UNIDAD 2
NUMERO DE OXIDACIÓN
El número de oxidación es un número
entero que representa el número de electrones que un átomo recibe (signo menos)
o que pone a disposición de otros (signo más) cuando forma un compuesto
determinado.
Eso significa que el número de oxidación
es positivo si
el átomo pierde electrones, o los comparte con un átomo que tenga tendencia a
captarlos. Y será negativo cuando el átomo gane electrones, o los
comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.
COMPUESTO
Es
una sustancia formada por la unión de dos o más elementos de la tabla
periódica. Una característica esencial es que tiene una fórmula química. Los compuestos químicos son aquellas sustancias que
están compuestas por la unión de al menos dos elementos incluidos en la tabla
periódica. Los compuestos químicos pueden ser clasificados en los siguientes
grupos:
Óxidos
básicos: están
conformados por oxígeno y un metal.
Óxidos
ácidos: estos
compuestos, en cambio, están formados por oxígeno y un no mental.
Hidruros:
estos
compuestos pueden ser no metálicos o metálicos y sus componentes son hidrógeno
y algún otro elemento
Hidrácidos:
son
aquellos hidruros no metálicos que al ser disueltos en agua se tornan ácidos y
están compuestos por hidrógeno y otro elemento.
Hidróxidos:
compuestos
por agua y algún óxido básico cuya reacción se caracteriza por contar con el
grupo oxidrilo
Oxácidos:
están
compuestos por oxígeno, un no metal e hidrógeno y se obtienen a partir de la
reacción de agua y un óxido ácido
Oxisales: compuestas
por la reacción de un hidróxido y un oxácido
Sales
binarias: compuestos
por un hidróxido y un hidrácido.
NOMENCLATURA PARA COMPUESTOS
En el presente curso se empleará la nomenclatura sistemática aceptada por la UNIÓN INTERNACIONAL DE QUÍMICA PURA Y APLICADA (IUPAC), y se hará referencia cuando el caso lo amerite, al nombre común y más familiar de algunos compuestos.
Para facilitar su estudio, los compuestos químicos inorgánicos se han clasificado en familias, en las que se agrupan a todas aquellas substancias con características semejantes en estructura y propiedades; estas familias son:
Ø Óxidos
Ø Bases
Ø Ácidos
Ø Sales
ÓXIDOS
Los óxidos son compuestos que se forman por la combinación del oxígeno y otro elemento.
El oxígeno es el elemento más abundante de la corteza terrestre. Se combina con todos los elementos, excepto con los gases nobles. Como su átomo tiene 6 electrones de valencia puede ganar 2 electrones para adquirir la configuración electrónica estable; al ganarlos se convierte así en el ion ÓXIDO (O-2).
Y NO se combina con los gases nobles debido a que éstos tienen una configuración electrónica estable.
Dependiendo del tipo de elemento con el que reaccione el oxígeno dependerá el tipo de óxido que se forme. Por ejemplo, si el oxígeno reacciona con un metal, se formará un óxido metálico.
Estos óxidos metálicos existen en la corteza terrestre en forma sólida.
Con los No metales el oxígeno tiende a compartir sus electrones de valencia formando óxidos no metálicos o anhídridos. Este tipo de óxidos se encuentran en la atmósfera en forma de gases.
Los óxidos reaccionan con el agua.
¿Y cual es el producto que se forma?
Veamos a continuación cómo se obtienen los óxidos:
a)
Óxidos metálicos. Los metales más activos como son los
alcalinos y alcalinotérreos, se pueden combinar directamente al oxígeno para
formar óxidos.
METAL + ÓXIGENO ÓXIDO METÁLICO
Ejemplos:
Na + O2 Na2O
K + O2 K2O
Nomenclatura:
Para nombrar a estos compuestos se antepone la palabra óxido, seguida del nombre del metal correspondiente.
Ejemplos:
Fórmula Nombre
Na2O Óxido de sodio
CaO Óxido de calcio
Fe2O3 Óxido de hierro (III)
¿Por qué en el óxido de hierro se utiliza un paréntesis y dentro de él un número romano?
Explicación:
Dado que existen metales de número de oxidación o valencia fija y metales de número de oxidación o valencia variable, se forman óxidos tanto con unos como con otros.
Cuando el óxido se forma con un metal de valencia variable (ejemplo el hierro), después del nombre del óxido se indica entre paréntesis y con número romano el número de valencia del metal.
Ejemplos:
Fórmula Nombre
CuO Óxido de cobre (II)
Cu2O Óxido de cobre (I)
NiO Óxido de níquel (II)
Cr2O3 Óxido de cromo (III)
b)
Óxidos NO metálicos. Cuando
el oxígeno se combina directamente con un NO metal se forma un óxido NO
metálico o anhídrido.
NO METAL + OXÍGENO ÓXIDO NO METÁLICO
Ejemplos:
S + O2 SO2
N2 + O2 NO
C + O2 CO2
En este tipo de compuestos el oxígeno comparte electrones por lo que estos compuestos son de tipo covalente.
Nomenclatura:
Para dar nombre a estos óxidos, se utilizan primeramente los prefijos griegos:
Mono que indica 1
Di o Bi que indica 2
Tri que indica 3
Tetra que indica 4
Penta que indica 5
Estos prefijos se utilizan para indicar el número respectivo de átomos en el compuesto correspondiente.
Ejemplos:
Fórmula Nombre
CO Monóxido de carbono
CO2 Bióxido de carbono
NO2 Dióxido de nitrógeno
BASES O HIDROXIDO
Clásicamente una base se define como una sustancia formada por la unión de iones HIDROXILOS (OH-1) con metales.Los hidróxidos de los metales alcalinos (grupo I A) y alcalinotérreos (grupo II A), como LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2 y Ba(OH)2, son las bases inorgánicas más comunes.
A las soluciones acuosas de las bases o hidróxidos se les llama soluciones alcalinas o soluciones básicas.
¿Qué propiedades tienen las bases?
Las propiedades físicas y químicas de las bases son muy específicas.
·
FÍSICAS
2.- Presentan una consistencia resbalosa o jabonosa al tacto.
·
QUÍMICAS
1.-
Cambian el papel tornasol de rojo a azul.2.- Reaccionan con ácidos para formar sales y agua.
Una base o hidróxido se puede obtener de varias formas, una de ellas es mediante la reacción de un óxido metálico con el agua:
ÓXIDO METÁLICO + AGUA BASE O HIDRÓXIDO
Ejemplos:
Ca + H2O Ca(OH)2
K2O + H2O KOH
Na2O + H2O NaOH
Nomenclatura de bases:
Para nombrar a las bases o hidróxidos, se antepone la palabra Hidróxido seguida de la preposición de y finalmente el nombre del metal correspondiente.
Ejemplos:
NaOH Hidróxido de sodio
KOH Hidróxido de potasio
Si un mismo metal forma dos hidróxidos diferentes, para distinguirlos se escribe entre paréntesis al final del nombre un número romano que indica la valencia del metal.
Ejemplos:
Ni(OH)2 Hidróxido de níquel (II)
Ni(OH)3 Hidróxido de níquel (III)
CuOH Hidróxido de cobre (I)
Cu(OH)2 Hidróxido de cobre (II)
¿Pero cómo voy a saber que el metal forma dos o más hidróxidos diferentes?
La respuesta es muy sencilla ya que los metales que forman dos o más hidróxidos diferentes son los metales de transición interna es decir, metales de la serie B de la tabla periódica.ACIDOS
La palabra ácido se deriva del Latín acidus, que significa “agrio”, y también se relaciona con la palabra acetum que significa “vinagre”.
Un ácido se define como una sustancia que produce iones hidrógeno (H+) cuando se encuentra disuelto en agua, es decir, cuando está en forma de solución acuosa
Y ¿tienen algunas propiedades los ácidos?
La principal propiedad física que identifica a los ácidos es el hecho de que presentan sabor agrio o ácido.
Las propiedades químicas principales son:
1.- En solución acuosa son capaces de disolver algunos metales como el zinc y magnesio liberando hidrógeno gaseoso.
2.- Cambian el papel tornasol –un colorante vegetal- de color azul a rojo.
3.- Reaccionan con sustancias llamadas bases, para producir una sal y agua. (Reacción de neutralización)
4.- Reaccionan con carbonatos para producir el gas dióxido de carbono, (CO2).
Los ácidos inorgánicos se clasifican en HIDRÁCIDOS O ÁCIDOS BINARIOS Y OXIÁCIDOS O ÁCIDOS TERNARIOS.
a).- HIDRÁCIDOS: Éstos se obtienen de la reacción del hidrógeno con algún halógeno (F, Cl, Br, I) o bien con el azufre (S).
HIDRÓGENO + HALÓGENO o AZUFRE HIDRÁCIDO
Ejemplos:
H2 + Cl2 HCl
H2 + F2 HF
2H2 + S2 H2S
NOTA: Aún no te preocupes por el balanceo de las ecuaciones, lo estudiaras en la más adelante.
¿Cómo se nombran?
Para que puedas nombrar a los ácidos primeramente debes saber que los nombres de algunos elementos químicos tienen su origen en raíces griegas o latinas. Analiza la siguiente tabla.
ELEMENTO SÍMBOLO RAÍZ
Cloro Cl Clor
Bromo Br Brom
Yodo I Iod
Flúor F Flúor
Azufre S Sulfur
Nitrógeno N Nitr
Manganeso Mn Mangan
Fósforo P Fosfor
Carbono C Carbon
Para nombrar a los hidrácidos se aplica una regla muy sencilla, observa el siguiente ejemplo y descúbrela por ti mismo:
Fórmula Nombre
HCl Ácido clorhídrico
¿Descubriste la regla?
Para nombrar a los hidrácidos o ácidos binarios primero se indica que se trata de un ácido, posteriormente se toma la raíz del nombre del NO metal y se le agrega la terminación hídrico.
b).- OXIÁCIDOS O ÁCIDOS TERNARIOS:
Se obtienen cuando reacciona un óxido NO metálico con el agua.
ÓXIDO NO METÁLICO + AGUA OXIÁCIDO
Ejemplos:
SO2 + H2O H2SO3
CO2 + H2O H2CO3
ClO + H2O HClO
Te presentamos acontinuación las reglas para nombrar a los oxiácidos.
1.- Se indica primero que el compuesto pertenece al grupo de los ácidos.
2.- Se determina el nombre del ion poliatómico (carbonato, hipoclorito, sulfato, sulfito, etc.) que se encuentra unido al hidrógeno formando el ácido.
3.- Se cambia la terminación del nombre del ion poliatómico de acuerdo con la siguiente regla:
a) Si la terminación del nombre del ion es “ato”, ésta se cambia por la terminación “ico”. Ejemplo: Carbonato cambia por carbónico.
b) Si la terminación del nombre del ion poliatómico es “ito”, ésta se cambia por la terminación “oso”. Ejemplo: Hipoclorito cambia por hipocloroso.
NOTA: En algunos casos especiales no se toma el nombre del ion poliatómico como referencia, sino la raíz del nombre del NO metal que forma al ion poliatómico:
OTRA FORMA DE NOMBRAR A LOS OXIACIDOS
Las reglas de nomenclatura para estos compuestos son:
1.- Determinar el número de oxidación del elemento central. (Ver tabla No. 6).
2.- Se escribe la palabra ácido.
3.- Si el número de oxidación del elemento central lo requiere, se escriben los prefijos hipo o per, de acuerdo a lo indicado en la tabla.
4.- Enseguida se escribe el nombre de la raíz del elemento central.
5.- Finalmente se escriben las terminaciones oso o ico, siguiendo la referencia de la tabla.
1.- Se determina el número de oxidación del elemento central; en este caso el manganeso (Mn).Ejemplo: Nombrar al ácido cuya fórmula es HMnO4.
H+1 Mn+7 O4--2 -8 El resultado de la suma algebraica es igual a: +1 -8; por lo que el Mn tiene número de oxidación de +7.
2.- Se escribe la palabra ácido.
3.- Por el hecho de que el número de oxidación del elemento central es +7, se indica el prefijo per.
4.- Se escribe la raíz del nombre, en este caso Mangan. (Ver tabla No. 5).
5.- Se concluye con la terminación ico, y conjuntado todo el nombre queda de la siguiente manara: Acido Per Mangan ico = Ácido permangánico
SALES
Las sales se definen como el producto de la reacción entre un ácido y una base, y su estructura corresponde a la combinación química de un metal con un NO metal o bien un metal con un ion poliatómico de número de valencia negativo.
Las sales se dividen en sales binarias y sales ternarias u oxisales (sales que poseen oxígeno).
Las sales son muy abundantes en la naturaleza. La mayor parte de las rocas y minerales del manto terrestre son sales de un tipo u otro. También se encuentran gigantescas cantidades de sales en los océanos.
Generalmente las sales son cristalinas y tienen altos puntos de fusión y de ebullición. Las sales son siempre compuestos iónicos que se disocian al encontrarse en solución acuosa, aumentando la conductividad eléctrica del solvente.
Las sales en general, se obtienen cuando reacciona un ácido con una base, mediante esta reacción además de la sal se obtiene también agua.
• Para el caso de las sales binarias, se requiere de la reacción de un hidrácido con una base:
HIDRÁCIDO + BASE SAL BINARIA + AGUA
Ejemplo:
HCl + NaOH NaCl + H2O
Cloruro de sodio
HBr + Ba(OH)2 BaBr2 + H2O
Bromuro de bario
¿Y las oxisales cómo se obtienen?
• Para el caso de las sales ternarias u oxisales se hace reaccionar un oxiácido con una base:
OXIÁCIDO + BASE SAL TERNARIA + AGUA
Ejemplos:
H3PO4 + KOH K3PO4 + 3H2O
Fosfato de potasio
H2SO4 + NaOH Na2SO4 + 2H2O
Sulfato de sodio
¿sabes cuáles son las reglas para nombrar a las sales?
Regla: A la raíz del nombre del NO metal se le agrega la terminación “uro” des pues de la preposición “de” y finalmente el nombre del metal que forma la sal.
SALES TERNARIAS
Regla: Se menciona primero el nombre del ion poliatómico que esta formando a la sal y enseguida se indica el nombre del metal que forma parte de la estructura química de la sal, si el metal es de valencia variable, recuerda que debes indicarla con número romano, al final del nombre.
EN RESUMEN - LA CLASIFICACION DE LOS COMPUESTOS INORGANICOS
