Óxidos metálicos o básicos: Son compuestos con elevado punto de
fusión como consecuencia de la reacción de un metal con él oxigeno. Esta
reacción es la que produce la corrosión de los metales al estar expuesto al
oxigeno y al aire. Un ejemplo de formación de un oxigeno metálico es la
reacción de un oxido metálico es la reacción de del magnesio con el oxigeno, la
cual ocurre con mayor rapidez cuando se quema una cinta de magnesio. La cinta
de magnesio de color grisáceo se torna en un polvo blanco que es el oxido de
magnesio. Ecuación:
Magnesio +
oxigeno oxido de magnesio
2mg+O2 2mgO
Los óxidos
metálicos se denominan también óxidos básicos por que tiene la propiedad de
reaccionar con el agua y formar bases o hidróxidos.
Ejemplo: oxido
de magnesio + agua hidróxido de magnesio
mgO + H2O mg
(H2O)2
Las bases se
pueden reconocer fácilmente a través de un cambio de color en un indicador
acido básico como el papel tornasol.
Las
disoluciones básicas tornan el papel tornasol rosado a un color azul al entrar
en contacto con ella.
Óxidos no metálicos: Un óxido no metálico (También
llamado anhídrido) es un compuesto con bajo punto de fusión que se forma como consecuencia de la reacción de un no metal con el oxígeno, muchos de
ellos pueden ser gaseosos; y cuando reaccionan con el agua (H2O) se
les conoce como oxiácidos.
Un ejemplo de formación de óxido no metálico
es la reacción del azufre con
el oxígeno, la cual produce óxido de azufre:
Azufre + Oxígeno → Óxido de azufre
S + O2 → SO2 (en este caso, anhídrido sulfuroso, llamado también dióxido de azufre).
Otros ejemplos:
C + O2 = CO2 Dióxido de carbono
N + O2 = NO2 Dióxido de nitrógeno
Br2O Monóxido de bromo
En la nomenclatura tradicional el nombre genérico es Anhídrido y el sufijo -ico a la raíz del nombre del elemento si sólo presenta una valencia. Si tiene dos valencias, los sufijos –oso e -ico, si tiene tres o cuatro de valencia el sufijo es -oso, si tiene cinco o seis el sufijo es -ico; y si tiene siete de valencia se antepone -per y el sufijo es ico.
Hidruros metálicos: Son compuestos
binarios constituidos por hidrógeno y
un elemento
metálico.
Algunos ejemplos importantes de este tipo de hidruros son:
NaH → hidruro de sodio
LiH → hidruro de litio
CaH2 → hidruro
de calcio
SrH2 → hidruro
de estroncio
Na + H1 → NaH
Los hidruros metálicos se caracterizan por ser los únicos compuestos en
los que el hidrógeno funciona como número de oxidación de
-1. Para escribir la fórmula de un hidruro metálico primero se escribe el
símbolo del elemento metálico (parte positiva) y después el del hidrógeno (parte negativa). Por ejemplo, la fórmula del
hidruro que resulta al combinarse el calcio con el hidrógeno es la siguiente:
Ca2+ H1-2
Para nombrarlos se utiliza la palabra hidruro, la preposición de y el nombre del elemento metálico. En el sistema de Ginebra se usan las terminaciones
-ico y -oso para indicar el mayor y el menor número de oxidación del elemento
metálico, respectivamente; en el sistema de IUPAC esta distinción entre compuestos formados por
el mismo elemento, pero con números de oxidación distintos, se señala con
números. El hidruro es el mismo en ambos sistemas.
Hidruros no
metálicos:
Son compuestos formados por hidrógeno y
un elemento no
metálico. El no metal siempre actúa con su menor número de valencia, por lo cual cada uno de
ellos forma un solo hidruro no metálico. Generalmente se encuentran en estado
gaseoso a la temperatura ambiente. Algunos manifiestan propiedades ácidas,
tales como los hidruros de los elementos flúor, cloro, bromo, yodo, azufre, selenio y telurio;
mientras que otros no son ácidos, como el agua, amoníaco, metano, silanos, etc.
Hidruros
no metálicos de carácter ácido.
·
Se formulan escribiendo
primero el símbolo del hidrógeno y después el del elemento. A continuación se
intercambian las valencias. Los
elementos flúor, cloro, bromo y yodo se
combinan con el hidrógeno con valencia -1,
y los elementos azufre, selenio y telurio lo hacen con valencia -2.
·
Se nombran añadiendo
la terminación -uro en la
raíz del nombre del no metal y especificando, a continuación, de hidrógeno. La siguiente tabla
recoge algunos ejemplos de hidruros no metálicos:
Fórmula
|
Nomenclatura de
composición o estequiometria
|
En disolución acuosa
|
fluoruro de hidrógeno
|
ácido
fluorhídrico
|
|
cloruro de hidrógeno
|
ácido
clorhídrico
|
|
bromuro de hidrógeno
|
ácido
bromhídrico
|
|
yoduro de hidrógeno
|
ácido
yodhídrico
|
|
sulfuro de hidrógeno
|
ácido
sulfhídrico
|
|
seleniuro de hidrógeno
|
ácido
selenhídrico
|
|
telururo de hidrógeno
|
ácido
telurhídrico
|
Compuestos
·
Se formulan indicando,
primero el símbolo del elemento y, luego, el del hidrógeno. A continuación, se intercambian las valencias.
·
Todos
estos compuestos reciben nombres tradicionales
admitidos por la IUPAC, y son
los que habitualmente utilizan los químicos. Los más importantes son:
Fórmula
|
|
El hidrógeno: es un elemento químico de número atómico 1
y representado por el símbolo H Con
una masa atómica del 1,00794 (7) u, el hidrógeno es el
elemento más ligero. Por lo general, se presenta en su forma molecular, formando el gas diatómico (H2) en condiciones normales. Este
gas es inflamable, incoloro, inodoro, no metálico e insoluble en agua.
El elemento
hidrógeno, por poseer distintas propiedades, no se encuadra claramente en
ningún grupo de la tabla
periódica, siendo muchas veces colocado en el grupo 1 (o familia 1A)
por poseer solo un electrón en la capa de valencia (o capa superior).
El hidrógeno es el
elemento químico más abundante, constituyendo
aproximadamente el 75% de la materia visible del universo.
En su secuencia principal, las estrellas están
compuestas principalmente por hidrógeno en estado de plasma. El hidrógeno elemental es
relativamente raro en la Tierra y es producido industrialmente a
partir de hidrocarburos como, por ejemplo, el metano. La mayor parte del
hidrógeno elemental se obtiene "in situ", es
decir, en el lugar y en el momento en el que se necesita. Los mayores mercados
en el mundo disfrutan de la utilización del hidrógeno para el mejoramiento de combustibles fósiles (en el proceso de hidrocraqueo) y en la
producción de amoníaco (principalmente
para el mercado de fertilizantes). El hidrógeno puede obtenerse a partir del agua por un proceso de electrólisis,
pero resulta un método mucho más complejo que la obtención a partir del gas natural.
El isótopo del hidrógeno que posee mayor
ocurrencia, conocido como protio, está formado por
un único protón y ningún neutrón.
En los compuestos iónicos, puede tener una carga positiva (convirtiéndose en un catión llamado hidrón, H+,
compuesto únicamente por un protón, a veces en
presencia de 1 o 2 neutrones);
o carga negativa (convirtiéndose en un anión conocido como hidruro, H-).
También se pueden formar otros isótopos, como el deuterio, con un neutrón,
y el tritio, con dos neutrones.
En 2001, fue creado en el
laboratorio el isótopo H y, a
partir de2003,
se sintetizaron los isótopos H
hasta H.
El hidrógeno forma compuestos con la mayoría de los elementos y está
presente en el aguay en la mayoría de los
compuestos orgánicos. Posee un papel particularmente importante en la química ácido - base,
en la que muchas reacciones involucran el intercambio de protones (iones hidrógeno,
H+) entre moléculas solubles. Puesto que es el único átomo neutro
para el cual la ecuación de Schrödinger puede ser resuelta analíticamente, el
estudio de la energía y del enlace del átomo de hidrógeno ha sido
fundamental tuvo un papel principal en el desarrollo de la mecánica cuántica.
La solubilidad y características de hidrógeno con diversos metales son
muy importantes en la metalurgia (puesto que muchos metales pueden
sufrir fragilidad en su presencia) y en el
desarrollo de formas seguras de almacenarlo para su uso como combustible. Es altamente soluble en diversos
compuestos que poseen tierras raras y metales de transición
, y puede ser disuelto
tanto en metales cristalinos como amorfos.
La solubilidad del hidrógeno en los metales está influenciada por las
distorsiones locales o impurezas en la estructura cristalina del metal.
Hidrácidos: En química, un ácido hidrácido o
sencillamente hidrácido es un ácido que no contiene oxígeno, es un compuesto binario formado
por hidrógeno (H)
y un elemento
no-metálico (X), un (halógeno) o (anfígeno).
Nomenclatura
La nomenclatura de
los hidrácidos diferencia las sustancias gaseosas de sus soluciones ácidas. Se usa sólo
la Nomenclatura Clásica.
Cabe destacar un caso
especial. El fluoruro de hidrógeno (ácido
fluorhídrico) se suele representar como HF. Sin embargo realmente la
estructura de esta molécula responde
a dos átomos de cada especie H2F2,
esto sucede porque la molécula esta
simplificada.
En la nomenclatura
química se escribe el ácido (HX) y después se indica que está en disolución
acuosa (aq) o (ac)
porque si no, no habría diferencia entre las sustancias binarias covalentes y
los ácidos
Los ácidos oxiácidos u oxiácidos: son compuestos ternarios formados por un óxido no
metálico y una molécula de agua (H2O).
Su
fórmula responde al patrón HaAbOc, donde A es
un no metal o metal de transición.
Ejemplos:
·
Ácido sulfúrico (H2SO4).
Formado por la combinación de una molécula de H2O con una molécula
de óxido sulfúrico SO3:
SO3 + H2O → H2SO4
·
Ácido
sulfuroso (H2SO3).
Formado por la combinación de una molécula de H2O con una molécula
de óxido sulfuroso SO2:
SO2 + H2O → H2SO3
·
Nomenclatura
·
Conseguir la valencia del no metal:
[(subíndice del oxígeno x2)-(subíndice del hidrógeno)]/(subíndice del no metal)
(ej: H2CrO4 →
4·2-2·1=6). Este método es una abreviatura de aplicar el álgebra para resultado
carga 0
·
Detectar casos piro y orto para fórmulas
directas:
·
Valencia impar (el no-metal tiene estado de oxidación +1,+3,+5,+7):
·
Piro: H4A2
·
Orto: H3A
·
Valencia par (el no-metal tiene estado de
oxidación +2,+4,+6):
·
Piro: H2A2
·
Orto: H4A
·
Ácido hiposulfuroso (H2SO2). Formado
por la combinación de una molécula de H2O con una molécula de óxido hiposulfuroso SO:
SO + H2O → H2SO2
·
Ácido carbónico: CO2 + H2O → H2CO3
Sales binarias: Un compuesto binario es un compuesto químico formado por átomos de sólo dos elementos, como en el caso del agua, compuesta por hidrógeno y oxígeno. Se
distinguen dos grupos principales de compuestos binarios:
·
Los
compuestos iónicos binarios, donde se incluyen las sales binarias, los óxidos
metálicos (anhídridos
básicos) y los hidruros metálicos.
·
Los
compuestos covalentes binarios, donde se incluye los óxidos de no metal (anhídridos ácidos) y los halogenuros
de no metal.
Compuestos
binarios tipo 1
Se
forman por un metal y un no metal; se conocen como sales. En este tipo de
compuesto se tiene un catión monoatómico y un anión monoatómico. Los compuestos
principales de este tipo son los óxidos, los hidruros, los halogenuros, los
sulfuros, los peróxidos, los su peróxidos, los acetiluros, los nitruros, los
selenuros y las azidas, estos pertenecen a elementos metálicos del grupo 1 y 2
o de elementos que forman un solo catión.
Reglas
del compuesto binario I
1.
Los cationes siempre toman el
nombre del elemento que los formó.
2.
El nombre de los aniones se
compone con la primera parte del nombre del elemento que los forma, mas el
sufijo –uro.
3.
Se escribe primero el nombre del
anión, luego la preposición “de” y al final el nombre del catión.
Compuestos
binarios tipo II
También
se componen por dos elementos, un metal y un no metal; sin embargo, en éstas el
metal generador del catión puede formar cationes metálicos con diferentes
valores de carga positiva. De esta forma estos compuestos son aquellos que
contienen un anión monoatómico y un catión monoatómico cuyo elemento metálico
puede formar más de un tipo de catión. En este grupo se incluyen todas las sales formadas por un elemento
metálico y uno no metálico. Al igual que en los compuestos binario tipo I
encontraremos óxidos, hidruros, peróxidos, su peróxidos, halogenuros, sulfuros,
disulfuros, acetiluros, nitruros, selenuros y azidas.
Nomenclatura
de las sales binarias
Para
nombrar las sales binarias, se nombra primero el elemento no metálico añadiendo
la terminación –uro, seguido por el elemento
metálico.
Por
ejemplo, el sodio (Na) se combina con el flúor (F) para formar fluoruro de
sodio (NaF).
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