Compuestos binarios

Química. Familias. Óxidos. Nomenclatura

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COMPUESTOS BINARIOS:

  • están formados por átomos de dos elementos diferentes. Se escribe primero el menos electronegativo

FAMILIAS DE COMPUESTOS:

Si bien hemos visto alguna forma de clasificar a los compuestos agrupándolos en moléculas simples o compuestas; en compuestos binarios, ternarios o poliatómicos, estas clasificaciones nos sirven de gran ayuda en la escritura de las fórmulas, pero es poca la información que nos brindan sobre las propiedades tanto físicas como químicas de un compuesto, es por ello que resulta indispensable una clasificación que los agrupe de acuerdo a sus propiedades químicas; para tal efecto surgen las siguientes familias:

OXIDOS:

son compuestos binarios formados por la combinación del oxígeno con otro elemento, si el elemento es un METAL se le conoce como OXIDO METALICO o también como OXIDO BASICO. En el caso de que fuera un NO METAL se le denomina OXIDO NO METALICO u OXIDO ACIDO, y en ocasiones a algunos se les puede denominar ANHIDRIDOS.

NOMENCLATURA:

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS CON OXIGENO

OXIDOS:

Esta familia de sustancias reúne sólo a compuestos binarios. Son

OXIDOS BASICOS cuando el segundo elemento es un METAL.

Algunos ejemplos:

Al2O3óxido de aluminio

Na2Oóxido de sodio

FeO óxido de fierro (II) u óxido ferroso

CrO3 óxido de cromo (VI) u óxido crómico

CuO óxido de cobre (II) u óxido cúprico

Hg2Oóxido de mercurio (I) u óxido mercuroso

Son OXIDOS ACIDOS cuando el segundo elemento es un NO METAL.

CO óxido de carbono (II) o monóxido de carbono

N2O3 óxido de nitrógeno (III) o trióxido de dinitrógeno

Cl2O3 óxido de cloro (III) o trióxido de dicloro

SO2 óxido de azufre (IV) o dióxido de azufre

P2O5 óxido de fósforo (V) o pentaóxido de difósforo

Br2O7 óxido de bromo (VII) o heptaóxido de dibromo

Podemos notar que el nombre de este grupo de compuestos precisa la palabra OXIDO que es el nombre genérico de la familia. Casi la totalidad de elementos presentan la FUNCION QUIMICA de reaccionar con el oxígeno para formar algún tipo de óxido. La nomenclatura se completa especificando el elemento formador del óxido al cual se le añade con número romano al estado de oxidación en caso de que dicho elemento pueda asumir más de uno.

Otra nomenclatura también aceptada aunque más antigua, emplea en lugar de números romanos las terminaciones ICO para el estado de oxidación mayor y OSO para el menor. En los metales estas terminaciones son suficientes ya que presentan uno o dos estados de oxidación solamente, pero en el caso de los NO METALES y METALOIDES que suelen presentar más de dos, debemos diferenciarlos con los prefijos HIPO para el estado de oxidación más pequeño o el PER en la carga mucho mayor. El prefijo HIPO se conjuga con la terminación OSO y el prefijo PER con la de ICO satisfaciendo así la necesidad de diferenciar hasta cuatro compuestos formados por un mismo elemento con distintos estados de oxidación.

La gran mayoría de los óxidos ácidos también son conocidos por el término genérico ANHIDRIDO.

CO anhídrido carbonoso

CO2 anhídrido carbónico

SO anhídrido hiposulfuroso

SO2 anhídrido sulfuroso

SO3 anhídrido sulfúrico

Cl2O anhídrido hipocloroso

Cl2O3 anhídrido cloroso

Cl2O5 anhídrido clórico

Cl2O7 anhídrido perclórico

La expresión anhídrido implica la carencia de agua en estos compuestos lo cual ocurre precisamente en algunos ácidos con oxígeno quienes son deshidratados mediante calentamiento dando lugar a la formación de estos óxidos o anhídridos.

H2SO4 ---> SO3 + H2O

ácido

sulfúrico anh.

sulfúrico

2HNO3 ---> N2O5 + H2O

ácido

nítrico anh.

nítrico

2H3PO4 ---> P2O5 + 3 H2O

ácido

fosfórico anh.

fosfórico

Algunos OXIDOS ACIDOS no pueden nombrarse anhídrido precisamente por no existir ácido alguno que lo produzca por dehidratación.

Ejemplos:

NO óxido de nitrógeno (II) N2O2

NO2 óxido de nitrógeno (IV) N2O4

Se puede observar que los estados de oxidación del nitrógeno es +2 en NO y de +4 en NO2, los cuales no son comunes para los elementos que integran ese grupo (normalmente +5, +3, +1) característica que podría sernos útil en la nomenclatura de los anhídridos.

Los OXIDOS siendo compuestos binarios tienen la FUNCION QUIMICA de reaccionar con agua para formar compuestos ternarios.

MgO + H2O ---> Mg(OH)2

Oxido de

Magnesio Hidróxido

de Magnesio

Fe2O3 + 3 H2O ---> 2 Fe(OH)3

Oxido férrico

Oxido de fierro (III) Hidróxido férrico

Hidróxido de fierro (III)

N2O5 + H2O ---> H2NO3

Anh.

nítrico Acido nítrico

Cl2O + H2O ---> 2 HClO

Anh.

hipocloroso Acido

hipocloroso

Los OXIDOS BASICOS reaccionan con agua originando a los HIDROXIDOS quienes presentan características BASICAS, mientras que los OXIDOS ACIDOS dan origen a sustancias con características ACIDAS.

HIDROXIDOS:

son compuestos ternarios con características básicas (colorean de azul el papel tornasol) que presentan en su fórmula el anión monovalente oxidrilo (OH)-1.

NaOH hidróxido de sodio

KOH hidróxido de potasio

Cu(OH)2 hidróxido cúprico o hidróxido de cobre (II)

Cr(OH)3 hidróxido cromoso o hidróxido de cromo (III)

Podemos observar en su nomenclatura, primero al nombre genérico HIDROXIDO seguido del elemento al cual se le añade un número romano que especifica su estado de oxidación cuando sea necesario diferenciar compuestos formados por el mismo elemento. Otro modo de diferenciarlos es utilizando la terminación OSO para el estado de oxidación menor o ICO para el mayor.

CuOH hidróxido cuproso hidróxido de cobre (I)

Cr(OH)6 hidróxido crómico hidróxido de cromo (VI)

Fe(OH)2 hidróxido ferroso hidróxido de fierro (II)

Fe(OH)3 hidróxido férrico hidróxido de fierro(III)

El grado de basicidad de los hidróxidos depende de la electronegatividad del metal.

ACIDOS OXIGENADOS (OXIACIDOS):

son compuestos ternarios con características ácidas (colorean de rojo el papel tornasol). Estos compuestos además del oxígeno presentan en su estructura átomos de HIDROGENO el cual al disolverse el compuesto en agua aumentando la concentración de iones hidronio (H3O)+1 en la solución. Según la cantidad de hidrógenos (H)+ presentes en su estructura se clasifican en: MONOPROTICOS con uno, DIPROTICOS con dos y POLIPROTICOS con tres o más.

Su nomenclatura es similar a la de los anhídridos pero en estos se usa el nombre genérico ACIDO, después se nombra el no metal con la terminación OSO o ICO según sea su estado de oxidación y de ser requerido, los prefijos HIPO o PER antepuestos al nombre del no metal.

H2SO4 ácido sulfúrico

H2SO3 ácido sulfuroso

H2SO2 ácido hiposulfuroso

HClO3 ácido clórico

HClO ácido hipocloroso

HClO4 ácido perclórico

H3PO4 ácido fosfórico

HBrO2 ácido bromoso

En estos compuestos no empleamos los números romanos ni tampoco los prefijos alusivos a la cantidad de átomos presentes como se hizo en los óxidos ácidos.

Cabe recordar que los no metales de los grupos VII A, VI A y V A suelen presentar varios estados de oxidación por lo que las terminaciones OSO e ICO en ocasiones deben de conjuntarse con los prefijos HIPO o PER para lograr la correcta diferenciación de compuestos integrados por los mismos elementos.

HClO4 ácido PERclórICO

HClO3 ácido clórICO

HClO2 ácido clorOSO

HClO ácido HIPOclorOSO

H2SO4 ácido sulfúrICO

H2SO3 ácido sulfurOSO

H2SO2 ácido HIPOsulfurOSO

Existen ácidos que se forman bajo condiciones especiales originando compuestos diferentes donde participan los mismos elementos con igual estado de oxidación.

HPO3

H3PO4

H4P2O7

En los tres casos el fósforo tiene estado de oxidación +5, el oxígeno -2 y el hidrógeno +1, el fósforo determina el nombre de los ácidos como FOSFORICO, pero... ¿ los tres igual ? ¡ No ! se puede diferenciar apoyándonos con prefijos alusivos a condiciones de reacción que determinan el compuesto formado.

P2O5 + H2O ---> 2 HPO3

Anh.

fosfórico Acido

META*fosfórico

*META: más pequeño

reacción que ocurre limitado a la cantidad mínima de agua por lo que el ACIDO posee una menor cantidad de HIDROGENO que la presentada por el más común.

P2O5 + 3 H2O ---> 2 H3PO4

Acido

ORTO*fosfórico

*ORTO: el más común, lo correcto.

este ácido es el más común, normalmente conocido como ACIDO FOSFORICO; se puede observar que la cantidad de agua es mayor.

El ácido ortofosfórico por calentamiento, puede sufrir una parcial deshidratación:

2 H3PO4 ---> H4P2O7 + H2O

Acido

fosfórico Acido

PIRO*fosfórico

*PIRO: Fuego (por el calentamiento)

El nombre genérico ACIDO implica la disociación del compuesto aumentando en las soluciones la concentración de iones (H3O)+. Por lo que, al no estar en solución, no está disociado ni presenta las características ácidas. En ese caso la nomenclatura como ACIDOS sería incorrecta y el nombre más apropiado es como el de una SAL.

SALES OXIGENADAS (OXISALES):

Son compuestos ternarios o poliatómicos neutros; es decir, no presentan propiedades básicas ni ácidos y tampoco reaccionan con el agua para producir sustancias con esas propiedades. Se producen mediante reacciones de neutralización de ACIDOS OXIGENADOS con HIDROXIDOS o con METALES.

Mg(OH)2 + H2SO4 ---> MgSO4 + 2 H2O

base ácido sulfato de

Magnesio

Zn + H2SO4 ---> ZnSO4 + H2

metal ácido sulfato de

Zinc

En la nomenclatura de este tipo de sales observamos que las terminaciones OSO e ICO empleados en el nombre de los anhídridos y oxiácidos se sustituyen por ITO y ATO, siendo estas terminaciones aplicadas en el no metal lo que va a caracterizar a las OXISALES. El resto de la nomenclatura sigue igual, en el METAL tendrá que especificarse el estado de oxidación ya sea con números romanos o con terminación OSO o ICO.

Fe2(SO4)3 sulfato de fierro (III) o sulfato férrico

KClO hipoclorito de potasio

CuNO2 nitrito de cobre (I) o nitrito cuproso

Ca3(PO4)2 fosfato de calcio

NaIO2 yodito de sodio

Fe(BrO4)2 perbromato de fierro (II) o perbromato ferroso

Recordemos de la existencia de los METALOIDES

Li3AlO3 aluminato de litio

KMnO4 permanganato de potasio

FeCrO4 cromato de fierro (II) o cromato ferroso

K2Cr2O7 dicromato de potasio

LiCrO2 cromito de litio

Na2ZnO2 zincato de sodio

Cuando vimos los nombres de OXIACIDOS se mencionó la nomenclatura de ellos como OXISAL si estos no están en solución acuosa.

H2SO4 sulfato de hidrógeno

HPO3 metafosfato de hidrógeno

H4P2O7 pirofosfato de hidrógeno

HNO3 nitrato de hidrógeno

La existencia de ácido dipróticos y polipróticos permite que ocurran neutralizaciones parciales de estos originando SALES ACIDAS así como también a partir de hidróxidos con múltiples (OH)-1 se pueden formar SALES BASICAS. Estas sales pueden en posterior reacción ser neutralizadas por completo pudiendo dar lugar a la formación de SALES MIXTAS.

SALES ACIDAS:

NaHCO3 carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodio

Mg(HSO4)2 sulfato ácido de magnesio o bisulfato de magnesio

SALES BASICAS:

Al(OH)Cl2 diclorhidróxido de aluminio o hidroxidicloruro de aluminio

Al(OH)2Cl clordihidróxido de aluminio o dihidroxi cloruro de aluminio

SALES MIXTAS:

NaKCO3 carbonato de potasio y sodio

KNaLiPO4 fosfato de litio, sodio y potasio

Reglas de asignación de números de oxidación:

1. En todos los compuestos neutros, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que forman el compuesto, multiplicados por sus respectivas atomicidades, debe ser nula (cero). En los iones, debe ser igual a al carga del ión.

2. El numéro de oxidación de cualquier sustancia simple debe ser cero.

3. Los metales alcalinos (grupo IA) presentan en todos sus compuestos número de oxidación +1 (uno positivo).

4. Los metales alcalino-térreos (grupo IIA) presentan en todos sus compuestos número de oxidación +2.

5. El Flúor presenta en todos sus compuestos número de oxidación -1(uno negativo).

6. El Hidrógeno presenta habitualmente número de oxidación +1, a excepción de sus compuestos binarios con metales, donde debe asignarse -1 .

7. El Oxígeno presenta habitualmente número de oxidación -2, con estas excepciones: cuando forma parte de peróxidos, superóxidos,o en combinación con el flúor.

8. El Cloro, Bromo e Iodo presentan número de oxidación +1 en sus compuestos binarios (excepción: fluoruros) y +1, +3, +5 o +7 en sus compuestos oxigenados ternarios con Hidrógeno o metales.

Por ejemplo:

El número de oxidación del Fe es cero, como lo es el del O2.

El número de oxidación del azufre en el ácido sulfúrico es seis porque si

H2SO4 -> 1 * 2 + x * 1 + (-2) * 4 = 0

x = 8 - 2

x = 6

http://www.unlu.edu.ar/~qui10192/qi0020101.htm