Departament de Física i Química
Formulació inorgànica(I)
Departament de Física i Química
Formulació inorgànica(II)
Formulació inorgànica(I)
Hidrurs | Òxids i peròxids | Hidròxids | Oxoàcids | Sals | Ions |
INTRODUCCIÓ Amb la formulació i la nomenclatura químiques pretenem adquirir un llenguatge per poder representar i anomenar tots els elements i composts químics amb claredat i sense equívocs. # A cada element se li assigna un símbol format per una o dues lletres, generalment la inicial del seu nom i, si cal, una altra lletra per diferenciar-lo d'un altre element amb la mateixa inicial: carboni, C ; clor, Cl; calci, Ca; urani, U; cadmi, Cd.... De vegades, les inicials corresponen al nom llatí o grec de l'element: sodi, Na (natrium); potassi, K (kalium); coure, Cu (cuprum) Pots veure el sistema periòdic amb els símbols i valències dels elements més comuns, que convé conèixer per a la formulació. Si passes el ratolí per sobre dels elements veuràs més informació. Abans de començar amb la formulació, et convé practicar un poc amb els símbols i valències. Comença per símbols1, amb una versió simplificada del sistema periòdic i a continuació passa a símbols2. (Adaptats a Internet Explorer) # A cada element se li assigna també un nombre, l'estat d'oxidació (valència) per indicar en quina proporció es combina amb els altres elements. L'estat d'oxidació de vegades designa el nombre d'electrons que l'element perd o guanya quan es combina amb altres elements (valència iònica). D'altres vegades no té una interpretació química tan senzilla, però ens serà igualment útil per formular. Pots veure els estats d'oxidació més comuns dels principals elements al sistema periòdic. Per a la seva importància, et convé començar a memoritzar-los. Aquest exercici et pot ajudar: valències. Es tracta d'associar a cada element el seu conjunt de valències. Hi ha elements que tenen tan sols un estat d'oxidació i d'altres que en tenen uns quants. El nom d'un compost haurà d'especificar de qualque manera quin estat d'oxidació té cadascun dels elements que el formen, sobretot si en poden tenir més d'un. Hi ha més d'una forma d'especificar els estats d'oxidació: - A la nomenclatura clàssica, s'afegeix una terminació al nom de l'element: -ic per a l'estat d'oxidació més alt i -os per al més baix. De vegades s'hi ha d'afegir un prefix (hipo, per, ...) per als elements amb més de dos estats d'oxidació. A la pàgina del sistema periòdic hi tens el resum. - A la nomenclatura d'Stock, a continuació del nom de l'element s'escriu l'estat d'oxidació entre parèntesi i en xifres romanes. - A la nomenclatura sistemàtica, envers d'indicar l'estat d'oxidació, s'indica el nombre d'àtoms de cada element que hi ha a la fórmula del compost mitjançant prefixos numerals com mono, di, tri,... Així, per exemple, el ferro amb estat d'oxidació +2 es podrà dir ferrós o de ferro(II), el clor amb estat d'oxidació +7 es dirà perclòric o de clor(VII), etc. # Els elements, quan es troben sense combinar, es formulen simplement escrivint el símbol de l'element, excepte uns quants gasos que es presenten sempre formant molècules diatòmiques i es formulen posant-los un subíndex 2: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2. # En els composts binaris, és a dir, formats per tan sols dos elements, haurem de recórrer a la valència de cadascun d'ells per saber en quina proporció de nombre d'àtoms es combinen. Així per exemple, a un compost format per oxigen (valència -2) i sodi (valència +1), caldrà combinar 2 àtoms de sodi per cada 1 d'oxigen; el nombre d'àtoms de cada element es posa com un subíndex del símbol de l'element: Na2O Obre aquesta animació de flash, ions, i ho entendràs millor (Pensa que la forma dels àtoms o ions, no té res a veure amb les figures de l'animació). Resumint, per als composts binaris, la valència d'un element es posa com subíndex del símbol de l'altre element. Així:
(*) Generalment, quan tots els subíndex d'una fórmula es puguin simplificar, se simplifiquen per donar la fórmula del compost. Són excepció a aquesta norma els peròxids, peràcids i derivats, i alguns composts que presenten estructura dímera. A partir d'ara, veurem com s'anomenen i formulen els principals tipus de composts. |
Es coneixen amb aquest nom els composts resultants de la combinació de l'hidrogen amb un altre element qualsevol. Els podem dividir en: a) Hidrurs metàl.lics METALL + HIDROGEN (amb valència -1) # S'anomenen com: a) Di, tri, tetra hidrur de nom del metall. (Nomenclatura sistemàtica). # Es formulen escrivint l'hidrogen a la dreta. Exemples:
b) Hidrurs no metàl.lics HIDROGEN(+1) + NO METALL (amb la seva valència negativa). Podem dividir-los en dos grups: b.1) Hidrurs dels grups VI i VII o hidrurs àcids: # S'anomenen bé fent acabar l'arrel de l'element en ur i a continuació d'hidrogen, bé con àcid i l'arrel de l'element acabada en hídric (N. Usual) Exemples: fluorur d'hidrogen o àcid fluorhídric HF sulfur d'hidrogen o àcid sulfhídric H2S b.2) Hidrurs dels grups III, IV i V : # S'anomenen com tri, tetra,... hidrur de (element). (N. Sistemàtica). Exemples:
EXERCICIS: 1. Formula: hidrur potàssic, hidrur de bari, àcid selenhídric, clorur d'hidrogen, trihidrur d'alumini, iodur d'hidrogen, hidrur cèsic. 2. Anomena: MgH2, PbH4, CuH, H2S, NH3, HgH2. 3. Investiga el que puguis sobre l'àcid clorhídric, l'àcid sulfhídric, el metà i l'amoníac. |
Departament de Física i Química
Formulació inorgànica(II)
Hidrurs | Òxids i peròxids | Hidròxids | Oxoàcids | Sals | Ions |
ÒXIDS Estan formats per la unió de l'oxigen amb qualsevol altre element. L'oxigen actua amb valència -2 i l'altre element amb valència positiva. #S'anomenen com: Exemples:
EXERCICIS 1. Formula els composts següents: triòxid de diníquel, òxid de zinc, monòxid de mercuri, òxid d'or (I), òxid estànnic, òxid de cobalt (III), pentaòxid de difòsfor, òxid silícic, òxid de bari, òxid cuprós, diòxid de sofre, òxid de plom (IV), diòxid de carboni. 2. Anomena: Cs2O, CoO, CuO, Au2O3, Al2O3, N2O3, SO3, K2O, Br2O5. 3. Investiga el que puguis sobre els següents òxids: òxid càlcic, corindó, òxid fèrric, quars, diòxid i monòxid de carboni (on es troben, o on es formen, perills, usos, .. ) Són composts que resulten de la combinació del grup peròxid O22- amb l'hidrogen o un metall. En aquests composts, l'oxigen té estat d'oxidació -1; el grup peròxid en conjunt té estat d'oxidació -2. # S'anomenen com peròxid de i a continuació el nom de l'element corresponent. La nomenclatura sistemàtica les anomena com als òxids. Exemples:
EXERCICIS 1. Formula: peròxid potàssic, peròxid d'estronci, peròxid magnèsic. 2. Investiga el que puguis sobre l'aigua oxigenada i l'ozó. |
Departament de Física i Química
Formulació inorgànica(III)
Hidrurs | Òxids i peròxids | Hidròxids | Oxoàcids | Sals | Ions |
Composts binaris metall - no metall
a) Combinació entre metall i no metall. Es coneixen també com sals binàries o sals d'àcids hidràcids.
# El metall actua amb valència positiva i el no metall negativa.
# S'anomenen fent acabar l'arrel del no metall en ur i a continuació el nom del metall, especificant la seva valència si cal. Es poden emprar les tres nomenclatures.
# A l'hora de formular-los, el metall s'escriu a l'esquerra.
Exemples:
| clorur potàssic | KCl |
| seleniur de plom (II) | PbSe |
| triiodur de ferro | FeI3 |
| sulfur cúpric | CuS |
| bromur de níquel (III) | NiBr3 |
| trifluorur d'alumini | AlF3 |
b) Combinació entre no metall i no metall
# El no metall més electronegatiu (el situat més a la dreta i més amunt en el sistema periòdic) actua amb valència negativa i l'altre amb valència positiva.
# S'anomenen fent acabar en ur l'arrel del no metall més electronegatiu i a continuació el nom de l'altre element especificant la seva valència si cal. Es poden emprar les tres nomenclatures. (La més recomanada és la sistemàtica).
# Es formulen situant l'element més electronegatiu a la dreta.
Exemples:
| carbur de silici | SiC |
| triclorur de fòsfor | PCl3 |
| disulfur de carboni | CS2 |
| pentasulfur de diarsènic | As2S5 |
EXERCICIS
1. Formula: diclorur de calci, iodur bàric, nitrur de sodi, tetraclorur de carboni, bromur potàssic, cianur sòdic, triclorur de nitrogen.
2. Anomena: AuCl3, Fe2S3, KI, SiF4, NH4Cl, CrS, CoBr3, PCl5
3. Investiga el que puguis sobre el clorur sòdic, la widia i el carbur càlcic.Ara, posa en pràctica el teu domini dels composts binaris amb els exercicis
Departament de Física i Química
Formulació inorgànica(IV)
Formulació inorgànica(IV)
Hidrurs | Òxids i peròxids | Hidròxids | Oxoàcids | Sals | Ions |
Hidròxids
Estan formats per la unió d'un metall amb el grup OH-, que actua amb valència -1.
# S'anomenen com hidròxid de i el nom del metall.
# S'empren les tres nomenclatures.
Exemples:
| hidròxid de calci | Ca(OH)2 |
| hidròxid de pal·ladi (II) | Pd(OH)2 |
| hidròxid sòdic | NaOH |
| hidròxid de ferro (II) | Fe(OH)2 |
| dihidròxid de níquel | Ni(OH)2 |
EXERCICIS
1. Formula: hidròxid de magnesi, trihidròxid de cobalt, hidròxid de zinc, hidròxid d'alumini, hidròxid d'or (I), hidròxid de rubidi.
2. Anomena: Hg(OH)2, Ba(OH)2, Fe(OH)3, Pb(OH)2, CuOH.
3. Investiga el que puguis sobre els hidròxids sòdic i càlcic.
Oxoàcids
Departament de Física i Química
Formulació inorgànica(V)
Formulació inorgànica(V)
Hidrurs | Òxids i peròxids | Hidròxids | Oxoàcids | Sals | Ions |
Oxoàcids
Són composts de fórmula general HxEyOz, on E és un element no metàl·lic o bé un metall de transició amb estat d'oxidació elevat (per exemple, Cr o Mn).
# Amb la nomenclatura tradicional o clàssica s'anomenen com àcid i a continuació el nom de l'element no metàl·lic amb la terminació i el prefix adequats per indicar la seva valència. Per exemple:
H2SO4 el sofre és sofre (VI) per tant àcid sulfúric
HClO el clor és clor (I) per tant àcid hipoclorós
H2CrO4 àcid cròmic
HNO2 àcid nitrós
# Es poden formular fent primer la fórmula de l'òxid del no metall i a continuació sumant-li una molècula d'aigua. Per exemple, per formular l'àcid sulfúric, primer formulam l'òxid sulfúric, SO3, i després li sumam aigua: SO3 + H2O H2SO4.
Més exemples:
| àcid carbònic | CO2 + H2O |  | | H2CO3 | |
| àcid clorós | Cl2O3 + H2O | | H2Cl2O4 | | HClO2 |
| àcid perclòric | Cl2O7 + H2O | | H2Cl2O8 | | HClO4 |
# Amb la nomenclatura sistemàtica, s'indica el nombre d'oxígens que té l'àcid amb un prefix numeral seguit de la partícula oxo; a continuació s'anomena l'arrel de l'element acabada en at seguida de la valència de l'element dins parèntesi i per acabar s'afegeix d'hidrogen. Per exemple:
H2SO4 tetra-oxo-sulfat (VI) d'hidrogen
HNO2 dioxonitrat (III) d'hidrogen
HBrO3 trioxobromat (V) d'hidrogen
Hi ha també la possibilitat de no indicar la valència de l'element i en el seu lloc especificar el nombre d'àtoms d'hidrogen que té l'àcid. Així: H2SO4 tetraoxosulfat de dihidrogen
Hi ha encara una altra possibilitat: emprar la terminació -ic en lloc de -at començant el nom per àcid i prescindint d'anomenar l'hidrogen. Exemples:
H2SO4 àcid tetraoxosulfúric (VI)
HClO2 àcid dioxoclòric (III)
H2SiO3 àcid trioxosilícic (IV)
(*) Recomanam emprar preferentment la nomenclatura tradicional.
EXERCICIS
1. Formula: àcid periòdic, dioxoclorat (III) d'hidrogen, àcid selenós, àcid sulfhídric, àcid bròmic, àcid sulfurós, àcid nítric, tetraoxobromat (VII) d'hidrogen, àcid hipobromós, àcid clorhídric, àcid cròmic, àcid mangànic y àcid permangànic.
2. Anomena (amb les dues nomenclatures): H2TeO3, HBrO, HIO3, HMnO4, H2CO3, H2CrO4. Hauràs de cercar primer l'estat d'oxidació de l'element central recordant que l'oxigen té estat d'oxidació -2 i l'hidrogen +1.
3.Hauràs sentit parlar d'un tipus de contaminació molt de moda actualment, la pluja àcida. Investiga en què consisteix i si coneixes a Mallorca alguna possible font d'aquesta contaminació.
OXOACIDS POLIHIDRATATS
Són oxoàcids formats per la unió d'una molècula d'òxid amb 2 o més molècules d'aigua. Es poden donar en els elements B, Si, P, As i Sb.
# Es formulen addicionant a una molècula d'òxid un nombre convenient de molècules d'aigua:
# S'anomenen emprant els prefixos meta quan s'addiciona una molècula d'aigua i orto quan se n'adiciona més d'una. (*)
- el prefix meta indica una molècula d'aigua
- el prefix orto indica 2 molècules d'aigua per als elements de valència parell i 3 molècules d'aigua per als de valència senar.
(*) El prefix orto de vegades no s'especifica:
Si trobam o deim àcid fosfòric, àcid fosforós o àcid bòric, ens referim als àcids ortofosfòric, ortofosforós i ortobòric.
Per tots els altres, recomanam indicar aquests prefixos (meta i orto) per evitar confusions.
Exemples:
| àcid metafosfòric | P2O5 + H2O | | H2P2O6 | | HPO3 |
| àcid fosfòric | P2O5 + 3H2O | | H6P2O8 | | H3PO4 |
| àcid ortosilícic | SiO2 + 2H2O | | H4SiO4 | ||
| àcid bòric | B2O3 + 3H2O | | H3BO3 | ||
| àcid fosforós | P2O3 + 3H2 | | H3PO3 | ||
| àcid metaarseniós | As2O3 + H2O | | H2As2O4 | | HAsO2 |
| trioxofosfat (III) d'hidrogen | HPO3 | ||||
| tetraoxofosfat (V) d'hidrogen | H3PO4 |
ISOPOLIACIDS
Són àcids que contenen a la seva molècula més d'un àtom de l'element central. Són freqüents els diàcids, que en contenen dos. Aquests s'anomenen emprant el prefix di.
# Es formulen afegint 2 molècules d'aigua a una d'òxid per als elements de valència senar o afegint 1 molècula d'aigua a dues molècules d'òxid per als elements de valència parell. Exemples:
| àcid difosfòric | P2O5 + 2H2O | | H4P2O7 |
| àcid disulfúric | 2 SO3 + H2O | | H2S2O7 |
| àcid dicròmic | 2 CrO3 + H2O | | H2Cr2O7 |
# Els diàcids també es poden formular restant una molècula d'aigua a dues molècules d'àcid. Així:# Els triàcids i/o poliàcids no segueixen una norma general.
àcid difosfòric 2 H3PO4 - H2O H4P2O7 àcid disulfúric 2 H2SO4 - H2O H2S2O7 àcid difosforós 2 H3PO3 - H2O H4P2O5 àcid dicròmic 2 H2CrO4 - H2O H2Cr2O7 Sals
Departament de Física i Química
Formulació inorgànica(VI)
# A la nomenclatura sistemàtica, es canvia la terminació de l'àcid sempre per at .
# Es formulen a partir de l'àcid corresponent substituint els seus hidrògens pel metall. El metall sempre s'escriu a l'esquerra del tot.Exemples:
sulfat de sodi (àcid sulfúric H2SO4) Na2SO4 sulfit de calci (àcid sulfurós H2SO3) Ca2(SO3)2 CaSO3 carbonat de ferro (III) (H2CO3) Fe2(CO3)3 nitrit de bari Ba(NO2)2 fosfat amònic (NH4)3PO4 dicromat de potassi K2Cr2O7 ortosilicat de platí (II) Pt2SiO4 borat d'estronci Sr3(BO3)2 metaarsenit de coure(II) Cu(AsO2)2 nitrat d'argent AgNO3 fosfit de cinc Zn3(PO3)2
2. Anomena: Zn(NO3)2, Ag2CO3, Co(ClO4)3, Cd(IO)2, SnSO3, K2CrO4, (NH4)2SO4, BaSO4, NH4NO2.
3. Investiga el que puguis sobre la pedra calcària, la calcita, el marbre, el guix i el lleixiu.Sals àcidesSón sals que contenen algun àtom d'hidrogen que no ha estat substituït pel metall. Per exemple, a partir de l'àcid sulfúric, podem formar una sal substituint tan sols un dels hidrògens per un metall, potassi per exemple: K H SO4# A la nomenclatura clàssica, s'anomenen posant el prefix bi- davant el nom de la sal. A la nomenclatura sistemàtica, es posa el prefix hidrogen.Exemples:
bisulfat potàssic o hidrogensulfat de potassi KHSO4 bicarbonat sòdic o hidrogencarbonat de sodi NaHCO3 hidrogenfosfat de bari BaHPO4 dihidrogenborat de rubidi RbH2BO3 hidrogencarbonat de calci Ca(HCO3)2 hidrogensulfur de sodi NaHS hidrogenselenur de mercuri (II) Hg(HSe)2 EXERCICI: Cerca informació sobre els components dels antiàcids que es venen a les apotecaries.Sals dobles (optatiu, només per a segon de batxillerat)Estan formades per un anió i dos cations, generalment metàl·lics.# S'anomena primer l'anió seguit dels cations per ordre alfabètic.Exemples:
sulfat de potassi i sodi KNaSO4 clorur de beril·li i liti BeLiCl3 carbonat de calci i magnesi CaMg(CO3)2 fosfat de cobalt (II) i sodi CoNaPO4 Sals hidratades (hidrats)Són sals que es presenten amb algunes molècules d'aigua a la seva estructura cristal·lina. Moltes sals comercials són hidrats i aquest fet repercuteix molt sobre la seva massa molecular.# S'anomenen afegint darrera el nom de la sal, el mot hidrat precedit del prefix que indiqui el nombre de molècules d'aigua existents a la seva estructura.Exemples:
sulfat de magnessi heptahidrat MgSO4 ·7H2O clorur de ferro (III) hexahidrat FeCl3 ·6H2O carbonat de sodi decahidrat Na2CO3 ·10H2O sulfat de coure (II) pentahidrat CuSO4 ·5H2O Peroxoàcids i peroxosals (optatiu, només per a segon de batxillerat)Són àcids que resulten de substituir un espècie O2- (oxo) per l'agrupació peroxo (O22-)# S'anomenen afegint el prefix per o peroxo al nom de l'àcid.Exemples:àcid peroxosulfúric H2SO5 per(oxo)sulfat de potassi K2SO5àcid peroxobòric H3BO4 per(oxo)borat sòdic Na3BO4Tioàcids i tiosals (optatiu, només per a segon de batxillerat)Són àcids que han canviat un O2- per un grup S2-.# S'anomenen afegint el prefix tio al nom del àcid.Exemple: àcid tiosulfúric H2S2O3 tiosulfatsòdic Na2S2O3Sals bàsiques (optatiu, només per a segon de batxillerat)Estan formades per un catió i dos anions, un dels quals és l'hidroxi.# S'anomenen igual que les sals àcides canviant el prefix hidrogen per hidroxi.Exemples:hidroxinitrat de magnesi MgNO3OH hidroxiclorur de calci CaClOHhidroxicarbonat de ferro(III) FeCO3OH dihidroximetafosfat d'alumini AlPO3(OH)2Departament de Física i Química
Formulació inorgànica(VII)
Ions poliatòmicsSón agregats d'àtoms amb càrrega elèctrica positiva (cations) o negativa (anions).# Els cations poliatòmics no són gaire freqüents. Generalment tenen un nom particular.Exemples:
el catió amoni (NH4+) i el catió hidroni (H3O+).# Els anions poliatòmics es poden considerar que provenen de composts iònics o amb molècules polars que es dissocien dins aigua (sals, àcids, hidròxids...). A efectes de formulació, es pot considerar que provenen dels àcids, per pèrdua d'un o més àtoms d'hidrogen (excepte alguns amb noms particulars que se citen més avall).# A la nomenclatura tradicional s'anomenen canviant les terminacions ós/ic dels àcids per it/at.
#A la nomenclatura sistemàtica s'elimina la paraula "d'hidrogen" del nom del àcid.Exemples:
ió o anió dicromat Cr2O72- anió bicarbonat o hidrogencarbonat HCO3- anió sulfit SO3= anió nitrat NO3- anió fosfat PO43- anió trioxoclorat (V) ClO3- anió hipoclorit ClO- # N'hi d'altres amb noms particulars, que provenen d'altres tipus d'àcids o d'altres tipus de composts. Per exemple:
anió cianur CN- anió sulfocianur SCN- anió hidroxid OH- anió òxid O2- SIMBOLS I VALENCIES
H
+1
-1Li
+1Be
+2B
+3
-3C
+4
-4N
+3+5
-3O
-2F
-1
Na
+1Mg
+2Al
+3Si
+4
(-4)P
+3+5
-3S
+2+4 +6
-2Cl
+1+3
+5+7
-1K
+1Ca
+2Cr
+2+3
+4+6Mn
+2+3
+4+6
+7Fe
+2+3Co
+2+3Ni
+2+3Cu
+1+2Zn
+2As
+3+5
-3Se
+2+4
+6
-2Br
+1+3
+5+7
-1Rb
+1Sr
+2Pd
+2+4Ag
+1Cd
+2Sn
+2+4Sb
+3+5
-3Te
+2+4
+6
-2I
+1+3
+5+7
-1Cs
+1Ba
+2Pt
+2+4Au
+1+3Hg
+1+2Pb
+2+4Bi
+3+5NOMENCLATURA CLASSICA:
Els no metalls valència negativa -ur
Elements amb dues valències la valència més alta -ic la valència més baixa -ós Elements amb tres valències la més baixa hipo.....ós la mitjana -ós la més alta -ic Elements amb quatre valències la més baixa hipo.....ós la segona -ós la tercera -ic la més alta per......ic
