F ormulacióN 3º y 4º eso. Por Miguel Sarabia del Castillo extra 1: introducción a la formulacióN






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FORMULACIÓN

3º y 4º ESO.



Por Miguel Sarabia del Castillo


EXTRA 1: INTRODUCCIÓN A LA FORMULACIÓN





  • Las valencias positivas son típicas de lo metales (que tienden a perder electrones) las valencias negativas son típicas en los No Metales (que tienden a ganar electrones). Aún con todo, todos los No metales y Metaloides –excepto el Yodo- tienen valencias positivas.

  • En una fórmula el elemento con valencia positiva se coloca delante de la fórmula y el de negativa, detrás. Ej: Val. +FeH2Val. –

  • En unos pocos casos la fórmula no sigue las reglas anteriores.

  • Para que una fórmula este bien es indispensable que tenga tantas cargas negativas como positivas. Ej: Fe con valencia 3+ , con hidrógeno de valencia 1-  Fe1 (+3 x 1) H3(-1 x 3) Fe1(+3)H3(-3) Se suman las cargas y como resultado de carga obtenemos 0, la fórmula es correcta.

HIDRUROS



H + otros elementos

El Hidrógeno usa 1+

Con No metales


Ácidos Hidrácidos: Grupos 6A (2-) y 7A (1-)

En estado gaseoso: elemento-uro de hidrógeno

En estado líquido: Ácido raíz del elemento-hídrico

Fórmula

En Estado Gaseoso

En Estado Líquido

Grupo 6A : O, S, Se, Te Con valencia 2-


H2O

Agua

H2S

Sulfuro de Hidrógeno

Ácido Sulfhídrico

H2Se

Seleniuro de Hidrógeno

Ácido Selenhídrico

H2Te

Telururo de Hidrógeno

Ácido Telurhídrico

Grupo 7A : F, Cl, Br, I Con valencia 1-

HF

Fluoruro de Hidrógeno

Ácido Fluorhídrico

HCl

Cloruro de Hidrógeno

Ácido Clorhídrico

HBr

Bromuro de Hidrógeno

Ácido Bromhídrico

HI

Yoduro de Hidrógeno

Ácido Yodhídrico


Grupos 4A (4-) y 5A (3-)


Grupo 4A : C, Si, Con valencia 4-

Grupo 5A : N, P, Ar, Sb Con valencia 3-

Fórmula

Nombre

Fórmula

Nombre

CH4

Metano

NH3

Amoníaco

SiH4

Silano

PH3

Fosfina




AsH3

Arsina

SbH3

Estibina

Con Metales



Metal + H

Hidrógeno usa 1-
Tradicional: Hidruro + elemento con los sufijos

Ej: FeH3: Hidruro férrico
Sistemática (IUPAC): prefijo de cantidad Hidruro + prefijo de cantidad-elemento

Ej: FeH3: Trihidruro de monohierro
Stock (IUPAC): Hidruro + Elemento entre paréntesis valencia del elemento en números romanos. Sólo se utiliza cuando hay más de dos valencias

Ej: FeH3: Hidruro de Hierro (III)
Sufijos de Tradicional:

  • Con dos valencias: -ico para la mayor; -oso para la menor

  • Con tres valencias: hipo- elemento- oso para la menor: -oso para la 2ª; -ico para la mayor

  • Con cuatro valencias: hipo- elemento- oso para la menor: -oso para la 2ª; -ico para la 3ª; per - elemento - ico para la mayor


Ejs:CrH2: Hidruro hipocromoso

CrH3: Hidruro cromoso

CrH6: Hidruro crómico
Prefijos de Sistemática (IUPAC)
mono- para cuando hay “un átomo” de elemento

di- para cuando hay “dos átomos “ de elemento

tri- para cuando hay “tres átomos “ de elemento

tetra- para cuando hay “cuatro átomos” de elemento

penta- para cuando hay “cinco átomos “ de elemento
Así sucesivamente (hexa-; hepta- ; octo- ; ...)
Ejs:CrH2: Dihidruro de cromo

CrH3: Trihidruro de cromo

CrH6: Tetrahidruro de cromo

ÓXIDOS

Con Metales


Metal + O

Oxígeno usa 2-
Se formulan igual que los Hidruros y mantienen las nomenclaturas Tradicional, Sistemática y Stock.
A continuación hay varios ejemplos.


Fórmula

Tradicional

Sistemática (IUPAC)

Stock (IUPAC)

Al2O3

Óxido de aluminio

Trióxido de dialumimio




PtO2

Óxido platínico

Dióxido de platino

Óxido de platino (IV)

HgO

Óxido mercúrico

Monóxido de mercurio

Óxido de mercurio (II)

Li2O

Óxido de litio

Monóxido de dilitio




CaO

Óxido de calcio

Monóxido de calcio




Au2O3

Óxido aúrico

Trióxido de dioro

Óxido de oro (III)

Fe2O3

Óxido férrico

Trióxido de dihierro

Óxido de hierro (III)

FeO

Óxido ferroso

Monóxido de hierro

Óxido de hierro (II)


Con No Metales (Anhídridos)


No metal + O

No metal con valencia positiva y oxígeno con 2-
Se formula igual que con un metal, pero en la nomenclatura Tradicional se les llama anhídridos en vez de óxidos.
Ahora veremos los óxidos del cloro:


Fórmula

Tradicional

Sistemática (IUPAC)

Stock (IUPAC)

Cl2O

Anhídrido hipocloroso

Monóxido de dicloro

Óxido de cloro (I)

Cl2O3

Anhídrido cloroso

Trióxido de dicloro

Óxido de cloro (III)

Cl2O5

Anhídrido clórico

Pentaóxido de dicloro

Óxido de cloro (V)

Cl2O7

Anhídrido perclórico

Heptaóxido de dicloro

Óxido de cloro (VII)



EXTRA 2: CUIDADO CON EL NITRÓGENO Y EL MANGANESO



Si te fijas tanto el Nitrógeno como el Manganeso tienen 5 valencias positivas, como no siguen ninguna norma en concreto para la nomenclatura tradicional, no es necesario que te los aprendas de memoria. Con estos compuestos, simplemente no los nombres con la nomenclatura Tradicional. Así que cuidado con el Nitrógeno y el Manganeso.

HIDRÓXIDOS


Metal + (OH)(grupo Hidróxilo)

(OH) usa 1-

Se fórmula siguiendo las nomenclaturas Tradicional, Sistemática y Stock.

Un truco para formular los hidróxidos es ver el grupo hidróxilo como un elemento.
Cuando hay más de dos grupos (OH)el grupo se coloca entre paréntesis y el subíndice fuera.
Veamos unos ejemplos:


Fórmula

Tradicional

Sistemática (IUPAC)

Stock (IUPAC)

LiOH

Hidróxido de litio

Monohidróxido de litio




Fe(OH)2

Hidróxido ferroso

Dihidróxido de hierro

Hidróxido de hierro (II)

CuOH

Hidróxido cuproso

Monohidróxido de cobre

Hidróxido de cobre (I)

Co(OH)3

Hidróxido cobáltico

Trihidróxido de cobalto

Hidróxido de cobalto (III)



SALES BINARIAS


Metal + No Metal

No Metal con valencia negativa; Metal con valencia positiva
Para todas las nomenclaturas: No metal-uro + Metal

Teniendo en cuenta esto, siguen las reglas de las nomenclaturas
Ejemplos:


Fórmula

Tradicional

Sistemática (IUPAC)

Stock (IUPAC)

FeCl3

Cloruro férrico

Tricloruro de hierro

Cloruro de hierro (III)

LiF

Fluoruro de litio

Monofluoruro de litio




Al2Se3

Seleniuro de aluminio

Triseleniuro de dialuminio




PbBr4

Bromuro de plúmbico

Tetrabromuro de plomo

Bromuro de plomo (IV)


ÁCIDOS OXÁCIDOS


H + No metal + O
Hidrógeno con 1+;No metal con valencia positiva; Oxígeno con 2-

El Cromo (Cr) y el Manganeso (Mn) pueden también formar ácidos
Se hacen de la siguiente forma:
Si el elemento a combinar tiene valencia par, hay dos hidrógenos.

Si el elemento a combinar tiene valencia impar, hay un hidrógeno.
Se suman las valencias positivas y se dividen entre 2 (valencia del oxígeno), el número resultante es el número de oxígenos.

Ejs: Cloro (Cl) con valencia +1 (valencia impar 1 Hidrógeno) 

H1 (1 x1= 1)Cl1 (1 x 1 = 1) (H + Cl = 2)  2 entre 2 igual a 1, entonces hay un oxígeno

H1(+1 x1 =1)Cl1(+1x1 =1) (H + Cl = 2)O1(-2 x 1 = -2) 2+ (-2)=0, la fórmula es correcta  HClO

Azufre (S) con valencia +6 (valencia par 2 Hidrógenos) 

H2 (1 x 2= 2)S1 (1 x 6 = 6) (H + S = 8)  8 entre 2 igual a 4, entonces hay 4 oxígenos

H1(+1 x2 =2)S1(+1x6 =6) (H + Cl = 8)O4(-2 x 4 = -8) 8+ (-8)=0, la fórmula es correcta  H2SO4
Nomenclatura tradicional: ácido + elemento (con los prefijos y sufijos de la nomenclatura tradicional) Ejs: HClO  ácido hipocloroso

H2SO4  ácido sulfúrico
Nomenclatura IUPAC:

prefijo de cantidad(refiriéndose al oxígeno)+oxo+ elemento-ato + (entre paréntesis valencia del elemento con nº romanos)+ de hidrógeno.

El prefijo mono- no se utiliza .Ejs: HClO  oxoclorato (I) de hidrógeno

H2SO4 tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno
Algunos ejemplos de ácidos oxácidos:


Fórmula

Tradicional

IUPAC

H2TeO3

Ácido teluroso

Trioxotelurato (IV) de hidrógeno

H2CO3

Ácido carbónico

Trioxocarbonato (IV) de hidrógeno

HBO2

Ácido bórico

Dioxoborato (III) de Hidrógeno

HBrO4

Ácido perbrómico

Tetraoxobromato (VII) de hidrógeno



EXTRA 3: EXCEPCIONES CON VALENCIAS EN LOS ÁCIDOS



Algunos elementos no tienen todas sus valencias en los ácidos son los siguientes:

Fórmula
Tradicional
IUPAC
Cromo (Cr) en los ácidos sólo con 6+

H2CrO4

Ácido crómico

Tetraoxocromato (VI) de hidrógeno
Manganeso en los ácidos sólo con 6+ y 7+

H2MnO4

Ácido mangánico

Tetraoxomanganato(VI) de hidrógeno

HMnO4

Ácido permangánico

Tetraoxomanganato (VII) de hidrógeno
Nitrógeno en los ácidos sólo con 1+, 3+, 5+

HNO

Ácido hiponitroso

Oxonitrato (I) de hidrógeno

HNO2

Ácido nitroso

Dioxonitrato (III) de hidrógeno

HNO3

Ácido nítrico

Trioxonitrato (V) de hidrógeno


Además el Carbono (C) y el Silicio usan sólo (Si) 4+

ÁCIDOS ORTO


Los ácidos orto se forman añadiendo a cualquier ácido agua (H2O).

Nota: teniendo en cuenta alguna excepción de los ácidos orto (Extra 4) es conveniente saber que los Ácidos Oxácidos normales se llaman meta.
También tienes que tener en cuenta que a cada ácido se le añaden un número determinado de H2O, pero como lo que interesa es aprender el mecanismo de formulación, aquí lo haremos como si a todos los ácidos se les añadiera un H2O.
Ejs: Seleccionamos un ácido cualquiera, en este caso H2SO3 (ácido sulfuroso); le sumamos agua  H2SO3 + H2O = H4SO4.

Para nombrarlos por la nomenclatura tradicional añadimos orto- al elemento, por la IUPAC no hay cambios.
Aquí está la tabla de los ejemplos:


Fórmula

Tradicional

IUPAC

H3NO3

Ácido ortonitroso

Trioxonitrato (III) de hidrógeno

H4SeO4

Ácido ortoselenioso

Tetraoxoseleniato (IV) de hidrógeno

H3BrO4

Ácido ortobrómico

Tetraoxobromato (V) de hidrógeno

H3IO5

Ácido ortoperyódico

Pentaoxoyodato (VII) de hidrógeno


Hay un truco para reconocer los ácidos orto, y es que si hay más de dos hidrógenos en el ácido, éste será un ácido orto.

EXTRA 4: EXCEPCIONES EN LOS ORTO CON LA NOMENCLATURA TRADICIONAL



Debido a que algunos ácidos orto son mucho más abundantes que los meta (“los normales”), hay excepciones; y a los ácidos orto siguientes se les quita el prefijo orto. (Estos compuestos sí existen)

Fórmula


Tradicional (excepción)

IUPAC
Con el Fósforo (P), se especifica meta y no orto

HPO3

Ácido metafosfórico

Trioxofosfato (V) de hidrógeno

H3PO4

Ácido fosfórico

Tetraoxofosfato (V) de hidrógeno

HPO2

Ácido metafosforoso

Dioxofosfato (III) de hidrógeno

H3PO3

Ácido fosforoso

Trioxofosfato (III) de hidrógeno
Con el Arsénico (As) igual que con el fósforo

HAsO3

Ácido metarsénico

Trioxoarseniato (V) de hidrógeno

H3AsO4

Ácido arsénico

Tetraoxoarseniato (V) de hidrógeno

HAsO2

Ácido metarsenioso

Dioxoarseniato (III) de hidrógeno

H3AsO3

Ácido arsenioso

Trioxoarseniato (III) de hidrógeno
Con el Silicio (Si) y el Boro (B) se especifican las dos – meta y orto-

H2SiO3

Ácido metasilícico

Trioxosilicato (IV) de hidrógeno

H4SiO4

Ácido ortosilícico

Tetraoxosilicato (IV) de hidrógeno

HBO2

Ácido metabórico

Dioxoborato (III) de hidrógeno

H3BO3

Ácido ortobórico

Trioxoborato (III) de hidrógeno

ÁCIDOS DI


Los ácidos Di se forman sumando el elemento más si mismo y restándole agua (H2O).
Ej: Seleccionamos un ácido cualquiera, en este caso H2SO4 (ácido sulfúrico); le sumamos otro sumamos H2SO4 y le restamos H2O H2SO4 + H2SO4 - H2O = H2S2O7

Para nombrarlos añadimos el prefijo di- en las dos nomenclaturas. En la nomenclatura IUPAC colocamos este interfijo entre el –oxo- y el nombre del elemento

Ejemplos:


Fórmula

Tradicional

IUPAC

H2Se2O5

Ácido diselenioso

Pentaoxodiseleniato (VI) de hidrógeno

H2S2O5

Ácido disulfuroso

Pentaoxodisulfato (IV) de hidrógeno

H2S2O7

Ácido disulfúrico

Heptaoxodisulfato (VI) de hidrógeno

H2C2O5

Ácido dicarbónico

Pentaoxodicarbonato (IV) de hidrógeno


Los ácidos di se reconocen muy fácilmente porque el elemento del medio de la fórmula está duplicado.
Nota: Presta atención con los compuestos del Extra 4, al convertirlos en ácidos Di. En estos casos no te sorprendas de ver más de dos H:


Fórmula

Tradicional

IUPAC

H4As2O5

Ácido diarsenioso

Pentaoxodiarseniato (III) de hidrógeno

H4P2O7

Ácido difosfórico

Heptaoxodifosfato (V) de hidrógeno

H4P2O5

Ácido difosforoso

Pentaoxodifosfato (III) de hidrógeno



SALES TERCIARIAS



Para hacerlas eliminamos el/los hidrógeno/s obteniendo un grupo cargado negativamente (que actuará como un elemento) que podremos combinar con un metal.

Es decir, H2SO4, sustraemos los hidrógenos, (SO4)-2 y obtenemos un grupo que podremos combinar con un metal.

Como el hidrógeno tiene valencia 1-, al grupo le faltaran tantas cargas como hidrógenos tenga el ácido.

Para combinarlo con el metal tomamos el número de cargas negativas como valencia y formulamos normalmente. Cuando hay más de dos grupos de ácidos, el grupo se coloca entre paréntesis y el subíndice fuera.

Ej: Grupo (SO4)-2 con Hierro de valencia 3+  Fe2(SO4)3
También podemos formar sales terciarias a base de ácidos orto y di.
Para nombrar las sales terciarias:

  • En la nomenclatura Tradicional: si el ácido acaba en –oso en las sales binarias utilizaremos el sufijo –ito. Ej: Fe (2) con (SO3)-2 (que viene del H2SO3, ácido sulfuroso)  FeSO3 (sulfito ferroso); si el ácido acaba en –ico en las sales binarias utilizaremos el sufijo -ato Ej: Fe (2) con (ClO3)-1 (que viene del HClO3, ácido clórico)  Fe(ClO3)2 (clorato ferroso); cuando tenemos un ácido con los prefijos hipo- y per- mantenemos estos prefijos en la sal binaria. Ej: HBrO4 (Usa valencia 7) con níquel de valencia 2  Ni(BrO4)2 (es decir, perbromato niqueloso); K2TeO3 (telurito de potasio).

  • En la nomenclatura IUPAC: mantiene las reglas normales salvo que en vez de acabar con de hidrógeno acaba con el nombre del metal más su valencia entre paréntesis. Ej: FeSO3  trioxosulfato (IV) de hierro (II).

Ejemplos





Fórmula

Tradicional

IUPAC

Al2(SO3)3

Sulfito de aluminio

Trioxosulfato (IV) de aluminio

CaSO4

Sulfato de calcio

Tetraoxosulfato (VI) de calcio

Pb(ClO)2

Hipoclorito plumboso

Oxoclorato (I) de plomo (II)

Ca3(PO3)2

Fosfito de calcio

Trioxofostato (III) de calcio

Fe2(Cr2O7)3

Dicromato férrico

Heptaoxodicromato (VI) de hierro (III)



EXTRA 5: VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS MÁS COMUNES



Grupo
Elementos del grupo

Valencias

Alcalinos

Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Rubidio (Rb) Cesio (Cs),Francio (Fr)

1+

Alcalinotérreos

Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Estroncio (Sr), Bario (Ba), Radio (Ra)

2+

Térreos

Boro (B)

3+, 3-

Aluminio (Al), Galio (Ga)

3+

Carbonoideos

Carbono (C), Silicio (Si) , Germanio (Ge)

2+, 4+, 4-

Estaño (Sn), Plomo (Pb)

2+, 4+

Nitrogenoideos

Nitrógeno (N)

1+, 2+, 3+, 4+, 5+, 3-

Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb)

3+, 5+, 3-

Anfígenos

Oxígeno (O)

2-

Azufre (S), Selenio (Se), Teluro (Te)

2+, 4+, 6+, 2-

Halógenos

Flúor (F)

1+

Cloro (Cl), Bromo (Br), Yodo (I)

1+, 3+, 5+, 7+, 1-

Otros Elementos

Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni)

2+, 3+

Cromo (Cr)

2+, 3+, 6+

Manganeso (Mn)

2+, 3+, 4+, 6+, 7+

Oro (Au)

1+, 3+

Paladio (Pd), Platino (Pt), Iridio (Ir)

2+, 4+

Hidrógeno (H)

1+, 1-

Mercurio (Hg), Cobre (Cu)

1+, 2+

Plata (Ag)

1+

Cinc (Zn), Cadmio (Cd)

2+

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