónicos y “parcial” en los covalentes), mientras que un estado de oxidación positivo indica pérdida de electrones (real en los enlaces iónicos y “parcial” en los covalentes)

Cómo el estado de oxidación nos da el número de electrones puestos en juego en el enlace, podemos tener una indicación de la proporción en que se combinan los átomos. Efectivamente. Si el estado de oxidación del oxígeno es -2, y el del hidrógeno +1, necesitaremos dos átomos de H para combinar con uno de oxígeno. Por tanto, la fórmula de este compuesto, será: H2O.

Este es el significado del intercambio de los estados de oxidación de los elementos para poner los subíndices en la fórmula.

 

 

Números o estados de oxidación

TALLER DE CÁLCULO DE NÚMEROS DE OXIDACIÓN

 

I. Escriba los estados de oxidación de los elementos que conforman las siguientes fórmulas:

 

1. Al(OH)3

2. SO3 

3. NH3 

4. (Cr2O7)-2 

5. H2O2 

6. KMnO4 

7. (HSO4)-1 

8. Sn(CO3)2 

9. (NH4)+1 

10. LiAlH4 

 

TIPOS DE NOMENCLATURA

Existen tres tipos de nomenclatura para los compuestos inorgánicos: 
NOMENCLATURA POR SISTEMÁTICA O ESTEQUIOMÉTRICA 
Este sistema de nomenclatura se basa en nombrar a las sustancias usando prefijos numéricos griegos que indican el número de átomos de cada uno de los elementos presentes en la molécula. La forma de nombrar los compuestos es: prefijo-nombre genérico + prefijo-nombre específico 
MONO- 1 ; DI- 2; TRI- 3 ; TETRA- 4 ; PENTA- 5 ; HEXA- 6 ; HEPTA- 7 

CO2  =di--oxido de -carbono = dióxido de carbono

Cl2O7 = hepta--óxido de di--cloro =heptaóxido de dicloro

FeH3  =tri--hidruro de -hierro =trihidruro de hierro

H2Se =mono--seleniuro de di--hidrógeno =monoseleniuro de dihidrógeno

NaOH =mono--hidróxido de -sodio =monohidróxido de sodio

Pb(OH)4 =tetra--hidróxido de -plomo =tetrahidróxido de plomo

 

NOMENCLATURA STOCK 

Este sistema de nomenclatura se basa en nombrar a los compuestos escribiendo al final del nombre con números romanos el número de oxidación del elemento con “nombre específico” anteponiendo a este número, encerrado entre paréntesis, se escribe el nombre genérico y el específico del compuesto de esta forma: función química + de + nombre del elemento específico + el No. oxidación. 

 

Cu2O Óxido de Cobre (I)

CuO Oxido de Cobre (II)

PbO2 Oxido de plomo (IV)

CaO Oxido de Calcio

I2O7 Oxido de Iodo (VII)

Cl2O Oxido de Cloro (I)

Cl2O3 Oxido de Cloro (III)

Cl2O5 Oxido de Cloro (V) 

 

NOMENCLATURA TRADICIONAL (IUPAC), CLÁSICA O FUNCIONAL

En este sistema de nomenclatura se indica la valencia del elemento de nombre específico con una serie de prefijos y sufijos griegos.

FeO, óxido ferroso 

Fe2O3, óxido férrico 

Mn2O7, óxido permangánico 

Na2O, óxido de sodio. 

SO, Anhídrido hiposulfuroso 

SO2, Anhídrido sulfuroso 

SO3, Anhídrido sulfúrico

Taller Nemenclatura Quimica

1. escribir los nombres según los tres tipos de nomenclatura:

2. Escribir la formula para:

FUNCIÓN QUÍMICA Y GRUPO FUNCIONAL

Se llama función química a cada grupo de compuestos con propiedades y comportamientos químicos característicos. Cada función se caracteriza por poseer un conjunto de uno o varios átomos, al que se denomina grupo funcional.
FUNCIÓN ÓXIDO
Los óxidos son compuestos inorgánicos binarios, es decir, constituidos por dos elementos, que resultan de la combinación entre el oxígeno y cualquier otro elemento.
FUNCIÓN HIDRÓXIDO
Los hidróxidos también llamados bases, se caracterizan por liberar iones OH-, en soluciones acuosas. Esto le confiere pH alcalino ó básico a las soluciones. Se denominan con la palabra Hidróxido seguida del elemento correspondiente. 
FUNCIÓN ÁCIDO 
Los ácidos son sustancias que se caracterizan por liberar iones H+ , cuando se encuentran en soluciones acuosas. Además, presentan sabor agrio. 
Existen 2 tipos de ácidos inorgánicos: 
I. Ácidos hidrácidos Son compuestos binarios que contienen únicamente hidrógeno y un no metal. Para nombrarlos se antepone la palabra ácido seguida de la raíz del elemento con la terminación hídrico. 
II. Ácidos oxácidos Son compuestos ternarios que contiene hidrógeno, oxígeno y un no metal en su molécula. En la fórmula se pone primero el hidrógeno, luego el no metal y por último el oxígeno. Para la nomenclatura de los ácidos oxácidos se utilizan la tradicional y la stock. 
Cuando reaccionan el óxido bórico, el óxido hipofosforoso, el óxido fosforoso y el óxido fosfórico con el agua, se obtiene varios ácidos dependiendo del número de moléculas de agua que se añadan al óxido. Sin embargo, la forma más estable del ácido se obtiene cuando se adicionan 3 móleculas de agua.
FUNCIÓN SAL 
Las sales se definen como las sustancias resultantes de la reacción entre los ácidos y las bases. Las sales son compuestos binarios, ternarios o cuaternarios, que resultan de la unión de una especie catiónica con una especie aniónica, las cuales provienen del ácido y la base involucrados.
A continuación se relaciona un link, donde se encuentran listados los cationes y aniones más comunes empleados en la química inorgánica, lo cual ayudara al estudiante en la definición de los nombres de las diferentes sales. 
La nomenclatura de las sales oxácidas se deriva del ácido que las produzca, como se relaciona a continuación: 
FUNCIÓN HIDRURO 
Los hidruros son compuestos binarios formados por hidrógeno y cualquier otro elemento menos electronegativo que el hidrogeno. Responde a la fórmula EHX, donde E es el símbolo del elemento que se combina con el hidrógeno y x es el número de oxidación con el que actúa dicho elemento.
Los hidruros se nombran como Hidruro de …, indicando a continuación el nombre del elemento que acompaña al hidrógeno. 
PERÓXIDOS Y FLUORUROS
En ocasiones, el oxígeno puede presentar estados de oxidación -1, Los compuestos donde ocurre esto se llaman peróxidos y responden a la fórmula M-O-O-M, donde M es un metal. Se caracterizan por presentar el enlace O-O, porque se descomponen en agua y muestran un alto poder oxidante. Aunque en la mayoría de sus compuestos el oxígeno presenta estado de oxidación de -2, recibiendo 2 electrones, en presencia de elementos altamente electronegativos, actúa con número de oxidación positivo, entregando electrones.