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ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR ÁREA DE CIENCIAS NATURALES FISICOQUÍMICA FISICOQUÍMICA Grado 9 CAPACIDAD PARA RECONOCER FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS I BIMESTRE AUTOR :MARTHA CATALINA MÉNDEZ 2008 33 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo COEVALUACIÓN COMPETENCIA DEFINITIVA FISICOQUÍMICA CAPACIDAD PARA RECONOCER FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS DESEMPEÑOS 1. Identifica correctamente los nombres de los compuestos inorgánicos. COGNITIVOS 2. Reconoce la formulación química de compuestos inorgánicos. 3. Analiza conceptos teóricos relacionados con ejercicios experimentales. 1. Realiza las prácticas de laboratorio. PROCEDIMENTAL 2. Presenta informes, consultas y exposiciones en forma ordenada y puntual programadas durante el periodo académico I. ACTITUDINAL 34 Nº LETRA ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR MARCO CONCEPTUAL Compuestos químicos inorgánicos Donde se localizan ¿Cómo se ¿Cómo se les da ¿Qué aplicaciones ¿Qué consecuen- clasifican? nombre? tiene? cias tiene su uso? ATMÓSFERA cos como óxido de azufre SISTEMA ESTEQUIOMÉTRICO EN EL HOGAR EN LA SALUD LA INDUSTRIA EN LA ECOLOGÍA LA AGRICULTURA EN EL AMBIENTE LA MEDICINA En los seres vivos FISICOQUÍMICA Óxidos no metáli- ÓXIDOS METÁLIHIDROSFERA COS Como óxido de calcio GEOSFERA SERES VIVOS HIDRUROS como el amoníaco HIDRACIDOS como el ácido clorhídrico o sistema de Stock HIDRÓXIDOS como hidróxido de LA GEOLOGÍA calcio EL MEDIO 35 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES FISICOQUÍMICA PRIMER periodo PRESABERES 5. Realiza el experimento diseñado en la actividad anterior. El planeta Tierra está formado por una serie de sustancias que se unen, se mezclan y se combinan para formar esa gran gama de materiales que se encuentra en los tres estados de la materia y forma las diferentes capas de la Tierra: la Geosfera (sólida), la hidrosfera (líquida), y la atmósfera (gaseosa), todas permanecen en constante agitación existiendo transferencia de materia entre ellas, y absorbiendo parte de la energía radiante que llega del Sol. La biosfera, o conjunto de los seres vivos depende de estas tres capas. 6. Idéate una forma de explicarle a los compañeros la diferencia entre una sustancia pura (elemento - compuesto) y una mezcla. 7. Explica la siguiente figura, teniendo en cuenta la historia de la química. Por otra parte el ser humano emplea casi todos los tipos de materia que existen en la Tierra, para su subsistencia utiliza el aire, el agua, la roca y minerales que forman el suelo donde siembra las semillas que acabarán siendo sus alimentos, además de otros materiales que le hacen la vida más fácil y más segura. 1. ¿Cómo se presentan los materiales que forman el planeta? 1. Partiendo de lo que conoces y de las observaciones cotidianas. Considera diversos ejemplos de elementos, compuestos y mezclas y establecer a partir de los mismos la diferencia. 2. Toma una muestra de agua del tubo o llave y anotar las propiedades características que puedas observar y medir. 3. Realiza una experiencia sencilla que compruebe el siguiente interrogante ¿ es pura el agua que sale de la llave o tubo? 4. Diseña algunos experimentos que permitan comprobar si el agua es una sustancia simple, o un compuesto. Para esto utilizar agua destilada. 36 CONCEPTUALIZACIÓN NOMENCLATURAS Se aceptan 3 tipos de nomenclaturas para nombrar compuestos químicos inorgánicos: Nomenclatura sistemática: para nombrar de este modo se usan prefijos numéricos excepto para indicar que el primer elemento de la fórmula sólo aparece una vez (mono) o cuando no puede haber confusión posible debido a que tenga una única valencia. En adelante N.ss Prefijos griegos monoditritetra- Número 1 2 3 4 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR pentahexaheptaoctanona- (o eneá) deca- 5 6 7 8 9 10 Ejemplos: CrBr3 tribromuro de cromo ; CO monóxido de carbono Ejemplo: Ca5F(PO4)3 fluoruro tris(fosfato) de calcio porque si se dijese trifosfato se estaría hablando del anión trifosfato [P3O10]5-, es decir, sería en este caso: Ca8F(P3O10)3 Nomenclatura stock: En este caso, cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de una valencia atómica, se indica en números romanos al final y entre paréntesis. Normalmente, a menos que se haya simplificado la fórmula, la valencia puede verse en el subíndice del otro átomo (compuestos binarios). En adelante N.st Ejemplo: Fe2S3 Sulfuro de hierro (III) [se ve la valencia III en el subíndice del azufre] Nomenclatura tradicional: Aquí se indica la valencia del elemento que forma el compuesto con una serie de prefijos y sufijos. En adelante N.tr. Cuando sólo tiene una valencia se usa el sufijo -ico. Cuando tiene dos valencias diferentes se usan (de menor a mayor valencia) -oso -ico . Cuando tiene tres distintas se usan (de menor a mayor) Y cuando tiene cuatro se utilizan (de menor a mayor) hipo- -oso -oso -ico per- -ico Ejemplo: Mn2O7 Óxido permangánico Cuando tiene 5 se utilizan (de menor a mayor) Hipo- -oso -oso -ico per- -ico Hiper- -ico Óxidos Son compuestos químicos inorgánicos binarios formados por la unión del oxígeno con otro elemento diferente a los gases nobles. Según si este elemento es metal o no metal serán óxidos básicos u óxidos ácidos. El oxígeno siempre tiene valencia -2. Su grupo funcional es el ión oxigeno (O-2). Los óxidos se pueden nombrar en cualquiera de las nomenclaturas; si se utiliza la sistemática no se tienen en cuenta las valencias sino que se menciona el prefijo de acuerdo al numero que posea el oxigeno como subíndice, si se utiliza la Stock el numero romano es igual a la valencia del elemento, si se utiliza la común el sufijo es de acuerdo a la valencia del elemento. Óxidos básicos Son aquellos óxidos que se producen entre el oxígeno y un metal. Fórmula: M2Ox si la valencia del metal es par se simplifica. Cuando un oxido básico reacciona con el agua (H2O) se 37 FISICOQUÍMICA En los casos en los que puede haber confusión con otros compuestos (sales dobles y triples, oxisales y similares) se pueden emplear los prefijos bis, tris, tetraquis, pentaquis... hipo- -oso -oso -ico ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo forma una base o hidróxido, Ej. CuO + H2O = CU(OH)2. La nomenclatura stock es la más frecuente. En la nomenclatura tradicional se nombran con el sufijo -oso e -ico dependiendo de la menor o mayor valencia del metal que acompaña al oxígeno. Ejemplo Nomenclatura sistemática FISICOQUÍMICA K2O Nomenclatura stock Nomenclatura tradicional monóxido de dipotasio óxido de potasio Fe2O3 trióxido de dihierro óxido de hierro(III) óxido férrico FeO monóxido de hierro óxido de hierro(II) óxido ferroso dióxido de estaño óxido de estaño (IV) SnO2 óxido potásico óxido estánnico En algunos óxidos llamados óxidos dobles (Fe3O4, Pb3O4), los átomos del elemento que forma el óxido tienen diferente valencia (FeIIFeIII2O4=Fe3O4). Óxidos ácidos o anhídridos Son aquellos formados por la combinación del oxígeno con un no metal. Fórmula general: N2Ox (N es el no metal) si se puede se simplifica. En este caso, la nomenclatura tradicional emplea la palabra anhídrido en lugar de óxido a excepción de un par de óxidos de nitrógeno como se muestran más adelante. La nomenclatura sistemática es la más frecuente. En la nomenclatura tradicional se nombran con los siguientes sufijos y prefijos en orden de menor a mayor valencia del no metal • hipo- -oso • -oso • -ico • per- -ico Ejemplo Nomenclatura sistemática F2O monóxido de diflúor óxido de flúor SO3 trióxido de azufre óxido de azufre(VI) anhídrido sulfúrico heptóxido de dicloro óxido de cloro(VII) anhídrido perclórico Cl2O7 Nomenclatura stock Nomenclatura tradicional anhídrido hipofluoroso (excepción de la norma general de la nomencla tura tradicional) Los óxidos de nitrógeno, al igual que los óxidos del azufre son importantes por su participación en la lluvia ácida. Con el término óxido de nitrógeno se hace alusión a cualquiera de los siguientes: 38 •Óxido nítrico u Óxido de nitrógeno (II), de fórmula NO. • Dióxido de nitrógeno, de fórmula NO2. •Óxido nitroso o Monóxido de dionitrógeno, de fórmula N2O. •Trióxido de dinitrógeno, de fórmula N2O3. •Tetróxido de dinitrógeno, de fórmula N2O4. •Pentóxido de dinitrógeno, de fórmula N2O5. DEL CONOCIMIENTO. Ejercicios de Formulación y Nomenclatura de los Compuestos Inorgánico. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. Oxígeno _______________________ Hidrógeno atómico _______________ Yodo__________________________ Cloro__________________________ Trioxígeno (ozono) _______________ Monocloro _____________________ Tetrafósforo ____________________ Nitrógeno ______________________ Hierro _________________________ Cinc __________________________ Diamante ______________________ Hidruro potásico _________________ hidruro ferroso __________________ Ácido selenhídrico _______________ Amoniaco ______________________ Metano ________________________ Sulfuro de hidrógeno______________ Borano ________________________ Hidruro de bario _________________ Hidruro magnésico _______________ Hidruro de litio __________________ Dihidruro de estroncio_____________ Tetrahidruro estánnico_____________ Tetrahidruro de germanio __________ Tetrahidruro de plomo _____________ Ácido telurhídrico ________________ Yoduro de hidrógeno______________ Agua__________________________ Estibina________________________ Óxido ferroso ___________________ Óxido de plomo(IV) ______________ Óxido cúprico ___________________ Óxido berílico ___________________ Óxido bárico ____________________ Óxido cálcico ___________________ Dióxido de cloro _________________ Anhídrido silícico ________________ Heptaóxido de dimanganeso ________ Anhídrido antimónico _____________ Monóxido de magnesio ____________ Óxido de estaño(IV)_______________: Dióxido de manganeso_____________: Monóxido de cobre _______________ Bióxido de carbono _______________ Sexq uióxido de aluminio ___________ Subóxido de cobre ________________ Bióxido de platino ________________ Tetraóxido de osmio_______________ Óxido vanádico __________________ Óxido argéntico __________________ Óxido nítrico ____________________ Óxido clórico ____________________ Óxido de bismuto_________________ Óxido molíbdico _________________ Óxido wolfrámico ________________ Óxido de carbono(IV) _____________ Anhídrido clórico_________________ Anhídrido permangánico ___________ Anhídrido hipocloroso _____________ Dióxido de azufre _________________ Anhídrido yódico_________________ Anhídrido crómico ________________ Anhídrido vanádico _______________ Anhídrido molíbdico ______________ Anhídrido férrico _________________ Anhídrido platínico _______________ Anhídrido ósmico ________________ Anhídrido aúrico _________________ Anhídrido bismútico ______________ Anhídrido hipofosforoso ___________ Sexquióxido de cloro ________________ 39 FISICOQUÍMICA CONSTRUCCIÓN 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo 72. 73. 74. 75. Subóxido de yodo ________________ Peróxido de litio __________________ Peróxido de magnesio _____________ Peróxido de hidrógeno ____________ 76. 77. 78. 79. 80. Peróxido mercúrico _______________ Dióxido de bario _________________ Bióxido de cobre _________________ Hexaóxido de dialumninio __________ Peróxido de potasio _______________ Hidruros metálicos FISICOQUÍMICA Son compuestos binarios formados por hidrógeno con un metal. En estos compuestos, el hidrógeno siempre tiene valencia -1. Se nombran con la palabra hidruro. Fórmula general: MHx (x=valencia del metal) La nomenclatura stock es la más frecuente. Ejemplo Nomenclatura sistemática Nomenclatura stock Nomenclatura tradicional KH monohidruro de potasio hidruro de potasio hidruro potásico NiH3 trihidruro de níquel hidruro de níquel(III) hidruro niquélico PbH4 tetrahidruro de plomo hidruro de plomo(IV) hidruro plúmbico Hidruros no metálicos Son aquellos compuestos binarios constituidos por hidrógeno y un no metal. El hidrógeno siempre usa valencia +1. Hay varios de ellos que tienen nombres especiales mucho más usados que los sistemáticos: Ejemplo NH3 PH3 BH3 Nombre más usado amoníaco o trihidruro de nitrógeno fosfina o trihidruro de fósforo borano o trihidruro de boro Hidrácidos Son aquellos hidruros no metálicos que forman disolución ácida en agua, se nombran de forma diferente según si están disueltos o en estado puro. Son los formados con S, Se, Te, F, Cl, Br, I. Si están puros se nombran de la forma -uro de hidrógeno y si están disueltos ácido -hídrico. Ejemplo HF HCl HBr 40 en estado puro fluoruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno bromuro de hidrógeno en disolución ácido fluorhídrico ácido clorhídrico ácido bromhídrico ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR Hidróxidos Son compuestos formados por la unión de un oxido básico con el agua. Para formularlo se coloca al metal y el grupo hidroxilo OH, que siempre tiene valencia (-1). La fórmula general es M(OH)x siendo x la valencia del metal. La nomenclatura stock es la más frecuente. Aquí la nomenclatura sistemática no antepone el prefijo mono cuando sólo hay un OH. Nomenclatura stock Nomenclatura tradicional hidróxido de litio hidróxido lítico hidróxido de plomo(II) hidróxido plumboso hidróxido de aluminio (III) hidróxido alumínico FISICOQUÍMICA Ejemplo Nomenclatura sistemática LiOH hidróxido de litio Pb(OH)2 dihidróxido de plomo Al(OH)3 trihidróxido de aluminio Oxiácidos u Oxácidos Son compuestos ternarios formados por oxígeno, hidrógeno y un no metal, se obtienen al agregar una molécula de agua al correspondiente óxido ácido. Fórmula general H2O+N2Ox=HaNbOc (aquí N es un no metal) La nomenclatura funcional es ácido oxo-,dioxo-,trioxo-(según nº de O)+ no metal terminado en -ico seguido de la valencia en nº romanos entre paréntesis. Si hay >1 átomo del no metal también lleva prefijo. La nomenclatura sistemática es oxo-,dioxo- (según nº de oxígenos)+no metal terminado en -ato seguido de la valencia en números romanos entre paréntesis + “de hidrógeno”. Si hay >1 átomo del no metal también lleva prefijo. La nomenclatura tradicional no cambia con respecto a compuestos anteriores tan sólo que empieza por la palabra ácido. Ésta es la más frecuente. Ejemplo SO+H2O=H2SO2 Nomenclatura funcional ácido dioxosulfúrico (II) Nomenclatura sistemática Nomenclatura tradicional dioxosulfato (II) de hidrógeno ácido hiposulfuroso H2Cl2O8=HClO4 ácido tetraoxoclórico (VII) tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno ácido perclórico SO3+H2O= H2SO4 ácido tetraoxosulfúrico (VI) tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno ácido sulfúrico Cl2O7+H2O= El nitrógeno no forma oxiácidos con todas sus valencias sino sólo con la 3 y la 5. Por otra parte, el fósforo, el arsénico y el antimonio forman ácidos especiales según se agregue 1, 2 ó 3 moléculas de agua llevando los prefijos meta-, piro- (o di-), y orto-, respectivamente, en la nomenclatura tradicional (se puede omitir el prefijo en el caso orto). Ejemplo Nomenclatura funcional Nomenclatura sistemática Nomenclatura tradicional P2O5+H2O= H2P2O6=HPO3 ácido trioxofosfórico (V) trioxofosfato (V) de hidrógeno ácido metafosfórico Sb2O3+2H2O= H4Sb2O5 ácido pentaoxodiestíbico (III) pentaoxodiestibato (III) de hidrógeno ácido piroestiboso P2O5+3H2O= H6P2O8= H3PO4 ácido tetraoxofosfórico (V) tetraoxofosfato (V) de hidrógeno ácido ortofosfórico o fosfórico 41 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo El boro puede formar el oxiácido meta o el orto. Además, el silicio y el yodo, para formar los oxiácidos ortosilícico y el peryódico necesitan 2 y 5 moléculas de agua respectivamente. Ejemplo HBO2 H3BO3 SiO2+2H2O=H4SiO4 I2O7+5H2O=H10I2O12 = H5IO6 Nomenclatura tradicional ácido metabórico ácido bórico u ortobórico ácido ortosilícico o silícico ácido ortoperyódico o peryódico FISICOQUÍMICA Algunos metales también forman oxiácidos, como el cromo y el manganeso Ejemplo H2CrO4 H2MnO3 H2MnO4 HMnO4 Nomenclatura tradicional ácido crómico ácido manganoso ácido mangánico ácido permangánico Poliácidos Se trata de aquellos oxiácidos que resultan de la unión de 2 ó 3 moléculas de oxiácidos con la pérdida de una molécula de agua por cada unión que se realice. Es como si fuesen dímeros, trimeros... Se nombran indicando con un prefijo el número de moléculas de ácido que se han unido (Nomenclatura tradicional) o igual pero indicando con prefijos cuantos átomos del no metal o metal en los pocos casos en que ocurre (demás nomenclaturas). Ejemplo Nomenclatura stock Nomenclatura sistemática H2S2O7 ácido heptaoxodisulfúrico (VI) heptaoxodisulfato (VI) de hidrógeno Nomenclatura tradicional ácido disulfúrico H2Cr2O7 ácido heptaoxodicrómico (VI) heptaoxodicromato (VI) de hidrógeno ácido dicrómico H5P3O10 decaoxotrifosfato(V) de hidrógeno ácido trifosfórico ácido decaoxotrifosfato(V) Las sales de los poliácidos se nombran de forma análoga a las oxisales. Ejemplo CaCr2O7 Mg2P2O7 Na2S2O7 Nomenclatura sistemática y funcional heptaoxodicromato (VI) de calcio heptaoxodifosfato (V) de magnesio heptaoxodisulfato (VI) de sodio Nomenclatura tradicional dicromato cálcico o de calcio difosfato magnesico disulfato sódico Sales binarias Se obtienen sustituyendo los hidrógenos de los hidrácidos por un metal. También hay otros no metales que forman sales iónicas como el boro, el silicio y el nitrógeno. Su nombre empieza por el no metal terminado en -uro. La nomenclatura stock es la más frecuente. 42 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR Ejemplo CaF2 FeCl3 CoS Nomenclatura sistemática difluoruro de calcio tricloruro de hierro monosulfuro de cobalto Nomenclatura stock fluoruro de calcio cloruro de hierro(III) sulfuro de cobalto(II) Nomenclatura tradicional fluoruro cálcico cloruro férrico sulfuro cobaltoso Sales dobles y triples Ejemplo Nomenclatura sistemática y stock Nomenclatura tradicional AgNa(NO3)2 trioxonitrato(V) de plata y sodio nitrato de plata y sodio NH4SrF3 fluoruro de amonio y estroncio fluoruro de amonio y estroncio LiNaHPO4 hidrógenotetraoxofosfato(V) de litio y sodio hidrógenofosfato de litio y sodio BaBrCl bromuro y cloruro de bario bromuro y cloruro de bario CuK2Mg2(P2O7)2 heptaoxodifosfato(V) de cobre(II), dimagnesio y potasio difosfato de cobre(II), dimagnesio y potasio AlNO3SO4 trioxonitrato(V) y tetraoxosulfato(VI) de aluminio FISICOQUÍMICA Se trata de aquellas sales (normalmente iónicas) en las que hay varios cationes (o aniones) diferentes. Se nombran de forma análoga a las sales binarias. Si entre esos aniones está el óxido o el hidróxido se puede poner como prefijo oxi-, hidroxi-. Los óxidos dobles pueden verse como un caso especial de sal doble en la que los dos cationes son del mismo elemento. nitrato y sulfato de aluminio Sales de oxoácidos u oxisales Se trata de compuestos ternarios formados a partir de oxoácidos sustituyendo los hidrógenos por un metal, es decir, metal, no metal y oxígeno. También se puede decir que son compuestos ternarios que resultan de la unión de un metal con un radical (un no - metal con oxígeno) Hay dos tipos: Sales neutras Son aquellas oxisales que han sustituido todos sus hidrógenos por un metal. La nomenclatura stock y la sistemática coinciden. La tradicional es igual que las anteriores salvo en que los sufijos -oso e -ico se sustituyen por -ito y -ato respectivamente. La nomenclatura tradicional es la más frecuente. Ejemplo Zn2SiO4 Fe4(P2O7)3 Al2(SO4)3 Nomenclatura sistemática y stock tetraoxosilicato(IV) de zinc heptaoxodifosfato(V) de hierro(III) tetraoxosulfato(VI) de aluminio Nomenclatura tradicional silicato de zinc pirofosfato férrico sulfato de aluminio o alumínico Sales ácidas Son aquellas sales en las que sólo se han sustituido parte de los hidrógenos. Se nombra anteponiendo al nombre hidrógeno-, dihidrógeno,... (según cuantos haya). En la nomenclatura tradicional (la más frecuente) también se puede indicar anteponiendo bi- si se ha quitado un hidrógeno. 43 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo Ejemplo Nomenclatura sistemática y stock Nomenclatura tradicional NaHSO4 hidrógenotetraoxosulfato(VI) de sodio hidrógenosulfato sódico o bisulfato sódico KH2PO4 dihidrógenotetraoxofosfato(V) de potasio Ca(HCO3)2 hidrógenotrioxocarbonato(IV) de calcio dihidrógenofosfato(V) potásico o bifosfato potásico hidrógeno carbonato o bicarbonato cálcico Peróxidos FISICOQUÍMICA Son aquellos compuestos binarios que contienen el Grupo peroxo (-O-O-), es decir, O22-. Se nombran con la palabra peróxido tanto en nomenclatura stock como en la tradicional, la sistemática sigue la regla general de los prefijos numéricos. Se los suele reconocer en la fórmula en que aparentemente el oxígeno sólo tiene valencia 1. El grupo peróxido no se simplifica si de esta forma sólo apareciese un átomo de oxígeno en la fórmula, como ocurre en el agua oxigenada, que también es un nombre especial que no sigue las reglas normales de la nomenclatura tradicional. Ejemplo H2O2 CaO2 ZnO2 Nomenclatura peróxido de hidrógeno peróxido de calcio o cálcico peróxido de zinc Superóxidos También llamados hiperóxidos, son compuestos binarios que contienen el grupo superóxido O2-. Aparentemente el oxígeno (que siempre tiene valencia 2) tiene valencia 1/2. Se nombra como los peróxidos tan sólo cambiando peróxido por superóxido o hiperóxido. Ejemplo KO2 CaO4 ó Ca(O2)2 CdO4 Nomenclatura superóxido o hiperóxido de potasio superóxido de calcio superóxido de cadmio Ozónidos Son aquellos compuestos binarios de oxígeno que contienen el grupo ozónido O3-. Se nombran con la palabra ozónido. Ejemplo KO3 RbO3 CsO3 Nomenclatura ozónido de potasio ozónido de rubidio ozónido de cesio Peroxoácidos Son aquellos oxoácidos que han sustituido un oxígeno por un grupo peroxo O2-. No se simplifica la fórmula. En la nomenclatura tradicional (la más frecuente) se añade peroxo-, y en las restantes 44 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR se indica con -peroxo- el oxígeno sustituido. Si a la hora de formular pudiera haber confusión con otro oxoácido se indica el grupo peroxo entre paréntesis. Ejemplo Nomenclatura sistemática Nomenclatura stock Nomenclatura tradicional H2SO5 ácido trioxoperoxosulfúrico(VI) trioxoperoxosulfato(VI) de hidrógeno ácido peroxosulfúrico HNO(O2) ácido monoxoperoxonítrico(V) monoxoperoxonitrato(V) de hidrógeno ácido peroxonítrico H3BO3 ácido monoxoperoxobórico monoxoperoxoborato(V) de hidrógeno ácido peroxobórico HOONO ó Las peroxisales se nombran de forma análoga a las oxisales. Nomenclatura sistemática y stock hexaoxoperoxodisulfato(VI) de potasio oxoperoxonitrato(III) de bario tetraoxoperoxosulfato(VI) de calcio FISICOQUÍMICA Ejemplo K2S2O8 Ba[NO(O2)]2 CaSO5 Nomenclatura tradicional peroxodisulfato de potasio peroxonitrito de bario o bárico peroxosulfato de calcio Tioácidos Son aquellos oxoácidos que resultan de la sustitución de uno o varios oxígenos por azufres. Se nombran con el prefijo tio- seguido por el ácido de origen (nomenclatura tradicional) o -tio- en la sistemática y stock indicando con un prefijo el número de oxígenos restantes. Si se pone tio sin prefijo numérico en la nomenclatura tradicional se está indicando que se han sustituido todos los O por S,excepto en el caso de los tioácidos del azufre (aquí tio=monotio). Ejemplo Nomenclatura sistemática H2S2O3 ácido trioxotiosulfúrico HNSO2 H3PS2O2 ácido dioxotionítrico(V) ácido dioxoditiofosfórico(V) Nomenclatura stock trioxotiosulfato(VI) de hidrógeno Nomenclatura tradicional ácido tiosulfúrico dioxotionitrato(V) de hidrógeno ácido tionítrico dioxoditiofosfato(V) de hidrógeno ácido ditiofosfórico Las tiosales se nombran de forma análoga a las oxisales. Ejemplo Nomenclatura sistemática y stock FeS2O3 trioxotiosulfato(VI) de hierro(II) Al2(HPS4)3 hidrógenotetratiofosfato(V) de aluminio Na3PS3O oxotritiofosfato(V) de sodio Nomenclatura tradicional tiosulfato ferroso hidrógenotiofosfato de aluminio tritiofosfato de sodio Iones Son aquellos átomos o moléculas cargados eléctricamente. Pueden ser de carga positiva (cationes) o de carga negativa (aniones). 45 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo Cationes mono y poli atómicos Son iones con carga positiva, si son monoatómicos se nombran simplemente nombrando el elemento después de la palabra catión. Por ejemplo, Li+ catión litio. Si el elemento tiene varios estados de oxidación (valencias) se usan números romanos (stock) o los afijos hipo- -oso, -oso, -ico, per- -ico (tradicional). FISICOQUÍMICA Ejemplo Fe3+ Cu+ Nomenclatura stock catión hierro(III) catión cobre(I) Nomenclatura tradicional catión férrico catión cuproso Cuando se trata de cationes poliatómicos, se distinguen dos casos: a) si proceden de oxoácidos se añade el sufijo -ilo al nombre del oxoácido correspondiente en nomenclaturas tradicional (éste puede indicar la valencia en números romanos), también se puede nombrar en la stock. Es como el oxoácido sin moléculas de agua. Ejemplo Nomenclatura tradicional NO2+ catión nitroilo NO+ catión nitrosilo SO2+ catión sulfinilo o tionilo SO22+ catión sulfonilo o sulfurilo Nomenclatura stock catión dioxonitrógeno(V) catión monoxonitrógeno(III) catión monoxoazufre(IV) catión dioxoazufre(VI) b) si proceden de hidruros, lleva el sufijo -onio. Ejemplo H3O+ NH4+ PH4+ SbH4+ Nombre hidronio u oxonio amonio fosfonio estibonio Aniones mono y poliatómicos Son iones con carga negativa, se puede anteponer la palabra ion. Se distinguen tres casos: a) si son homoatómicos (todos los átomos son del mismo elemento) se añade el sufijo -uro a la raíz del nombre del elemento. Si hay varios átomos se usan prefijos cuantitativos y, si fuese necesario, la carga entre paréntesis. 46 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR Ejemplo HO2O22O2N3- Nombre(s) hidruro óxido (los aniones del oxígeno tienen nombres especiales) dióxido(2-), peróxido dióxido(1-), superóxido nitruro b) si son heteroatómicos y proceden de oxiácidos, es decir, son los que intervienen en oxisales y similares se nombran como éstas, con sufijos -ato (stock, -ato o -ito (tradicional). Nomenclatura tradicional ion sulfato (N.tr) ion sulfito ion hipoclorito FISICOQUÍMICA Ejemplo SO42SO32ClO- Nomenclatura stock ion tetraoxosulfato(VI) ion trioxosulfato(IV) ion monoxoclorato(I) c) si son heteroatómicos pero no proceden de oxisales o similares suelen terminar en -uro o en -oxido. Ejemplo OHCNNH2HS- Nombre(s) hidróxido cianuro amiduro hidrógenosulfuro(1-) CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO Ejercicios de Formulación y Nomenclatura de los Compuestos Inorgánicos. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Ión níquel(III) ___________________ Ión bario _______________________ Ión plumboso ___________________ Ión manganoso __________________ Ión mercurioso __________________ Ión cúprico _____________________ Ión dimercurio(I)_________________ Ión estánnico____________________ Ión mangánico __________________ Ión hidruro _____________________ Ión bromuro ____________________ Ión carburo _____________________ Ión siliciuro _____________________ Ión telururo _____________________ Ión fosfuro _____________________ Ión seleniuro ____________________ 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. Ión antimoniuro__________________ Ión cloruro _____________________ Ión nitrato ______________________ Ión trioxovanadato(V) _____________ Ión aluminio ____________________ Ión cromoso ____________________ Ión hipoclorito __________________ Ión fosfito__________________________ Ión hipoclorito __________________ Ión molibdato ___________________ Ión peroxodisulfato _______________ Ión wolframato __________________ Ión cromito _____________________ Ión vanadito ____________________ Ión manganito ___________________ Ión ferrato ______________________ 47 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo FISICOQUÍMICA 33. Ión 34. Ión 35. Ión 36. Ión 37. Ión 38.Ión 39. Ión 40. Ión 41. Ión 42. Ión 43. Ión 44. Ión 45. Ión 46. Ión 47. Ión 48. Ión 49. Ión 50. Ión 51. Ión 52. Ión 53. Ión 54. Ión 55. Ión 56. Ión niquelato____________________ platinato ____________________ aurato ______________________ plumbato____________________ estannito ____________________ bismutato ___________________ cadmio _____________________ arsénico(III) _________________ trioxonitrato(V) _______________ tetraoxowolframato(VI) _________ tetraoxoferrato(VI) _____________ dioxoaurato(III) _______________ dihidrógenoborato _____________ trihidrógenosilicato ____________ bisulfuro ____________________ hidrogenoseleniuro_____________ bimanganato _________________ bicromato____________________ bisulfito _____________________ hidrogenodisulfato _____________ dihidrogenoantimoniato _________ bitiosulfato___________________ bicarbonato __________________ hidrogenotiosulfato ____________ 57. Ión sulfocarbonato ________________ 58. Ión sulfonitrato __________________ 59. Ión peroxosulfito _________________ 60. Ión hexacloroplatinato _____________ 61. Ión hidrogenoperoxosulfato ________ 62.Ión bidisulfato ___________________ 63. Ión hidrógenotetraoxosulfato(VI) ____ 64.Hidróxido cuproso ________________ 65.Hidróxido de sodio________________ 66.Hidróxido de mercurio(II) __________ 67. Dihidróxido de manganeso__________ 68. Hidróxido plúmbico _______________ 69. Hidróxido de níquel(III)____________ 70. Hidróxido de sodio (sosa)___________ 71. Hidróxido de potasio (potasa)________ 72. Dihidróxido de plomo _____________ 73. Hidróxido de bario ________________ 74. Hidróxido vanádico _______________ 75. Trihidróxido de aluminio ___________ 76. Tetrahidróxido de plomo ___________ 77.Hidróxido amónico _______________ 78. Hidróxido mangánico______________ 79. Hidróxido de litio _______________ 80. Sulfito ferroso ______________________ CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO Práctica de laboratorio: Óxidos Titulo: ¿Qué pasa cuando quemamos una tira de magnesio al aire? Materiales y reactivos Cinta de magnesio, quemador de Bunsen o lámpara de alcohol, pinzas, cápsula de porcelana o plato pequeño de vidrio, pinzas metálicas. Precaución: Cuando calientes el magnesio mantén las manos y los ojos protegidos y alejados del experimento. Procedimiento Plantea una hipótesis que explique el problema planteado y diseña el experimento para contrastar tu hipótesis. Discútela con tus compañeros y compañeras. 48 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR Discutir brevemente el compuesto químico que se acaba de formar y ¿cuál puede ser su fórmula más sencilla? Tomando como base la fórmula química de la actividad anterior. ¿Qué significado tiene para usted una fórmula química? Es el momento de pensar en la nomenclatura de los compuestos. Si hay tanta variedad, ¿cómo hacen los químicos y personas que utilizan fórmulas de compuestos para diferenciarlos unos de otros?. FISICOQUÍMICA CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO De acuerdo a la lista de fórmulas químicas de productos industriales utilizados en lo cotidiano que aparecen en el cuadro, trata de buscar semejanzas, y agrupar las fórmulas de los compuestos de acuerdo a características parecidas. Fórmula Compuesto química del responsable de Nombre compuesto Para qué se utiliza Agrupación su actividad común activo Sal Cloruro de sodio NaCl Sazonador Cal viva Óxido de calcio CaO Producción de cal apagada Hidroxal Hidróxido de magnesio Mg(OH)2 Antiácido y laxante Amoniaco Amoniaco NH3 Desinfectante Leche de magnesia Hidróxido de magnesio Mg(OH)2 Antiácido y laxante Hidrosal Hidróxido de aluminio Al(OH)3 Antiácido Hielo seco Dióxido de carbono CO2 Extinguidor de fuego Sosa cáustica Hidróxido de sodio NaOH Fabricación de jabón Cal apagada Hidróxido de calcio Ca(OH)2 Neutralizar terrenos ácidos Mármol, piedra caliza. Carbonato de calcio CaCO3 En la industria del cemento, antiácido, Agua Agua pura H2O Beber, lavar. Ácido de batería Ácido sulfúrico H2SO4 Limpiador de metales. Cuarzo Óxido de silicio (IV) SiO2 Arena para construcción Ácido muriático Ácido clorhídrico HCl Limpiador de metales Potasa cáustica Hidróxido de potasio KOH Destaquear tuberías Anestesia Dióxido de nitrógeno N2O Anestésico Herrumbre Óxido de hierro (III) Fe2O3 Polvo Polvo de hornear Carbonato ácido de sodio o NaHCO3 Antiácido, extinguidor de fuego prevenir diarrea bicarbonato de sodio Realiza en forma individual la siguiente autoevaluación (tomada de Bolaños 1997), para reafirmar y aclarar los conceptos que hasta el momento hemos venido estudiando en esta unidad. Si alguna de las preguntas no la puedes contestar, déjala sin contestar y al final discútela con un compañero para aclararla, o sino investiga de nuevo. A partir de la información de la rejilla adjunta, responde las preguntas formuladas 49 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo 1 2 3 Fe 5 FISICOQUÍMICA O2 6 NaOH Fe2O3 NO2 8 HNO3 H2SO4 12 11 NaCl CaO HCl 7 10 9 4 Al Na2SO4 1. En qué casilla se encuentra el compuesto formado por la reacción de los elementos dados en las casillas 1 y 2? 2. En qué casillas se encuentran fórmulas de óxidos con elementos metálicos? 3. En qué casilla está la fórmula de un óxido con un elemento no metálico? 4. Señala la casilla que contiene la fórmula de un ácido hidrácido. 5. Señala las casillas con los símbolos de un elemento metálico y de un elemento no metálico. 6. En qué casillas aparecen fórmulas de sales? 7. Escribe los números de las casillas donde se encuentran fórmulas de ácidos. 8. Escribe los números de las casillas donde se encuentran fórmulas de óxidos. 9. Escribe los números de las casillas donde se encuentran fórmulas de hidróxidos. 10. En qué casilla se encuentra el compuesto cuyo nombre es óxido de hierro (III). 11. En qué casilla se encuentra el compuesto cuyo nombre es hidróxido de sodio. 12. En que casilla se encuentra el compuesto cuyo nombre es ácido clorhídrico Existen alternativas de uso adecuado de algunos compuestos químicos, por ejemplo: 50 •Utilizar bicarbonato de sodio para quitar manchas y malos olores, para lavar ropa blanca, como desinfectante, para quitar grasa, contra la manchas del inodoro y para blanquear dientes. •Para limpiar mueble; utilice media taza de jugo de limón o aceite de limón en una taza de aceite vegetal de cocina y pula con una franela. •Para limpiar vidrios, mezcle una taza de vinagre con cinco tazas de agua y rocíalo. •Utilizar jabones y detergentes biodegradables. FISICOQUÍMICA •Como blanqueador, recuerde que el sol es un excelente blanqueador natural y además actúa a través de los rayos ultravioleta como un bactericida. •Para que la ropa luzca más blanca y los colores más vivos, agregue media taza de bórax (ácido bórico) por carga de lavadora, en lugar de detergentes. •muchos otros más que salgan de la investigación. CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO Mariana y Paula no en este momento se encuentran en un dilema, tienen una lista de materiales que deben clasificar de acuerdo al siguiente cuadro. Reúnete con dos compañeros más y con los conocimientos de los tres demuéstrenle lo que ustedes saben. Marca con una equis en el recuadro en cuál de las casillas clasificarías al material indicado. Lista de materiales Clasificación de los materiales Elemento compuesto ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR mezcla 1. agua pura 2. óxido de hierro 3. aire 4. zinc 5. amoniaco diluido 6. agua de la llave 7. azufre 8. sal de mesa 9. leche 10. óxido de nitrógeno 11. cal viva 12. agua de azúcar 13. hidróxido de sodio 51 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES PRIMER periodo FISICOQUÍMICA Completa el siguiente cuadro con lo que se le solicita, tomando en cuenta lo visto en la unidad. Escribe en los espacios que han quedado en blanco lo que se le solicita. CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO Algunos productos de consumo con las correspondientes materias primas y/o productos intermedios para su elaboración. 52 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES Colegio BOLIVAR CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO Cuánto has aprendido. Resuelve los ejercicios, escribe el nombre correspondiente a la fórmula química del compuesto. 33. SO2________ 34. Cl2O7 ______ 35. N2O3_______ 36. Mn2O7 _____ 37. P2O3 _______ 38. Br2O_______ 39. MnO3 ______ 40. SO3_______ 41. As2O5 ____ 42. Cl2O5______ 43. CrO3 ______ 44. P2O5 ______ 45. Cl2O5______ 46. SeO3 ______ 47. SrO2 ______ 48. Cs2O2 _____ 49. HgO2 ______ 50. CdO2 ______ 51. CrCl3______ 52. Zn3As2_____ 53. BaCl2______ 54. CoCl2 _____ 55. AuI3 ______ 56. CrS _______ 57. Ca2C ______ 58. Zn3P2______ 59. Li3N ______ 60. MgBr2 _____ 61. NH4Cl _____ 62. Hg3N2 _____ 63. H3BO3 _____ 64. H2CO3_____ 65. H4SiO4 ____ 66. HNO3 _____ 67. HNO2 _____ 68. H3PO4 _____ 69. H3PO3 _____ 70. H3AsO4 ____ 71. H3AsO3 ____ 72. H2SO4 _____ 73. H2SO3 _____ 74. H2SO3 _____ 75. H2SO4 _____ 76. H2Cr2O7 ___ 77. HClO4 _____ 78. HBrO3_____ 79. HIO_______ 80. HMnO4 ____ 81. H2MnO4 ____ 82. HClO2 _____ 83. Co3+ _______ 84. Hg2+ ______ 85. MnO4_____ 86. CO3_____ 87. SbO3 ______ 88. HSO4______ 89. HCO3_____ 90. S2-_________ 91. Mn3+_______ 92. Pb4+ _______ 93. Cu+ ________ 94. MnO4 _____ 95. Cr2O7_____ 96. SiO4______ FISICOQUÍMICA 1. H2 _________ 2. O2_________ 3. Cl2 ________ 4. H _________ 5. O3_________ 6. P4 _________ 7. NH3 _______ 8. BH3 _______ 9. H2S ________ 10. PbH4_______ 11. KH ________ 12. MgH2 ______ 13. MgI _______ 14. CuO _______ 15. Li2O _______ 16. CaO _______ 17. SnO _______ 18. HgO _______ 19. Ni2O3 ______ 20. CO ________ 21. Al2O3 ______ 22. Mn2O3 _____ 23. N2O3_______ 24. NO ________ 25. Cr2O3 ______ 26. SiO2 _______ 27. N2O5_______ 28. SnO2_______ 29. BaO _______ 30. K2O _______ 31. MnO2 ______ 32. As2O3 ______ 97. H2PO4____ 98. HSO3 ______ 99. Cl-_________ 100. Br- ________ 101. NH4OH ____ 102. Al(OH)3 ____ 103. Pb(OH)2 ____ 104. Zn(OH)2____ 105. Cu(OH)2____ 106. Fe(OH)3 ____ 107. Co(OH)2____ 108. Ca(OH)2____ 109. LiOH ______ 110. Mg(OH)2 ___ 111. Sn(OH)4 ____ 112. Fe(OH)2 ___ 113. Mg(ClO4)2 __ 114. (NH4)2SO4 __ 115. KClO4 _____ 116. K2MnO4 ____ 117. Cu(ClO3)2___ 118. Fe3(PO4)2 __ 119. Ni(NO3)2____ 120. Hg(NO3)2 ___ 53 ciencias naturales CIENCIAS NATURALES FISICOQUÍMICA PRIMER periodo BIBLIOGRAFÍA CABALLER, M.; FURIÓ, C.; GÓMEZ, M.; JIMÉNEZ, M; JORBA, J.; OÑORBE, A.; PEDRINACI, E.; POZO, J.; SAN MARTI, N.; VILCHES, A. (1997) La enseñanza de las ciencias de la naturaleza en la educación secundaria. Editorial: Horsori. Barcelona, España. GIL, D. CARRASCOSA, J. FURIÓ, C. y MARTÍNEZ -T, J. (1991). La enseñanza de las ciencias en la educación secundaria. ICE Universidad Autónoma: Barcelona. HEIN, M. (1992). Química. Grupo Editorial Iberoamérica S. A. de C.V. México, D.F. MALLINSON, G. MALLINSON, J. BROWN, D. y SMALLWOOD, W. (1978). Ciencias Comprensión del Medio Ambiente. 5. Publicaciones Cultural, S.A. POSADA, E. y OTROS (1996). Ciencia en construcción 8. Educación básica secundaria. Colombia. VALLEJO, A. P. ; ROLDÁN, L. ; PÉREZ, M. (1993).Ciencias 8. Editorial Santillana. México, D.F. VALLEJO, A. P. (1990). Química Básica 1. Editorial Santillana. México, D.F. INTERNET Página - Correo Temas de interés http://es.wikipedia.org/wiki/Nomenclatura_qu%C3%ADmica_de_los_compuestos_ inorg%C3%A1nicoshttp http://html.rincondelvago.com/formulacion-y-nomenclatura-inorganica_5.html http://html.rincondelvago.com/aplicaciones-de-compuestos-inorganicos.html http://www.oei.org.co/fpciencia/art14.htm http://html.rincondelvago.com/compuestos-inorganicos_obtencion.html 54 Nomenclatura Generalidades. Información complementaria. Aplicaciones de los compuestos inorgánicos. Algunos usos cotidianos. Obtención de algunos compuestos inorgánicos.