Química - Compuestos Binarios y Ternarios PDF

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Resumen de Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos. Incluye ejemplos y ejercicios....

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QUÍMICA: COMPUESTOS BINARIOS I

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REACCIÓN Y ECUACIÓN QUÍMICA Podemos definir una REACCIÓN QUÍMICA el fenómeno en el que se producen nuevos compuestos o productos a partir de la transformación de los compuestos originales o reactivos.

Las reacciones químicas se simbolizan mediante ECUACIONES QUÍMICAS. Una ecuación química contiene las fórmulas de las sustancias que intervienen en la reacción. En el primer miembro, escrito a la izquierda, se encuentran las fórmulas de las SUSTANCIAS REACCIONANTES separadas entre sí por un signo más (+). A la derecha, también separadas por el signo +, se encuentran las fórmulas de las sustancias que forman los PRODUCTOS DE LA REACCIÓN. Entre ambos miembros hay una flecha que indica el sentido de la reacción (de izquierda a derecha) o una doble flecha que se utilizará cuando el sentido de la reacción pueda ser uno u otro (reacciones de equilibrio). Una parte fundamental de la ecuación son los coeficientes, llamados estequiométricos, que preceden a las fórmulas de las sustancias e indican la proporción en número de moles con que intervienen en la reacción: aA + bB → cC + dD, donde A, B, C y D son las fórmulas de las sustancias y a, b, c y d, los coeficientes estequiométricos.

TEORÍA DE LOS CHOQUES Este modelo supone que para que haya reacción química las partículas de las sustancias reaccionantes han de chocar simultáneamente en la dirección apropiada y con la energía necesaria para que se pueda formar el complejo activado.

Si el choque no es lo bastante enérgico o la dirección no ha sido la apropiada, las partículas siguen su camino después de rebotar (figura 8). Una vez formado el complejo activado, éste se descompone espontáneamente y da los productos de la reacción.

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Las siguientes figuras presentan esquemáticamente como va evolucionando una reacción en términos energéticos, para una reacción EXOTERMICA (que libera cierta cantidad de calor al producirse) y una ENDOTÉRMICA (que consume calor al producirse):

OXIDOS BÁSICOS Y ÁCIDOS OXIDOS BÁSICOS Este tipo de óxidos son los llamados ÓXIDOS METÁLICOS, es decir los que resultan de la combinación de un METAL (M) con el OXÍGENO (O2).  ECUACIÓN BALANCEADA DE OBTENCIÓN: a M + b O2 → c M2On Vemos que para escribir la fórmula del óxido ( M2On) se colocará en primer lugar el símbolo del metal (M) seguido de la O, símbolo del oxígeno. El metal será portador del subíndice 2 (el índice del oxígeno, que es 2–) y el subíndice del oxígeno será el número de oxidación n del metal. Si éste es par se podrá simplificar.  UNION QUÍMICA: El tipo de unión química que se establece en la formación de un

óxido básico es IÓNICA.

 NOMENCALTURA:

SISTEMA

NOMENCALTURA

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Atomicidad

(cant. de átomos de O) óxido de (cant. de át. del metal M)(nombre de M)

Tradicional

Óxido (raíz del nombre del metal) (terminación oso / ico).

Stock

Óxido de (nombre de M) (número de oxidación de M en nº romanos)

 EJEMPLOS: El sistema más que más comúnmente se utiliza para nombrar este tipo de óxidos es el de stock. Veamos algunos ejemplo: o Na2O. Como el sodio sólo posee el índice de oxidación 1+ será el óxido de sodio. o Cu2O. El cobre actúa con el índice 1+. Entonces, como el cobre tiene otros índices de oxidación su nombre será: óxido de cobre (I).

o PbO2. El índice del plomo es en este caso 4+ y como el plomo posee también el índice 2+ se deberá indicar: óxido de plomo (IV).

OXIDOS ÁCIDOS Este tipo de óxidos son los llamados ÓXIDOS NO METÁLICOS (antiguamente llamados anhídridos), es decir los que resultan de la combinación de un NO METAL (X) con el OXÍGENO (O2).  ECUACIÓN BALANCEADA DE OBTENCIÓN: a X + b O2 → c X2On Vemos que para escribir la fórmula del óxido (X2On) se colocará en primer lugar el símbolo del no metal (X) seguido de la O, símbolo del oxígeno. El no metal será portador del subíndice 2 (el índice del oxígeno, que es 2–) y el subíndice del oxígeno será el número de oxidación n del no metal. Si éste es par se podrá simplificar.

 UNION QUÍMICA: El tipo de unión química que se establece en la formación de un

óxido ácido es COVALENTE.

 NOMENCALTURA:

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SISTEMA

NOMENCALTURA

Atomicidad

(cant. de átomos de O) óxido de (cant. de át. de X)(nombre de X)

Tradicional

Óxido (raíz del nombre del no metal) (terminación oso / ico).

Stock

Óxido de (nombre de X) (número de oxidación de X en nº romanos)

 EJEMPLOS: Estos óxidos suelen nombrarse mediante el método de atomicidad, es decir, con un prefijo numeral que indica el número de oxígenos seguido del nombre de la función (óxido), la preposición de y otro prefijo numeral, que indica el número de átomos del elemento no metálico. Este subíndice no se indica en el caso de que sea 1. Por último, se escribe el nombre del no metal. Ejemplos: N2O5 pentóxido de dinitrógeno CO monóxido de carbono B2O3 trióxido de diboro NOTAS: o En el sistema de Atomicidad, la cantidad de átomos de cada elemento se indica mediante los prefijos griegos: mono (1), di(2), tri (3), tetra (4), penta (5), hexa (6), repta (7), etc. o En el sistema tradicional se usan los siguientes prefijos y terminaciones según va aumentando el número de oxidación del elemento: Hipo ______ oso ______oso ______ico Per ______ ico

HIDRUROS METÁLICOS Y NO METÁLICOS HIDRUROS METÁLICOS Los hidruros metálicos son compuestos que resultan de la combinación de un METAL (M) con el HIDRÓGENO (H2).

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 ECUACIÓN BALANCEADA DE OBTENCIÓN: a M + b H2 → c MHn Para escribir la fórmula del hidruro ( MHn) se colocará en primer lugar el símbolo del metal ( M) seguido del símbolo del Hidrógenol. Como el hidrógeno en este caso tiene número de oxidación -1, basta con agregarle al mismo como subíndice el número de oxidación n del metal para completar la fórmula.  UNION QUÍMICA: El tipo de unión química que se establece en la formación de un

hidruro metálico es IONICA.

 NOMENCALTURA: SISTEMA

NOMENCALTURA

Atomicidad

(cant. de átomos de H) hidruro de (cant. de át. de M)(nombre de M)

Tradicional

Hidruro (raíz del nombre del metal) (terminación oso / ico).

Stock

Hidruro de (nombre de M) (número de oxidación de M en nº romanos)

 EJEMPLOS: KH: Hidruro de potasio. CaH2: Hidruro de calcio. CuH: Hidruro de cobre (I) o Hidruro cuproso.

HIDRUROS NO METÁLICOS Los hidruros no metálicos son compuestos que resultan de la combinación de un NO METAL (X) con el HIDRÓGENO (H2). También se denominan HIDRÁCIDOS.  ECUACIÓN BALANCEADA DE OBTENCIÓN: a X + b H2 → c HnX Para escribir la fórmula del hidruro ( HnX) se colocará en primer lugar el símbolo del hidrógeno (H) seguido del símbolo del no metal. Como el hidrógeno tiene número de oxidación +1, basta

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con agregarle al mismo como subíndice el número de oxidación n del no metal para completar la fórmula.  UNION QUÍMICA: El tipo de unión química que se establece en la formación de un

hidruro no metálico es COVALENTE.

 NOMENCALTURA: Si bien es posible nombrar a estos hidruros por cualquiera de los tres métodos vistos, generalmente sólo se usan dos formas comunes de normarlos, dependiendo de si el compuesto se encuentra en su estado natural de gas o disuelto en forma de disolución acuosa. ESTADO DEL HIDRACIDO

NOMENCLATURA

Gaseoso

(raíz del no metal) uro de hidrógeno.

Solución acuosa

Ácido (raíz del no metal) hídrico.

 EJEMPLOS: HCl (g): Cloruro de Hidrógeno. HCl (ac): Ácido clorhídrico. H2S (g): Sulfuro de hidrógeno. H2S (ac): Ácido sulfhídrico

COMPUESTOS TERNARIOS Los compuestos ternarios son compuestos químicos constituidos por tres elementos diferentes. Tenemos tres tipos de compuestos ternarios: ACIDOS OXIGENADOS (OXOÁCIDOS) COMPUESTOS TERNARIOS

HIDROXIDOS (BASES O ALCALIS) SALES OXIGENADAS NEUTRAS (OXOSALES)

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1. ACIDOS OXIGENADOS U OXOACIDOS Los oxoácidos son compuestos que surgen de la reacción química entre los óxidos ácidos y el agua: OXIDO ACIDO + AGUA → OXOÁCIDO Veamos algunos ejemplos de ecuaciones balanceadas de obtención de ácidos ternarios con la correspondiente nomenclatura.

Acidos con el C.

Números de Oxidación del C: 2 y 4

CO + H2O → H2CO2 Atom. Monóxido de carbono + agua → dioxocarbonato de dihidrógeno. Trad. Oxido carbonoso + agua → ácido carbonoso. Stock. Oxido de carbono (II) + agua → carbónato (II) de hidrógeno.

CO2 + H2O → H2CO3 Atom. Dióxido de carbono + agua → trioxocarbonato de dihidrógeno. Trad. Óxido carbónico + agua → ácido carbónico. Stock. Óxido de carbono (IV) → carbónato (IV) de hidrógeno.

Acidos con el C.

Números de Oxidación del Cl: 1,3,5 y 7

Cl2O + H2O → 2H2Cl2O2 → 2HClO Atom. Monóxido de dicloro + agua → monoxoclorato de monohidrógeno Trad. Óxido hipocloroso + agua → ácido hipocloroso. Stock. Óxido de cloro (I) + agua → clorato (I) de hidrógeno.

Cl2O3 + H2O → 2H2Cl2O4 → 2HClO2 Atom. Trióxido de dicloro + agua → dioxoclorato de monohidrógeno Trad. Óxido cloroso + agua → ácido cloroso. Stock. Óxido de cloro (III) + agua → clorato (III) de hidrógeno.

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Cl2O5 + H2O → 2H2Cl2O6 → 2HClO3 Atom. Pentóxido de dicloro + agua → trioxoclorato de monohidrógeno Trad. Óxido clorico + agua → ácido clorico Stock. Óxido de cloro (V) + agua → clorato (V) de hidrógeno.

Cl2O7 + H2O → 2H2Cl2O8 → 2HClO4 Atom. Heptaóxido de dicloro + agua → tetraoxoclorato de monohidrógeno Trad. Óxido perclorico + agua → ácido perclorico Stock. Óxido de cloro (VII) + agua → clorato (VII) de hidrógeno

Acidos con el S.

Números de Oxidación del S: 4 y 6

SO2 + H2O → H2SO3 Atom. Dióxido de azufre + agua → trioxosulfato de dihidrógeno. Trad. Oxido sulfuroso + agua → ácido sulfuroso. Stock. Oxido de azufre (IV) + agua → sulfato (IV) de hidrógeno.

SO3 + H2O → H2SO4 Atom. Trióxido de asufre + agua → tetraoxosulfato de dihidrógeno. Trad. Óxido sulfúrico + agua → ácido sulfúrico. Stock. Óxido de azufre (VI) → sulfato (VI) de hidrógeno.

2. HIDRÓXIDOS (ALCALIS). Los oxoácidos son compuestos ternarios que se forman por la reacción química entre los óxidos básicos y el agua: OXIDO BÁSICO + AGUA → HIDRÓXIDO Estos compuestos se caracterizan por poseer en su estructura molecular el grupo (OH) denominado “oxhidrilo” o “hidroxilo”.Veamos algunos ejemplos:

Hidróxidos de Metales Alcalinos y Alcalino Terreos. Na2O + H2O → NaOH

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Atom. Monóxido de disodio + agua → monohidróxido de sodio. Trad. Oxido de sodio + agua → hidróxido de sodio. Stock. Oxido de sodio (I) + agua → hidróxido de sodio (I).

MgO + H2O → Mg(OH)2 Atom. Monóxido de magnesio + agua → dihidróxido de magnesio. Trad. Oxido de magnesio + agua → hidróxido de magnesio. Stock. Oxido de magnesio (II) + agua → hidróxido de magnesio (II).

Hidróxidos del Hierro.

Números de Oxidación del Fe: 2 y 3.

FeO + H2O → Fe(OH)2 Atom. Monóxido de hierro + agua → dihidróxido de hierro. Trad. Oxido ferroso + agua → hidróxido ferroso. Stock. Oxido de hierro (II) + agua → hidróxido de hierro (II).

Fe2O3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 Atom. trióxido de dihierro + agua → trihidróxido de hierro. Trad. Oxido férrico + agua → hidróxido férrico. Stock. Oxido de hierro (III) + agua → hidróxido de hierro (III).

3. SALES OXIGENADAS NEUTRAS (OXOSALES). Este tema se desarrollará en la siguiente sección, donde no sólo se ven las sales ternarias sino también las binarias.

SALES NEUTRAS Los distintos compuestos salinos pueden clasificarse en forma general comom sigue: BINARIAS NEUTRAS SALES

TERNARIAS ÁCIDAS CUATERNARIAS

BÁSICAS MIXTAS

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En esta unidad solo veremos el caso de las sales neutras (binarias y ternarias).

1. SALES BINARIAS. Las sales binarias son compuestos inorgánicos constituidos por dos elementos: un metal y un no metal (donde el no metal no es el oxígeno). Una de las formas de obtenerlas es por reacción química entre un ácido binario (hidrácido) y un hidróxido, obteniéndose además de la sal binaria, agua. ÁCIDO BINARIO + HIDRÓXIDO → SAL BINARIA Veamos algunos ejemplos y la nomenclatura:

HCl + NaOH → NaCl + H2O Atom. Monocloruro de sodio. Trad. Cloruro de sodio. Stock. Cloruro de sodio (I).

H2S + Ca(OH)2 → CaS + 2H2O Atom. Monosulfuro de calcio. Trad. Sulfuro de calcio. Stock. Sulfuro de calcio (II). 3H2S + 2Fe(OH)3 → Fe2S3 + 3H2O Atom. Trisulfuro de dihierro. Trad. Sulfuro férrico. Stock. Sulfuro de hierro (III).

2. SALES TERNARIAS.

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Las sales ternarias son compuestos inorgánicos constituidos por tres elementos químicos: un metal, un no metal y oxígeno. Por esta razón se conoce a las sales ternarias con el nombre de oxosales o sales oxigenadas. Uno de los métodos de obtención de las sales ternarias es por reacción química entre un ácido ternario y un hidróxido, obteniéndose también, además de la sal, agua. ÁCIDO TERNARIO + HIDRÓXIDO → SAL TERNARIA + AGUA Este mecanismo también se conoce como “Reacción de neutralización”. Veamos algunos ejemplos y la forma de nombrar a estas sales.

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O Atom. Trad. Stock.

Trioxonitrato de monosodio. Nitrato de sodio. Nitrato (V) de sodio (I).

H2SO4 + 2Fe(OH)3 → Fe2(SO4)3 + 6H2O Atom. Trad. Stock.

Tritetraoxosulfato de dihierro Sulfato férrico. Sulfato (VI) de hierro (III).

H2SO3 + 2NaOH → Na2SO3+ 2H2O Atom. Trad. Stock.

Trioxosulfato de disodio. Sulfito de sodio. Sulfato (IV) de sodio (I). Cambio de Terminación al pasar de Ácido a Sal en el sistema Tradicional.

ACIDO Oso cambia por Ico cambia por Hidrico cambia por

SAL ito ato uro

EJERCITACIÓN 1) Nombrar o escribir las fórmulas químicas según corresponda. a) Hidróxido plumboso.

b) Ag(OH) c) Cloruro férrico. d) H2SO3

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e) NaNO3 f) HClO4 2) Dados las siguientes ecuaciones, completarlas con las correspondientes fórmulas químicas y nombrar todos los compuestos por todas las nomenclaturas: a) _______________ + ________________ → ácido hipocloroso b) Hidróxido cuproso + _________________ → CuS + ________

c) Óxido de calcio + agua → _____________________________ d) _______________ + _________________ → ácido nitroso e) _______________ + _________________ → ácido sulfúrico f) Dióxido de carbono + _________________ → ácido carbónico g) _______________ + ________________→ hidróxido de platino (II) h) _______________ + _______________→ hidróxido de estroncio (II) i) _______________ + _______________→ sulfato (IV) de hidrógeno. 3) Nombrar las siguientes sales binarias:

a) MgCl2 b) SnCl4 c) HgBr2 d) PbS2 e) CoF2 f) PbBr4 g) AlCl3 4) Nombrar las siguientes sales y escribir sus ecuaciones de obtención:

a) Zn(NO3)2 b) Ca(IO4)2 c) Fe(NO2)2 d) Ba3(PO4)2 e) Cu(BrO3)2 f) NiSO3 5) Escriba las ecuaciones de obtención de las siguientes sales: a) Hipoiodito de sodio.

b) Clorato (VII) de cromo (III). c) Nitrato (III) de cobre (II). d) Bromato de potasio. e) Carbonato de litio.

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f)

Sulfato de calcio.

6) Escriba las fórmulas de los siguientes óxidos y clasifíquelos en óxidos básicos o ácidos.

a) Oxido cúproso b) Trióxido de dinitrógeno c) Dióxido de manganeso d) Oxido férrico e) Oxido plumbico f) Oxido perclórico 7) Nombre los siguientes óxidos y escriba sus ecuaciones balanceadas de formación.

a) PbO2 b) SO2 c) Br2O3 d) SiO2 e) N2O3 8) Nombre o escriba la formula de los siguientes hidruros (según corresponda), clasifíquelos en ácidos o básicos y escriba sus ecuaciones de formación balanceadas:

a) Sulfuro de hidrógeno b) FeH2 c) Ácido Bromhídrico d) Hidruro Aurico e) HCl...