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7/22/2019 Material didáctico Tema 4 LIIS109 Química.pdf
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Mtro. Juan José Arenas Romero 1/13
Instituto Universitario del Prado
Asignatura: Química
Tema 4: Compuestos Inorgánicos
4.1. Definición, clasificación, formulación y nomenclatura de óxidos
Los óxidos son compuestos que se obtienen al combinarse cualquier elemento con el oxígeno.
Según el tipo de elemento que se una al oxígeno, ya sea un metal o un no metal, los óxidos se
clasificarán en óxidos metálicos y óxidos no metálicos respectivamente.
Óxidos metálicos: son compuestos que se obtienen al reaccionar cualquier elemento metálico
con el oxígeno. También se les conoce como óxidos básicos, porque cuando reaccionan con el
agua forman bases o hidróxidos.
Su fórmula general es MO, donde M es el metal y O es el oxígeno.
Oxígeno + Metal Óxido metálico
Ejemplo:
O2 + 4Ag 2 Ag2O
Hay que recordar que cuando se escribe una fórmula, los valencias de las especies (elementos o iones
poli atómicos) que forman el compuesto, sólo se cruzan y se colocan como subíndices. Si después de
cruzar estos subíndices se pueden simplificar hay que hacerlo (se logra dividiendo por un mismo
número). El subíndice 1 no se escribe.
Nomenclatura IUPAC
1. Consiste en leer al oxígeno con la palabra genérica óxido y a continuación el nombre del metal.
2. Si el metal por tener valencia variable da lugar a dos o más óxidos, se indica con un número
romano entre paréntesis la valencia en ese compuesto.
Ejemplos:
Fórmula Nombre compuesto
Ag2O Óxido de plataCaO Óxido de calcio
Fe2O3 Óxido de fierro (III)FeO Óxido de fierro (II)
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Nomenclatura convencional
1. Consiste en leer al oxígeno con la palabra genérica óxido y a continuación el nombre del metal
con la terminación ico o simplemente nombrando al metal (como en la IUPAC).
2. Si el metal - por tener valencia variable - forma dos o más óxidos se le añade la terminación
oso a la de menor valencia e ico al de mayor valencia.
Ejemplos:
Fórmula Nombre compuesto
Ag2O Óxido de plataCaO Óxido de calcio u óxido de calcico
Fe2O3 Óxido férricoFeO Óxido ferroso
Óxidos no metalicos: son compuestos que se forman al reaccionar cualquier elemento no
metálico con el oxígeno. También se les conoce como óxidos ácidos o anhídridos.
Su fórmula general es NMO, donde NM corresponde al no metal y O al oxígeno.
No metal + Oxígeno Óxido no metálico
C + O2 CO2
Nomenclatura IUPAC
Consiste en leer el oxígeno con la palabra óxido, anteponiendo un prefijo que indique la cantidad deátomos de oxígeno presentes en el compuesto y a continuación el nombre del no metal. Si en el
compuesto existe más de un átomo no metálico, también se deberán utilizar los prefijos numerales.
Prefijos numerales Número
Mono 1Di o Bi 2
Tri 3Tetra 4Penta 5Hexa 6
Hepta 7Octa 8Nona 9Deca 10
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Ejemplos:
Nomenclatura convencional
Consiste en leer al oxígeno con la palabra genérica anhídrido y a continuación el nombre del no metal
con la terminación oso o ico según su menor o mayor valencia respectivamente (si el no metal forma
dos óxidos no metálicos).
Ejemplos:
CO Anhídrido carbonoso
CO2 Anhídrido carbónico
SO2 Anhídrido sulfuroso
SO3 Anhídrido sulfúrico
Cl2O Anhídrido hipocloroso
Cl2O Anhídrido cloroso
Cl2O3 Anhídrido clórico
Cl2O5 Anhídrido perclórico
4.2. Definición, clasificación, formulación y nomenclatura de hidróxidos
Los hidróxidos son compuestos que se obtienen al reaccionar un óxido metálico (óxidos básicos) con el
agua (aunque no es una forma general de su obtención). De acuerdo a Arrhenius son sustancias que en
solución acuosa liberan iones hidroxilo u oxidrilo OH-1
Arrhenius clasifica a los hidróxidos de acuerdo a las bases, en la que establece que son sustancias que
en solución acuosa liberan iones hidroxilo (OH-):
Bases solubles: los hidróxidos de los metales alcalinos son considerados como bases fuertes,
pues se disocian totalmente en agua.
Bases poco soluble: los hidróxidos de los metales alcalinotérreos (los de Mg, Ca, Sr y Ba) son
bases muy débiles pues casi no se disocian en agua.
Bases insolubles: los demás hidróxidos metálicos son casi totalmente insolubles.
CO Monóxido de carbono
CO2 Dióxido de carbono
NO Monóxido de nitrógeno
N2O3 Trióxido de dinitrógeno
NO2 Dióxido de nitrógeno
N2O5 Pentóxido de dinitrógeno
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Su fórmula general es M(OH), donde M es el metal y OH el radical hidroxilo o hidróxido, "y " es la
valencia del metal.
Óxido metálico + Agua Base o hidróxido
CaO + H2O Ca(OH)
2
Nomenclatura IUPAC
1. Consiste en leer al Ión OH-1 con la palabra genérica hidróxido, la preposición " de" y a
continuación el nombre del metal.
2. Si el metal tiene valencia variable se deberá de indicar esta con un número romano entre
paréntesis.
Ejemplos:
Ca(OH)2 Hidróxido de calcio
NaOH Hidróxido de sodio Al(OH)3 Hidróxido de aluminio
Fe(OH)2 Hidróxido de fierro (II)
Fe(OH)3 Hidróxido de fierro (III)
Mg(OH)2 Hidróxido de magnesio
KOH Hidróxido de potasio
NH4OH Hidróxido de amonio
Zn(OH)2 Hidróxido de zinc
CuOH Hidróxido de cobre (I)
Cu(OH)2 Hidróxido de cobre (II)Pb(OH)4 Hidróxido de plomo (IV)
Sn(OH)2 Hidróxido de estaño (II)
Nomenclatura convencional
1. Se lee el radical OH- como hidróxido y a continuación el nombre del metal con la
terminación ico o simplemente el nombre del metal, si no tiene valencia variable.
2. Si el metal tiene valencia variable se usan las terminaciones oso e ico para indicar la menor
o mayor valencia respectivamente.
Ejemplo:
NaOH Hidróxido sódico o de sodio
KOH Hidróxido potásico o de potasio
CuOH Hidróxido cuproso
Cu(OH)2 Hidróxido cúprico
Mg(OH)2 Hidróxido magnésico o de magnesio
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NH4OH Hidróxido amónico o de amonio
Zn(OH)2 Hidróxido de zinc
4.3. Definición, clasificación, formulación y nomenclatura de ácidos
Los ácidos son sustancias que se caracterizan por contener hidrógeno. Según Arrhenius un ácido es
toda sustancia que en solución acuosa libera iones hidrogeno (H+1). De acuerdo a Brônsted-Lowry , un
ácido es una sustancia donadora de protones (H+).
Las características o propiedades de los ácidos son:
Son de sabor agrio, de pH menor que 7.
Cambian de color el papel tornasol azul a rojo.
Ejemplos: ácido cítrico, ácido muriático (HCl), ácido sulfúrico (H2SO4), ácido gástrico.
Los ácidos se clasifican en: hidrácidos HNM y oxiácidos HNMO.
Hidrácidos HNM: son ácidos que se caracterizan por no contener oxígeno y están formados por
el hidrogeno (H ) y un no metal (NM).
Hidrógeno + No Metal Ácido hidrácido
4.4. Definición, clasificación, formulación y nomenclatura de sales
Las sales son sustancias que se obtienen como un producto de la reacción entre un ácido y una base.
Ácido + base o hidróxido Sal + Agua
Se puede obtener también al sustituir los hidrógenos de un ácido por elementos metálicos.
Las sales se clasifican de la siguiente manera:
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Podemos resumir que las sales binarias o haloideas se derivan de los hidrácidos y que las oxisales de
derivan de los oxiácidos. Ambos tipos de sales pueden ser neutras o ácidas, esto va a depender del
hecho de que se sustituyan totalmente (neutras) o sólo parcialmente (ácidas) los hidrógenos del ácido
por elementos metálicos.
Haluros: su fórmula es M NM, donde M es un metal que proviene de la base y NM el no
metal que proviene del ácido. Son sustancias que se obtienen al reaccionar un ácido
hidrácido con una base o hidróxido. También se les llama sales haloideas o binarias.
Acido hidrácido + Base Haluro (neutro) + Agua
HCl + NaOH NaCl + H2O
Nomenclatura IUPAC
Consiste en leer el elemento no metálico que proviene del ácido hidrácido cambiando laterminación hídrico por uro, la preposición “de” y a continuación el nombre del metal. Si el
metal tiene valencia variable ésta se indica con un número romano dentro de un paréntesis.
Ejemplo de sales neutras:
NaCl Cloruro de sodio
KF Floruro de potasio
CaI2 Yoduro de calcio
CuCl Cloruro de cobre (I)
CuCl2 Cloruro de cobre (II)
Ácidos hidrácidos y aniones que derivan de ellos en la formación de sales:
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Oxisales: su fórmula general es M NMO, donde M es el metal que proviene de la base y NMO
es el oxianión que proviene del Oxiácido. Son sustancias que se obtienen al reaccionar un
ácido oxiácido con una base o hidróxido.
Nomenclatura IUPAC
Como las oxisales se derivan de los oxiácidos la nomenclatura consiste en cambiar la
terminación oso por ito e ico por ato, la preposición “de” y a continuación el nombre del
metal, si el metal tiene valencia variable se indica poniéndola entre paréntesis y en números
romanos.
Ácidos oxiácidos y aniones (oxianiones) que derivan de ellos en la formación de Sales Caso 1.
Caso 2.
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Caso 3.
Ejemplo – oxisales neutras:
BaCO3 Carbonato de barioAlBO3 Borato de aluminio
AgNO2 Nitrito de plata
RbNO3 Nitrato de rubidio
ZnSO3 Sulfito de zinc
Na2SO4 Sulfato de sodio
Pb3(PO3)4 Fosfito de plomo (iv)
Cu3(PO4)2 Fosfato de cobre (ii)
Fe(ClO)2 Hipoclorito de fierro (ii)
AgClO2 Clorito de plataNi(ClO3)2 Clorato de níquel (ii)
Hg(ClO4)2 Perclorato de mercurio (ii)
Mn(IO)7 Hipoyodito de manganeso (vii)
Sc(IO2)3 Yodito de escandio
ZnIO3 Yodato de zinc
Fe(IO4)3 Peryodato de fierro (iii)
Ejemplo – oxisales ácidas:
KHSO4 Sulfato ácido de potasio
CuHCO3 Bicarbonato de cobre (i)
SnHPO4 Fosfato ácido de estaño (ii)
Ga(H2PO4)3 Fosfato diácido de galio
PbHPO3 Fosfito ácido de plomo (ii)
AuH2PO3 Fosfito diácido de oro (i)
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Mg(HSO3)2 Sulfito ácido de magnesio
Al2(HBO3)3 Borato ácido de aluminio
LiH2BO3 Borato diácido de litio
4.5. Definición, clasificación, formulación y nomenclatura de hidruros
Los hidruros son compuestos que contienen hidrógeno y otro elemento. Generalmente se obtienen
por reacción directa entre los elementos.
Elemento + Hidrógeno → Hidruro
Clasificación:
Hidruro metálico: su fórmula general es MHy, donde M es el metal, "y" su valencia y H el
hidrógeno con valencia -1. Son compuestos binarios que se obtienen al reaccionar el hidrógeno
con cualquier elemento metálico. En estos compuestos el hidrógeno trabaja con su valencia -1 (H-
1).
Hidrógeno + Metal Hidruro metálico
H2 + 2 Na 2 NaH
Nomenclatura IUPAC
Se lee le hidrógeno con la palabra genérica hidruro, a continuación la preposición de y el nombre
del metal. Si el metal tiene valencia variable se debe indicar con un número romano entre
paréntesis.
Ejemplo:
NaH Hidruro de sodioCaH2 Hidruro de calcio
AlH3 Hidruro de aluminio
FeH2 Hidruro de fierro (ii)
FeH3 Hidruro de fierro (iii)
CuH Hidruro de cobre (i)
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Nomenclatura convencional
Se lee el hidrógeno como hidruro y a continuación el nombre del metal o bien agregando la
terminación ico si tiene valencia fija. Si el metal tiene valencia variable agregar las terminaciones
oso e ico para indicar la menor o mayor valencia respectivamente.
NaH Hidruro sódico o hidruro de sodio
CaH2 Hidruro cálcico o hidruro de calcio
AlH3 Hidruro alumínico o hidruro de aluminio
FeH2 Hidruro férrico
Hidruro no metálico: su fórmula general es HyNm, donde Nm es el no metal, “y” su valencia
y H el hidrógeno con valencia +1. Debemos recordar que en todas las fórmulas se escribe
primero el símbolo del átomo que tiene estado de oxidación positiva.
Son compuestos binarios que se obtienen al reaccionar el hidrógeno con un elemento no
metálico (elementos de los grupos 16 y 17). En estos compuestos el hidrógeno trabaja con suvalencia +1 (H+1).
Hidrógeno + No metal Hidruro no metálico
H2 + 1/8 S8 H2S
Se indica el nombre del anión (no metal) terminado en “uro”, la preposición “de” y la palabra
“hidrógeno”.
Ejemplo:
H2S Sulfuro de hidrógeno
Hidruro con nomenclatura convencional
CuH2 Hidruro de cobre (ii)
MgH2 Hidruro de magnesio
KH Hidruro de potasio
LiH Hidruro de litio
BaH2 Hidruro de barioBeH2 Hidruro de berilio
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La composición química de muchos hidruros se conoce desde antes de la sistematización de la
nomenclatura química y la IUPAC acepta que se sigan utilizando sus nombres tradicionales o
convencionales.
Ejemplos:
Nombre Convencional Nombre Sistemático
H2O Agua Óxido de hidrógeno
NH3 Amoniaco Hidruro de nitrógeno
ASH3 Arsina Hidruro de arsénico
BH3 Borano Hidruro de boro
SBH3 Estibina Hidruro de antimonio
PH3 Fosfina Hidruro de fósforo
GEH4 Germano Hidruro de germanio
CH4 Metano Hidruro de carbono
SIH4 Silano Hidruro de silicio
4.6. Definición y clasificación de reacciones químicas
Reacción química
Proceso mediante el cual una o más sustancias (elementos o compuestos) denominadas reactivos,
sufren un proceso de transformación o combinación para dar lugar a una serie de sustancias
(elementos o compuestos) denominadas productos. En una reacción química se produce
desprendimiento o absorción de calor y otras formas de energía.
Representación de las reacciones químicas
Los símbolos y fórmulas químicas sirven para describir las reacciones químicas, al identificar lassustancias que intervienen en ella.
Como los átomos se conservan en las reacciones químicas, a cada lado de la ecuación debe aparecer elmismo número de ellos.
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Los químicos sustituyen "da" por una flecha y borran todos los "1" para obtener la ecuación químicaajustada.
Tipos generales de reacciones químicas. Según su naturaleza:
a) Reacciones de síntesis.- En este tipo de reacciones los elementos o compuestos se combinan
entre sí para producir un compuesto de mayor peso molecular o más complejo. También se les
llama reacciones de combinación.
Unión o síntesis A+B AB
b) Reacciones de descomposición.- Aquí un compuesto complejo se descompone, ya sea en sus
elementos constituyentes o en sustancias de peso molecular más pequeño. La descomposición
se puede deber a la acción del calor, electricidad o hasta la presencia de otras sustancias.
Descomposición AB A+B
c) Reacciones de desplazamiento simple.- Este tipo de reacción se presenta cuando un elemento
de un compuesto es desplazado por otro, formándose un elemento y un compuesto
diferentes. El elemento que desplaza (metal o halógeno) debe de ser más activo que el
desplazado.
Desplazamiento AB+C AC + B
d) Doble desplazamiento o doble descomposición.- Se presenta cuando dos compuestos
(reactivos) intercambian entre sí dos elementos o grupos de elementos, generándose dos
compuestos diferentes.
Doble descomposición AB + CD AD + CB
e) Reacciones de neutralización.- Se da cuando reacciona un compuesto ácido con una base o
hidróxido y se obtiene siempre como productos una sal más agua.
Ácido + base → Sal + Agua
f) Reacciones de óxido-reducción.- También conocidas como reacciones Redox, son aquellas en
que los números de oxidación de ciertos elementos (generalmente 2) cambian al pasar de
reactivos a productos. En una reacción redox siempre existirá un elemento que se oxide
(pierda electrones) y otro que se reduzca (gane esos electrones); ambos procesos ocurren de
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forma simultánea. Para identificar una reacción redox debemos recordar las reglas para asignar
números de oxidación.
g) Oxidación: se refiere a la media reacción donde un átomo o un grupo de átomos pierden
electrones.
h) Reducción: se refiere a la media reacción donde un átomo o un grupo de átomos ganan
electrones.
i) Agente oxidante: es la sustancia que se reduce (gana electrones) provocando la oxidación.
j) Agente reductor : es la sustancia que se oxida (pierde electrones) provocando la reducción. Son
aquellas reacciones químicas en las cuales un átomo se oxida y otro se reduce. La cantidad de
electrones perdidos (átomos que se oxidan) es igual a la cantidad de electrones ganados
(átomos que se reducen). Para determinar cuál es el átomo que se óxido y cuál es el que se
produce, se utiliza lo que se conoce como numero de oxidación.
Ejemplos de reacciones con base a la clasificación anterior, incluyendo reacciones de utilidad (procesos
industriales, de control de contaminación ambiental, de aplicación analítica, entre otras)
Tipos generales de reacciones químicas
Unión o síntesis A+B AB
Ejemplo: H2 + O2 → H2O
Descomposición AB A+B
Ejemplo: HgO → Hg + O2
Desplazamiento AB+C AC + B
Ejemplo: 2NaI + Br2 → 2NaBr + I2
Doble descomposición AB + CD AD + CB
Ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H2O
Reacción de Neutralización
Acido + Base → Sal + Agua
Ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H2O
Reacción Redox
0 0 +3 -2Fe + O2 → Fe2O3
El fierro oxida en 3 (Pierde 3e-) y el Oxígeno reduce en 2 (gana 2e-)