Compuestos Número de Oxidación
Números de oxidación
- Son números arbitrarios que se asignan a los elementos para indicar el estado de combinación que pueden asumir, se refiere a la habilidad de un elemento para formar compuestos.
- El número de cargas que tendría un átomo en una molécula (o en un compuesto iónico) si los electrones fueran transferidos completamente.
- Existe una gran relación entre el número de oxidación y la configuración electrónica de los elementos.
¿Cuál es la relación entre el número de oxidación y la configuración electrónica?
Los estados de oxidación (valencias), están en relación con la configuración electrónica de los elementos, por lo tanto, también variaran de forma periódica. El estado máximo de oxidación corresponde al catión con carga positiva igual al número del grupo al que pertenece, por ejemplo Cr+6, (VIb).
Números de oxidación positivos:
El resto de elementos generalmente pueden tener dos o más
números de oxidación positivos, en términos generales:
- Columna par números de oxidación par.
- Columna impar números de oxidación impar.
Números de oxidación negativos:
El número de oxidación negativo corresponde a la cantidad de
electrones que el elemento necesita para completar el octeto
electrónico.
Es un solo número y lo presentan por lo general los no metales,
a excepción del boro y el silicio que no presentan número de
oxidación negativo.
Es un solo número y lo presentan por lo general los no metales,
a excepción del boro y el silicio que no presentan número de
oxidación negativo.
Reglas para asignar el número de oxidación
- En los elementos libres (es decir, en estado no combinado), cada átomo tiene un número de oxidación de cero. Así, cada átomo de H2 , Br2 , Na, Be, K, O2 y P4 tiene el mismo número de oxidación: cero.
- Para los iones constituidos por un solo átomo (es decir iones monoatómicos), el número de oxidación es igual a la carga del ion. Entoneces el ión Li+ tiene un número de oxidación de +1, O2- el número es -2.
- El número de oxidación del oxígeno es -2 en la mayoría de los compuestos, pero en le peróxido de hidrógeno (H2O2 ) y en el ion peróxido (O2- 2 ) es -1.
- El número de oxidación del hidrógeno es +1, excepto cuando está enlazada con metales en compuestos binarios. En estos casos (por ejemplo LiH, NaH, CaH2 ), su número de oxidación es -1.
- El flúor tiene un número de oxidación -1 en todos sus compuestos. Los halógenos (Cl, Br y I) tienen número de oxidación negativos cuando se encuentran como iones halogenuro en los compuestos. Cuando están combinados con oxígeno, por ejemplo en los oxiácidos y oxianiones, tienen número de oxidación positivos.
- En una molécula neutra, la suma de los números de oxidación de todos los átomos debe ser cero. En un ion poliatómico, la suma de los números de oxidación de todos los elementos debe ser igual a la carga neta del ion.
- Los números de oxidación no tienen que ser enteros. Por ejemplo, el número de oxidación del O en el ion superoxido, O2 es - ½.
Algunos Ejemplos:
Practiquemos:
- Determine el número de oxidación del S en la siguiente fórmula, K2SO4
- ¿Cuáles serán las fórmulas posibles para el compuesto formado por calcio y azufre?
- ¿Potasio y flúor?
- ¿Aluminio y nitrógeno?
Creación y realización Thema Equipo Editorial S. A. (2002) Consultor Estudiantil "Mi Secundaria".
Lic. Marroquín Tinti M. N. Catedrática de la Universidad Galileo de Guatemala (2021), presentación "Química General"
Nivaldo J. Tro; Whitten, Kenneth J. (2011). Temas Selectos de Química. México, D. F.: Cengage Learning Editores, S.A. p. 205.
Nomenclatura Química
¿Qué es la 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.
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. =
- 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.
- 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
- Sustancias simples
- Son aquellas que están constituidas por átomos de un solo elemento. En ellas las moléculas están formadas por átomos idénticos. En general, muchos elementos que son gases suelen encontrarse en forma diatómica (N2, O2, H2, etc.).
- Otro fenómeno curioso es que ciertos elementos (azufre, fósforo, etc.) se presentan, a veces, en agrupaciones de distinto número de átomos, estas agrupaciones se denominan formas alotrópicas.
Algunas sustancias simples:
H2 Hidrógeno, N2 Nitrógeno, F2 Flúor, O2 Oxígeno,Cl2 Cloro, O3 Ozono, Br2 Bromo, S8 Azufre λ
I2 Yodo, P4 Fósforo blanco.
2. Combinaciones binarias de oxigeno
- Deben nombrarse como óxidos tanto las combinaciones de oxígeno con metales como con no metales.
- Para formularlos se escribe siempre, a la izquierda, el elemento más electropositivo, intercambiándose los números de oxidación del oxígeno (-2) y del otro elemento.
Algunas combinaciones binarias de oxigeno:
Li2O Óxido de litio, FeO Óxido de hierro (II), Cu2O Óxido de cobre (I), MgO Óxido de magnesio, Cr2O3 Óxido de cromo (III), CaO Óxido de calcio, Al2O3 Óxido de aluminio, PbO2 Óxido de plomo (IV), SiO2 Óxido de silicio, N2O3 Óxido de nitrógeno (III), N2O Óxido de nitrógeno (I), Cl2O5 Óxido de cloro (V)
3. Combinaciones binarias de Hidrógeno:
- Los compuestos derivados de la combinación del hidrógeno con los restantes elementos son muy dispares, dada la peculiaridad del hidrógeno (puede ceder fácilmente su único electrón, pero también captar un electrón de otro átomo para adquirir la estructura electrónica del helio).
- Las combinaciones del hidrógeno con metales se denominan hidruros.
- Las combinaciones binarias del hidrógeno con oxígeno, nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio, carbono y silicio tienen nombres comunes.
- Las combinaciones del hidrógeno con F, Cl, Br, I, S,y Se y Te se denominan hidrácidos debido a que tales compuestos, al disolverse en agua, dan disoluciones ácidas.
Por ejemplo: HF Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico, HI Yoduro de hidrógeno Ácido yodhídrico, etc.
4. Otras combinaciones binarias:
Las combinaciones binarias, que no sean ni óxidos ni hidruros, son las formadas por no metales con
metales. Para formularlos se escribe a la izquierda el símbolo del metal, por ser el elemento más
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electropositivo. Para nombrarlos se le añade al nombre del no metal el sufijo –uro.
Algunos ejemplos:
CaF2 Fluoruro de calcio, FeCl2 Cloruro de hierro(II), FeCl3 Cloruro de hierro(III), CuBr Bromuro de cobre(I), etc.
5. Anhídridos:
- Producto de la reacción del oxígeno con un elemento no metálico y con algunos metales de transición.
- Forman anhidridos los no metales de columna IV A y VI A cuando trabajan con número de oxidación PARES. Cuando lo hacen con IMPARES, forman óxidos.
- Los no metales de la familia VA y VIIA forman anhídridos cuando trabajan con número de oxidación IMPARES, y forman óxidos cuando lo hacen con PARES
- Cuando el elemento solo forma una anhídrido. El nombre se forma con el nombre del no metal terminado en “ICO”.
- Son compuestos capaces de ceder protones que contienen oxígeno en la molécula. Presentan la fórmula general.
6.2 Oxoácidos del grupo VIA: De los oxoácidos de azufre, selenio y teluro, los más representativos son aquellos en los que el
número de oxidación es +IV y +VI. Para estos ácidos se utilizan los sufijos –oso e –ico.
6.3 Oxoácidos del grupo VA:
- Los ácidos más comunes del nitrógeno son el ácido nitroso y el ácido nítrico en los que el nitrógeno presenta número de oxidación +III y +V, respectivamente.
- Los ácidos de fósforo más comunes son el fosfónico (antes llamado fosforoso, en el que el fósforo presenta número de oxidación +III) y el fosfórico (número de oxidación +V). Ambos ácidos son en realidad ortoácidos, es decir, contienen tres moléculas de agua en su formación.
7. Sales:
- Podemos considerar como sales los compuestos que son el resultado de la unión de una especie catiónica cualquiera con una especie aniónica distinta de H–, OH– y O2–.
- Algunas sales ya las hemos visto cuando tratamos de las combinaciones binarias no metal–metal. Por ejemplo, compuestos como el KCl (cloruro de potasio) y Na2S (sulfuro de sodio) son sales.
- Cuando el anión procede de un oxoácido debemos recordar que, los aniones llevan el sufijo –ito o – ato según del ácido del que procedan.
- Para nombrar las sales basta tomar el nombre del anión y añadirle detrás el nombre del catión.
7.1 Sales ácidas:
7.1 Sales básicas:
8. Hidróxidos:
Son compuestos formados por la combinación del anión hidroxilo(OH-) con diversos cationes
metálicos. Como por ejemplo: LiOH Hidróxido de litio, Ba(OH)2 Hidróxido de bario, Fe(OH)2 Hidróxido de hierro (II), Fe(OH)3 Hidróxido de hierro (III), Cr(OH)2 Hidróxido de cromo (II).
9. Cationes:
- Cuando un átomo pierde electrones (los electrones de sus orbitales más externos, también llamados electrones de valencia) adquiere, como es lógico, una carga positiva neta.
- Para nombrar estas “especies químicas” basta anteponer la palabra catión o ión al nombre del elemento.
- En los casos en que el átomo puede adoptar distintos estados de oxidación se indica entre paréntesis.
- Hay bastantes compuestos –como, por ejemplo, el amoníaco– que disponen de electrones libres, no compartidos. Estos compuestos se unen al catión hidrógeno, para dar una especie cargada positivamente. Para nombrar estas especies cargadas debe añadirse la terminación –onio.
- Se llaman aniones a las “especies químicas” cargadas negativamente. Los aniones más simples son los monoatómicos, que proceden de la ganancia de uno o más electrones por un elemento electronegativo.
- Para nombrar los iones monoatómicos se utiliza la terminación –uro.
- Los aniones poliatómicos se pueden considerar como provenientes de otras moléculas por pérdida de uno o más iones hidrógeno. El ion de este tipo más usual y sencillo es el ion hidroxilo (OH–) que procede de la pérdida de un ion hidrógeno del agua.
- Sin embargo, la gran mayoría de los aniones poliatómicos proceden –o se puede considerar que proceden– de un ácido que ha perdido o cedido sus hidrógenos.
- Para nombrar estos aniones se utilizan los sufijos –ito y –ato según que el ácido de procedencia termine en –oso o en –ico, respectivamente.
- A menudo, para “construir” el nombre del anión, no se reemplazan simplemente las terminaciones oso-ico por ito-ato, sino que la raíz del nombre se contrae. Por ejemplo, no se dice iones sulfurito y sulfurato sino iones sulfito y sulfato.
11. Peróxidos:
- La formación de estos compuestos se debe a la posibilidad que tiene el oxígeno de enlazarse consigo mismo para formar el grupo peróxido.
- Esta agrupación peroxo (–O–O–) se puede presentar también en ciertos ácidos que se denominan peroxoácidos.
Sistemas de nomenclatura:
Creación y realización Thema Equipo Editorial S. A. (2002) Consultor Estudiantil "Mi Secundaria".
Lic. Marroquín Tinti M. N. Catedrática de la Universidad Galileo de Guatemala (2021), presentación "Química General"
García Belmar, Antonio y Bertomeu Sánchez, José R. (1999) Nombrar la materia. Barcelona, El Serbal.
Cálculos de Formas
¿Qué es la masa molar?
Es el cálculo de la masa de una fórmula. Para esto se
usan los subíndices de las fórmulas y las masas
individuales de los elementos
¿Qué son los subíndices?
Son los que nos indican cuantos átomos de un elemento
están presentes en dicha fórmula y las masas de los
elementos se encuentran en la tabla periódica. La
dimensional para indicar la masa de un elemento son las
uma (unidad de masa atómica).
Ejemplo:
Composición porcentual de un compuesto:
Se define como el porcentaje por masa de cada
elemento presente en el compuesto.
Se calcula:
- Determinando primero la masa de los diferentes elementos que forman el compuesto.
- Después se determina la masa molar del compuesto
- Por último se calcula el porcentaje de cada elemento del compuesto
¿Qué es una formula química?
Las fórmulas químicas sirven para
representar la composición de las
moléculas y los compuestos iónicos por
medio de símbolos químicos. Composición no significa solo los
elementos presentes sino también las
proporciones en la cual se combinan los
átomos.
Hay tres diferentes tipos de fórmulas:
- Fórmula empírica
- Fórmula molecular
- Fórmula Estructural
Representa la fórmula más sencilla de un
compuesto. Indica cuales elementos están
presentes y la relación mínima en
números enteros de los átomos de cada
elemento que forman un compuesto pero
no indica el número real de átomos de
una molécula. Varios compuestos diferentes pueden
tener la misma fórmula empírica.
Por ejemplo: CH es la fórmula empírica del acetileno C2H2
y del benceno C6H6.
Características de la Formula Molecular:
- Esta indica la cantidad exacta de átomos de cada elemento que está presente en la unidad más pequeña de una sustancia.
- Como siempre los subíndices indican el número de átomos presentes de cada elemento dentro de la molécula
- Representa la relación real entre os átomos.
Otros ejemplos:
Creación y realización Thema Equipo Editorial S. A. (2002) Consultor Estudiantil "Mi Secundaria".
Buen avance de información
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