4ta Unidad
Compuestos
Números de oxidación
Los Números de Oxidación (también llamados Valencias o Estados de Oxidación) son
números enteros que representan el número de electrones que un átomo pone
en juego cuando forma un compuesto determinado.
El número de oxidación
es positivo si el átomo pierde electrones, o
los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos.
Y será negativo cuando el átomo gane electrones, o los
comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.
El número de oxidación
se escribe de la siguiente manera: +1, +2, +3, +4, –1, –2, –3, –4, etc.
Tabla Periódica con Números de Oxidación
Esta "versión"
de la Tabla Periódica es
muy sencilla y solamente muestra el símbolo químico y los posibles
Números de Oxidación que posee cada elemento.
La Tabla Periódica de los
elementos es una disposición de los elementos químicos ordenados
por su Número Atómico, Configuración Electrónica. Este
ordenamiento muestra Propiedades Periódicas.
Cada Elemento Químico corresponde a un “cuadradito” de
la Tabla Periódica y está representado por su Símbolo
Químico (una o dos letras).
Es muy útil tenerla a mano cuando necesitamos saber
qué Número de Oxidación pone en juego un elemento en una determinada especie
química, por ejemplo cuando se trate de Reacciones
REDOX.
Reglas para asignar Números de
Oxidación de los Elementos
Un mismo elemento puede
tener distintos Números de Oxidación dependiendo de con qué otros elemento/s se
combine.
Utilizando las siguientes reglas, podemos saber
el Número de Oxidación de cada elemento en un
determinado compuesto químico.
Reglas para asignar los Números de Oxidación de los Elementos:
1. El Número de Oxidación de
todos los Elementos en Estado Libre, no combinados con
otros, es cero (p. ej., Na, Cu, Mg, H2, O2, Cl2, N2).
2. El Número de Oxidación
del Hidrógeno (H) es de +1, excepto en los hidruros metálicos
(compuestos formados por H y algún metal), en los que es de -1 (p. ej., NaH,
CaH2).
3. El Número de Oxidación del
Oxígeno (O) es de -2, excepto en los peróxidos, en los que es de -1, y
en el OF2, donde es de +2.
4. El Número de Oxidación de los
Metales, es su valencia con signo positivo. Por ejemplo,
el Número de Oxidación del Mg2+ es +2.
5. El Número de Oxidación de
los Iones monoatómicos coincide con la carga del ión. Por
ejemplo, el Número de Oxidación del Cl- es -1
6. La Suma algebraica
de los Números de Oxidación de los elementos de un compuesto es
cero.
7. La Suma algebraica
de los Números de Oxidación de los elementos de un ion poliatómico
es igual a la carga del ion.
Ademas, en los Compuestos Covalentes,
el Número de Oxidación Negativo se asigna al Átomo más
electronegativo y todos los demás son Positivos.
En el siguiente link se explicara con mayor detalle las reglas acerca de los numero de oxidacion y los calculos correspondientes:Calculo de Numeros de Oxidacion
Para reforzar los conceptos dados podemos realizar esta hoja de ejercicios
NOMENCLATURA
La nomenclatura es un conjunto de reglas que se utilizan para nombrar todas aquellas combinaciones que se dan entre los elementos y los compuestos químicos. Actualmente la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, por sus siglas en inglés) es la máxima autoridad en nomenclatura, la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes.
COMPUESTOS: Los compuestos no son combinaciones al azar de los elementos de la Tabla Periódica. Son el resultado de la combinación, en determinadas proporciones, de elementos que guardan entre sí una cierta “afinidad”. Depende de:
Capacidad de combinación o valencia de los elementos que, a su vez, es función de la estructura electrónica de los átomos implicados.
ESTADO DE OXIDACIÓN O NÚMERO DE OXICACIÓN
- Elementos libres No. Oxidación = 0 Ejemplo: Na, H2, O2, Xe, Ar, Fe.
- Para un ión monoatómico es igual a su carga. Ejemplo: Ba+2 N.O. = +2 Al+3 N.O. = +3 I -N.O. = -1
- Enlaces iónicos se le asigna el electrón al de mayor electronegatividad. Ejemplo: NaCl Na+1 Cl-1
- No. de Oxidación para el Oxígeno es -2 Excepto en peróxidos H2O2 = -1
- No. de Oxidación para el hidrógeno es igual a +1 Excepto en hidruros LiH, NaH, =-1
- Halógenos F siempre -1 Cl, Br, I = -1 iones halogenuro Ejemplo HCl, HBr, HI Cuando trabajan con Oxígeno tienen No. de oxidación + Ejm. HClO, HBrO2, HIO3. 2
- La suma de los números de oxidación es igual a cero para un compuesto eléctricamente neutro Ejm. K2SO4 H2SO4
- La suma de los números de oxidación igual a la carga global para una especie ión poli atómico Ejm. NH4+ PO4 -3
La importancia de la nomenclatura química radica en la posibilidad de nombrar, organizar y clasificar los diversos tipos de compuestos químicos, de manera tal que solamente con su término identificativo se pueda tener una idea de qué tipo de elementos lo componen y, por lo tanto, qué tipo de reacciones pueden esperarse del compuesto.
Existen tres sistemas de nomenclatura química:
- Sistema estequiométrico o sistemático (IUPAC). Que nombra los compuestos en base al número de átomos de cada elemento que forman su molécula básica. Por ejemplo: el compuesto Ni2O3 se llama Trióxido de diníquel.
- Sistema funcional, clásico o tradicional. Que emplea diversos sufijos y prefijos (como “-oso” o “-ito”) según la valencia de los elementos del compuesto. Por ejemplo: el compuesto Ni2O3 se llama Óxido niquélico.
- Sistema STOCK. En el que el nombre del compuesto incluye en números romanos (y a veces como subíndice) la valencia de los átomos presentes en la molécula básica del compuesto. Por ejemplo: el compuesto Ni2O3 se llama Óxido de níquel (III).
Por otro lado, la nomenclatura química varía dependiendo de si se trata de compuestos orgánicos o inorgánicos.
En este caso hablaremos de la nomenclatura Inorganica
- Óxidos. Compuestos binarios con oxígeno y algún otro elemento, que se nombran usando prefijos, de acuerdo a la cantidad de átomos que tenga cada molécula de óxido. Por ejemplo: trióxido de digalio (Ga2O3), monóxido de carbono (CO). Cuando el elemento oxidado es metálico, se llaman óxidos básicos; cuando es no metálico, se llaman anhídridos u óxidos ácidos.
- Peróxidos. Consisten en la reacción de un oxígeno monoatómico y un metal, nombrándose igual que los óxidos pero con la palabra “peróxido”. Por ejemplo: peróxido de calcio (CaO2), peróxido de dihidrógeno (H2O2).
- Superóxidos. También conocidos como hiperóxidos, ocurren cuando el oxígeno reacciona con valencia -1/2. Y se nombran regularmente como los óxidos, pero empleando la palabra “hiperóxido” o “superóxido”. Por ejemplo: superóxido o hiperóxido de potasio (KO2).
- Hidruros. Compuestos formados por hidrógeno y otro elemento, que cuando es metálico se denominan hidruros metálicos y cuando no, hidrácidos. Su nomenclatura depende de la naturaleza metálica o no metálica del otro elemento, aunque en algunos casos se privilegian los nombres comunes, como en el amoníaco (o trihidruro de nitrógeno).
- Metálico. Se usa el término “hidruro” y de prefijos numerales dependiendo de la cantidad de átomos de hidrógeno y. Por ejemplo: monohidruro de potasio (KH), tetrahidruro de plomo (PbH4).
- No metálico. Se añade el terminal -uro al elemento no metálico y se añade luego “de hidrógeno”. Por ejemplo: fluoruro de hidrógeno (HF), seleniuro de dihidrógeno (SeH2).
- Oxácidos. Llamados también oxoácidos o oxiácidos (y popularmente “ácidos”), su nomenclatura exige usar el prefijo correspondiente al número de átomos de oxígeno, seguido de la partícula “oxo” unida al nombre del no metal terminado en “-ato”, y luego “de hidrógeno”. Por ejemplo: tetraoxosulfato de hidrógeno (H2SO4), dioxosulfato de hidrógeno (H2SO2).
- Hidróxidos o bases. Formados por la unión de un óxido básico y agua, se reconocen por su grupo funcional -OH, y se nombran genéricamente como hidróxido, junto a los prefijos respectivos dependiendo de la cantidad de grupos hidroxilo presentes. Por ejemplo: dihidróxido de plomo (Pb[OH]2), hidróxido de litio (LiOH).
- Sales. Las sales son producto de la unión de sustancias ácidas y básicas, y se nombran de acuerdo a su clasificación: neutras, ácidas, básicas y mixtas.
- Sales neutras. Se forman tras la unión de un ácido y un hidroxilo, liberando agua en el proceso, y serán binarias y ternarias, dependiendo de si el ácido es un hidrácido o un oxácido, respectivamente.
- En el primer caso, se llamarán sales haloideas y su nomenclatura exige el uso del sufijo -uro en el elemento no metálico, así como de los prefijos correspondientes al número. Por ejemplo: cloruro de sodio (NaCl), tricloruro de hierro (FeCl3).
- En el segundo caso, se llamarán sales neutras ternarias y su nomenclatura exige el uso del prefijo numérico, la partícula “oxo” y el sufijo -ato en el no metal, seguido de la valencia del no metal entre paréntesis. Por ejemplo: tetraoxosulfato (VI) de calcio (CaSO4), tetraoxofosfato (V) de sodio (Na3PO4).
- Sales ácidas. Resultan del reemplazo de hidrógeno en un ácido por átomos metálicos. Su nomenclatura es igual a la de las sales neutras ternarias, pero añadiendo la palabra “hidrógeno”. Por ejemplo: hidrógenosulfato (VI) de sodio (NaHSO4), hidrógenocarbonato de potasio (KHCO3).
- Sales básicas. Producto del reemplazo de los oxidrilos de una base por los aniones de un ácido, su nomenclatura depende de si el ácido era un hidrácido o un oxácido.
- En el primer caso, se emplea el nombre del no metal con el sufijo -uro y se le antepone el prefijo numeral de la cantidad de grupos -OH, seguido del término “hidroxi”, y al final de todo la valencia entre paréntesis del metal, si necesaria. Por ejemplo: FeCl(OH)2 sería dihidroxicloruro de hierro (III).
- En el segundo caso, se usa el término hidróxi con su prefijo numeral correspondiente y el sufijo -ato, añadiendo el estado de oxidación del elemento central entre paréntesis, e igualmente la valencia del metal luego de su nombre, al final. Por ejemplo: Ni2(OH)4SO3 sería tetrahidroxitrioxosulfato (IV) de níquel (III).
- Sales mixtas. Producidas al sustituir los hidrógenos de un ácido por átomos metálicos de distintos hidróxidos. Su nomenclatura es idéntica a la de las sales ácidas, pero incluyendo ambos elementos. Por ejemplo: tetraoxosulfato de sodio y potasio (NaKSO4).
Nomenclatura tradicional
Mucho de la nomenclatura tradicional se acepta aún en el Libro Rojo de la IUPAC, y es muy conocida por distinguir entre los compuestos a partir de la valencia de sus átomos enlazados, empleando así los añadidos -oso, -ico; tanto como los prefijos cuando se trata de más de dos posibles valencias. Se trata, sin embargo, de una nomenclatura en desuso, paulatinamente sustituida por IUPAC, y que sobrevive apenas en ciertos ramos del comercio y de las industrias.
Nomenclatura IUPAC
La IUPAC (siglas de International Union of Pure and Applied Chemistry, o sea, Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) es la organización internacional dedicada a establecer las reglas universales y a detentar la autoridad en materia de nomenclatura química.
Su sistema, propuesto como un sistema simple y unificador, se conoce como nomenclatura IUPAC y difiere de la nomenclatura tradicional en que resuelve muchos de los problemas heredados de la historia de la química, producto del paulatino descubrimiento de la humanidad de las leyes básicas que rigen la materia.
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