Formulación química inorgánica y orgánica, UAX

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UNIDAD 3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS EN LA INGENIERIA

Universidad Alfonso X el Sabio

FORMULACIÓN ÍNDICE

1. FORMULACIÓN INORGÁNICA
   1. Estados de Oxidación.
   2. Secuencia de los elementos.
   3. Sistemas de nomenclatura.
   4. Óxidos, Hidruros, Hidróxidos y Sales binarias.
   5. Oxoácidos y Sales ternarias.
   6. Iones.
2. FORMULACIÓN ORGÁNICA
   1. Grupos funcionales.
   2. Hidrocarburos.
   3. Alcoholes, aldehídos, cetonas y éteres.
   4. Ácidos carboxílicos y estéres.
   5. Aminas, amidas y nitrilos.

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Estados de Oxidación

1 18 1 -1 13 14 15 16 17 3 + 5 6 Li Be B C N O F +3 -4 +2 +4 -3 [+1, +5] -1-2 +2 -1 12 13 14 15 16 17 18 Al Si P S CI 3 +2 +3 -4 -3 -2 -1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 21 Sc +3 22 Ti +2+3+4 V +2+3 +4+5 24 Cr +2+3+6 25 Mn +2+3+4 +6+7 26 Fe +2+3 27 Co +2+3 28 Ni +2+3 29 Cu +1+2 Zn +2 31 Ga +3 32 Ge -4 +2 +4 -3 -2 -1 0 37 38 39 Y 40 Zr 41 Nb +4+5 42 Mo +4+6 43 Te +4+7 44 Ru +2+3+4 45 Rh +3+4 46 Pd +2+4 47 Ag +1 48 Cd +2 49 In +3 50 Sn -4 -3 -2 -1 0 +2+4 +3+5 +2+4+6 +1 +3+5+7 71 72 73 74 W +4+6 75 Re +4+7 76 Os +2+3 +4+8 77 Ir +3+4 78 Pt +2+4 79 Au +1+3 80 Hg +1+2 81 TI +1+3 82 Pb +2 +4 83 Bi +3+5 -2 -1 0 +2+4 +1 103 104 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 H 109 Mit 110 De 63 Eu +2+3 64 Gd +3 65 TE +3+4 66 Dy +3 67 Ho +3 68 Er +3 69 Tm +2+3 70 Yb +2+3 METALES ALCALINOTERREOS LANTANOIDES ACTINOIDES METALES DE TRANSICIÓN JOTROS METALES SEMIMETALES NO METALES 4 89 Ac +3 90 Th +4 91 Pa +4+5 92 U +4+6 93 Np +4+5 94 Pu +3+4 -+5+6 95 Am 96 Cms 97 B OF 100 Fm 101 102 No GASES NOBLES 57 La +3 58 Ce +3+4 59 Pr +3+4 60 Nd +3 61 Pm +3 62 Sm +2+3 111 112 Ca 113 114 FI 115 116 117 118 7 87 Fr +1 Ra Mc +2 METALES ALCALINOS Lu Hf Ta Po At 6 55 Cs +1 56 84 85 86 Rn +2 +3 +4 +5 +2 +3 +4 23 33 34 35 36 4 19 K +1 Ca As Se Br Kr +2 +3+5 +2+4+6 +1+3+5+7 5 Rb +1 Sr Sh Te I Ar 0 +4 +3+5 +2+4+6 +1+3+5+7 10 2 1 H 2 He 0 +1 2 7 8 9 +1 +2 Z Símbolo Estados de oxidación Ne 0 11 Na +1 Mg 20 51 52 53 54 Xe B Og 4 99

FORMULACIÓN INORGÁNICA

Secuencia de los elementos

H Li Be B C N O Ne Na Mg Al Si P S Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag 1 Cd In Sn Sb I Xe Cs Ba La Lu Hf Ta I 1 W 1 Re Os İr Pt Au Hg TI Pb Bi Po At I 1 Rn Fr Ra Ac ->Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg I - I I 1 I - I I I I I - 1 Y Te - 1 - 1 He I5

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Sistemas de nomenclatura

• v Estequiométrica: se basa en usar prefijos multiplicadores: mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, etc. Ejemplos: O3 = trioxígeno; NaCl = Cloruro de sodio; PCl3 = tricloruro de fósforo.
• v Sustitución: se usa para nombrar derivados de hidruros de algunos no metales.
• Ejemplos: metano = CH4; fosfano = PH3; borano = BH3; silano = SiH4.
• v Adición: se usa para nombrar hidróxidos y algunos compuestos de coordinación.
• Ejemplos: PCl5 = pentaclorurofósforo; HBrO = hidroxidobromo.
• v Hidrógeno: se usa para nombrar oxácidos y sales ternarias.
• Ejemplos: dihidrogeno(heptaoxidodicromato) = H2Cr2O7; hidrogenocarbonato de sodio = NaHCO3.
• v Número de oxidación: se indica en números romanos entre paréntesis y sin signo.
• Ejemplos: PCl5 = cloruro de fósforo (V); MnO2 = óxido de manganeso (IV).
• v Tradicional - Ejemplos: H2SO4 = ácido sulfúrico; H2CO3 = ácido carbónico; NaCl4O = perclorato de sodio.6

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Óxidos y Haluros de oxígeno E O

n v Compuestos binarios formados por un elemento (E), con nº de oxidación n, y oxígeno. Cuando el oxígeno se combina con un halógeno, el orden de los elementos en la fórmula cambia, estando el oxígeno a la izquierda, y cambia la forma de nombrarlos (acabando en -uro el halógeno). PREFIJO + ÓXIDO + DE + PREFIJO (mono) + ELEMENTO ÓXIDO + DE + ELEMENTO + (Nº OXIDACIÓN/CARGA) Na2O monóxido de disodio óxido de sodio TiO2 dióxido de titanio óxido de titanio(IV) OF2 difluoruro de oxígeno -7

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Peróxidos M2(O2)n

Compuestos binarios formados por un metal (M), con nº de oxidación n, o hidrógeno (1+), unidos al anión peróxido O22 -. PERÓXIDO + DE + ELEMENTO + (Nº OXIDACIÓN/CARGA) H2O2 peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) Na2O2 peróxido de sodio MgO2 peróxido de magnesio Fe2(O2)3 peróxido de hierro(III)

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Hidruros EHn

8 v Compuestos binarios formados por un elemento (E), con nº de oxidación n, e hidrógeno (H). v Cuando el hidrógeno se combina con un elemento de los grupos 16 o 17, el orden de los elementos en la fórmula cambia, estando el hidrógeno a la izquierda, y por tanto también cambia la forma de nombrar estos compuestos (acabando en -uro el otro elemento) PREFIJO (mono) + HIDRURO + DE + ELEMENTO HIDRURO + DE + ELEMENTO + (Nº OXIDACIÓN/CARGA) LiH monohidruro de litio hidruro de litio HCI cloruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno H2S sulfuro de dihidrógeno sulfuro de hidrógeno9

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Hidruros progenitores EH

v Los hidruros de los elementos de los grupos 13 a 17 se utilizan como compuestos progenitores, obteniéndose derivados al sustituir los átomos de hidrógeno por otros átomos y/o grupos. BH3 borano CH4 metano NH3 azano H2O oxidano HF fluorano A1H3 alumano SiH4 silano PH3 fosfano H2S sulfano HCI clorano GaH3 galano GeH4 germano AsH3 arsano H2Se selano HBr bromano InH3 indigano SnH4 estannano SbH3 estibano H2Te telano HI yodano TIH3 talano PbH4 plumbano BiH3 bismutano H2Po polano HAt astatano10

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Hidróxidos o bases M(OH)n

v Compuestos ternarios formados por un metal (M), con nº de oxidación n, y el anión hidróxido OH -. PREFIJO (mono) + HIDRÓXIDO + DE + METAL HIDRÓXIDO + DE + METAL + (Nº OXIDACIÓN/CARGA) NaOH monohidróxido de sodio hidróxido de sodio Ca(OH)2 dihidróxido de calcio hidróxido de calcio Cr(OH)3 trihidróxido de cromo hidróxido de cromo(III) Pt(OH)4 tetrahidróxido de platino hidróxido de platino(IV)11

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Oxácidos HaXbOc

v Compuestos ternarios formados por hidrógeno(1+), un elemento central, X, y oxígeno(2-). X puede ser un no metal o un metal en estado de oxidación alto, como cromo(VI), manganeso(VI) y manganeso(VII). Ácidos modelo: En la siguiente tabla, el Cl puede sustituirse por Br o l, y el S por Se o Te. Fórmula Nº oxidación X Nombre vulgar HCIO4 VII ácido perclórico HCIO3 V ácido clórico HCIO2 III ácido cloroso HCIO I ácido hipocloroso H2SO4 VI ácido sulfúrico H2SO3 IV ácido sulfuroso HNO3 V ácido nítrico HNO2 III ácido nitroso H2CO3 IV ácido carbónico12

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Oxácidos HaXbOc de Cr y Mn

v Compuestos ternarios formados por hidrógeno(1+), un elemento central, X, y oxígeno(2-). X puede ser un no metal o un metal en estado de oxidación alto, como cromo(VI), manganeso(VI) y manganeso(VII). v Ácidos de Cr y Mn: Los ácidos del cromo y del manganeso ya no tienen nombres vulgares aceptados, pero pueden nombrarse fácilmente con la nomenclatura de hidrógeno. H2CrO4 VI dihidrogeno(tetraoxidocromato) H2MnO4 VI dihidrogeno(tetraoxidomanganato) HMnO4 VII hidrogeno(tetraoxidomanganato)13

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Oxácidos HaXbOc Di, Tri, etc.

Compuestos ternarios formados por hidrógeno(1+), un elemento central, X, y oxígeno(2-). X puede ser un no metal o un metal en estado de oxidación alto, como cromo(VI), manganeso(VI) y manganeso(VII). Ácidos di, tri, etc: las moléculas de ácido pueden condensar perdiendo varias moléculas de agua: . HP207 -> ácido difosfórico. · H5P3010 -> ácido trifosfórico. · H2Cr2O7 -> dihidrogeno(heptaoxidodicromato).14

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Sales neutras binarias X Y

nm Compuestos binarios formados por dos elementos cualesquiera (salvo H y O), X e Y, con nº de oxidación m y n, respectivamente. El elemento que está a la derecha, Y, está antes que X en la secuencia de elementos, y se termina en -uro al nombrarse. Fórmula Nombre composición Nombre nº oxidación/carga NaCl monecloruro de sodio cloruro de sodio MgF2 difluoruro de magnesio fluoruro de magnesio FeS monosulfuro de hierro sulfuro de hierro(II) NBr3 tribromuro de nitrógeno bromuro de nitrógeno(III)15

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Sales neutras ternarias u oxisales Ma(XbOc)n

Compuestos ternarios formados por un metal, M, con nº de oxidación n, un elemento central, X, y oxígeno(2-). Derivan de oxácidos sustituyendo todos los átomos de H por M y cambiando las terminaciones ico y oso de los ácidos por ato e ito, respectivamente. Fórmula Ácido Sal NaCIO HCIO (ác. hipocloroso) hipoclorito de sodio Fe2(SO4)3 H2SO4 (ác. sulfúrico) sulfato de hierro(III) Ca3(PO4)2 H3PO4 (ác. fosfórico) fosfato de calcio BaCO3 H2CO3 (ác. carbónico) carbonato de bario16

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Sales ácidas Ma(HbXcOd)n

v Compuestos cuaternarios formados por un metal, M, con nº de oxidación n, hidrógeno(1+), un elemento central, X, y oxígeno(2-). Derivan de oxácidos sustituyendo parte de los átomos de H por M. Se nombran utilizando la nomenclatura de hidrógeno, cambiando las terminaciones ico y oso de los ácidos por ato e ito, respectivamente. Fórmula Ácido Sal Fe(HSO3)2 H2SO3 (ác. sulfuroso) hidrogenosulfito de hierro(II) NH4H2PO4 H3PO4 (ác. fosfórico) dihidrogenofosfato de amonio NaHCO3 H2CO3 (ác. carbónico) hidrogenocarbonato de sodio KH2BO3 H3BO3 (ác. bórico) dihidrogenoborato de potasio17

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Iones

Un ion es una especie química con carga eléctrica, bien por haber cedido (carga positiva > catión) o captado (carga negativa -> anión) electrones .. Fórmula Nombre Fórmula Nombre Fórmula Nombre H+ hidrógeno(1+) Cu+ cobre(1+) Cu2+ cobre(2+) Cr3+ cromo(3+) H30+ oxonio NH4+ amonio H hidruro H2PO3" dihidrogenofosfito S2 sulfuro CIO4 perclorato HCO3 hidrogenocarbonato NO3 nitrato 02- óxido H2BO3™ dihidrogenoborato SO32- sulfito PO43 fosfato CO32- carbonato SO42- sulfato