Química Inorgánica
La historia de la química está ligada al desarrollo del hombre y el estudio de
la naturaleza, ya que abarca desde todas las transformaciones de materias y las
teorías correspondientes. A menudo la historia de la química se relaciona
íntimamente con la historia de los químicos y -según la nacionalidad o
tendencia política del autor- resalta en mayor o menor medida los logros hechos
en un determinado campo o por una determinada nación.
La ciencia química surge antes del siglo XVII a partir de los estudios de
alquimia populares entre muchos de los científicos de la época. Se considera
que los principios básicos de la química se recogen por primera vez en la obra
del científico británico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). La química
como tal comienza sus andares un siglo más tarde con los trabajos de Antoine
Lavoisier que en conjunto con Carl Wilhelm Scheele descubrieron el oxígeno,
Lavoisier a su vez propuso la ley de conservación de masa y la refutación de la
teoría del flogisto como teoría de la combustión.
La química inorgánica se encarga del estudio integrado de la formación,
composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos
inorgánicos (por ejemplo, ácido sulfúrico o carbonato cálcico); es decir, los
que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la
química orgánica.
Antiguamente se definía como la química de la materia inorgánica, pero quedó
obsoleta al desecharse la hipótesis de la fuerza vital, característica que se
suponía propia de la materia viva que no podía sercreada y permitía la creación
de las moléculas orgánicas. Se suele clasificar los compuestos inorgánicos
según su función en ácidos, bases, óxidos y sales, y los óxidos se les suele
dividir en óxidos metálicos (óxidos básicos o anhídridos básicos) y óxidos no
metálicos (óxidos ácidos o anhídridos ácidos).
El término función se les da por que los miembros de cada grupo actúan de
manera semejante.
El término anhídrido básico se refiere a que cuando un óxido metálico reacciona
con agua generalmente forma una base, mientras que los anhídridos ácidos
generalmente reaccionan con agua formando un ácido.
Al ver una fórmula, generalmente lo podemos ubicar en uno de estos grupos.
* Los óxidos son compuestos binarios que se forman al combinar un elemento con
oxígeno, pueden ser básicos o ácidos.
* Los hidruros son compuestos binarios que se obtienen al combinar un metal con
hidrógeno, aunque hay hidruros que se consiguen al combinar un no metal con
hidrógeno.
* Los ácidos hidrácidos son compuestos binarios que se obtienen al mezclar
flúor, cloro, bromo, yodo, azufre, selenio o teluro con hidrógeno, cuando en
ellos se sustituye el hidrógeno por un metal se consiguen sales de ácidos
hidrácidos.
* Los hidróxidos se consiguen al mezclar un metal con el grupo hidroxilo (OH).
* Los ácidos oxácidos son compuestos ternarios integrados por un no metal con
oxígeno e hidrógeno, si en ellos se sustituye el hidrógeno por un metal,
obtendremos sales de ácidos oxácidos.
* Los peróxidos disponen del grupo PEROXO, y, por tanto, cuentan con más
oxígeno del que lescorrespondería por la valencia de este elemento Cómo
excepción tenemos que él ion amonio (NH4+) puede hacer la función de un metal
en las sales, y también se encuentra en las disoluciones de amoníaco en agua,
ya que no existe el compuesto hidróxido amónico, NH4OH
El nombre tiene su origen en la época en la que todos los compuestos del
carbono se obtenían de seres vivos; de ahí la química del carbono se denomina
química orgánica. La química de compuestos sin carbono, fue, por ende, llamada
química inorgánica. Actualmente, se obtienen compuestos orgánicos en el
laboratorio, de forma que la separación es artificial. Algunas de las
sustancias con carbono que entran en el campo de la química inorgánica
incluyen:
* grafito, diamante (fulereno y nanotubos se consideran más bien orgánicos)
* carbonatos y bicarbonatos
* carburo
La Química Inorgánica estudia una clase numerosa de moléculas que contienen
carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno,
también conocidos como compuestos orgánicos. Friedrich Kekulé y Archibald Scott
Couper son conocidos como los 'padres' de la química_orgánica.
La gran cantidad que existe de compuestos orgánicos tiene su explicación en las
características del átomo de carbono, que tiene cuatro electrones en su capa de
valencia: según la regla del octeto necesita ocho para completarla, por lo que
forma cuatro enlaces (valencia = 4) con otros átomos formando un tetradrón, una
pirámide de base triangular.
En la formulación de la química inorgánica es fundamental el conocimiento de la
valencia de los elementos: elnúmero, positivo o negativo, que muestra la
cantidad de electrones que un átomo gana, pierde o comparte con otros. Este
número es el indicador de la capacidad de un átomo para combinarse con otros
elementos y formar compuestos.
Valencias en la química inorgánica
VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS MÁS IMPORTANTES DEL SISTEMA PERIÓDICO.
2.1. METALES.
VALENCIA 1 | VALENCIA 2 | VALENCIA 3 |
LitioSodioPotasioRubidioCesioFrancioPlata | LiNaKRbCsFrAg |
BerilioMagnesioCalcioEstroncioZincCadmioBarioRadio | BeMgCaSrZnCdBaRa |
Aluminio | Al |
VALENCIAS 1, 2 | | VALENCIAS 1, 3 | | VALENCIAS 2, 3 | |
CobreMercurio | CuHg | OroTalio | AuTl | NíquelCobaltoHierro | NiCoFe |
VALENCIAS 2, 4 | | VALENCIAS 2, 3, 6 | | VALENCIAS 2, 3, 4, 6, 7
| |
PlatinoPlomoEstaño | PtPbSn | Cromo | Cr | Manganeso | Mn |
|
2.2. NO METALES.
VALENCIA -1 | VALENCIAS +/- 1, 3, 5, 7 | VALENCIA -2 |
Flúor | F | CloroBromoYodo | ClBrI | Oxígeno | O |
VALENCIAS +/-2, 4, 6 | VALENCIAS 2, +/- 3, 4, 5 | VALENCIAS +/- 3, 5 |
AzufreSelenioTeluro | SSeTe | Nitrógeno | N | FósforoArsénicoAntimonio | PAsSb
|
VALENCIAS +/-2, 4 | | VALENCIA 4 | | VALENCIA 3 | |
Carbono | C | Silicio | Si | Boro | B |
2.3. HIDRÓGENO.
VALENCIA +/-1 | |
Hidrógeno | H |
Nomenclatura y Formulacion en la química inorgánica
NOMENCLATURAS.
Para nombrar los compuestos químicos inorgánicos se siguen las normas de la
IUPAC (unión internacional de química pura y aplicada). Se aceptan tres tipos
de nomenclaturas para los compuestos inorgánicos, lasistemática, la
nomenclatura de stock y la nomenclatura tradicional.
3.1. NOMENCLATURA SISTEMÁTICA.
Para nombrar compuestos químicos según esta nomenclatura se utilizan los
prefijos: MONO_, DI_, TRI_, TETRA_, PENTA_, HEXA_, HEPTA_
Cl2O3 Trióxido de dicloro
I2O Monóxido de diodo
3.2. NOMENCLATURA DE STOCK.
En este tipo de nomenclatura, cuando el elemento que forma el compuesto tiene
más de una valencia, ésta se indica al final, en números romanos y entre
paréntesis:
Fe(OH)2 Hidróxido de hierro (II)
Fe(OH)3 Hidróxido de hierro (III)
3.3. NOMENCLATURA TRADICIONAL.
En esta nomenclatura para poder distinguir con qué valencia funcionan los
elementos en ese compuesto se utilizan una serie de prefijos y sufijos:
| | | | | | |
| | 3 valencias | 4 valencias | Hipo_
_oso | Valencia menor Valencia mayor |
| 2 valencias | _oso
1 valencia _ico
| | Per_ _ico
ÓXIDOS.
Son compuestos binarios formados por la combinación de un elemento y oxígeno.
Hay dos clases de óxidos que son los óxidos básicos y los óxidos ácidos
(anhídridos).
4.1. ÓXIDOS BÁSICOS.
Son compuestos binarios formados por la combinación de un metal y el oxígeno.
Su fórmula general es:
M2OX
Donde M es un metal y X la valencia del metal (el 2 corresponde a la valencia
del oxígeno).
LAS VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS SE INTERCAMBIAN ENTRE ELLOS Y SE PONEN COMO
SUBÍNDICES. (Si la valencia es par se simplifica).
Valencia | Fórmula | N. sistemática | N.stock(la más frecuente) | N.
tradicional |
1 | Na2O | Monóxido de disodio | Óxido de sodio | Óxido sódico |
2 | Ca2O2 = CaO | Monóxido de calcio | Óxido de calcio | Óxido cálcico |
| Fe2O2 = FeO | Monóxido de hierro | Óxido de hierro (II) | Óxido ferroso |
3 | Fe2O3 | Trióxido de dihierro | Óxido de hierro (III) | Óxido férrico |
4 | Pb2O4 = PbO2 | Dióxido de plomo | Óxido de plomo (IV) | Óxido plúmbico |
4.2. ÓXIDOS ÁCIDOS O ANHÍDRIDOS.
Son compuestos binarios formados por un no metal y oxígeno. Su fórmula general
es:
N2OX
Donde N es un no metal y la X la valencia del no metal (el 2 corresponde a la
valencia del oxígeno).
LAS VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS SE INTERCAMBIAN ENTRE ELLOS Y SE PONEN COMO
SUBÍNDICES. (Si la valencia es par se simplifica).
Valencia | Fórmula | N. sistemática(la más frecuente) | N. stock | N.
tradicional |
1 | F2O | Monóxido de diflúor | Óxido de flúor | Anhídrido
hipofluoroso (excepción a la norma general de prefijos y sufijos) |
| Cl2O | Monóxido de dicloro | Óxido de cloro (I) | Anhídrido hipocloroso) |
2 | SO | Monóxido de azufre | Óxido de azufre (II) | Anhídrido hiposulfuroso |
3 | I2O3 | Trióxido de diodo | Óxido de Iodo (III) | Anhídrido sulfuroso |
4 | SeO2 | Dióxido de Selenio | Óxido de selenio (IV) | Anhídrido selenioso |
5 | Br2O5 | Pentaóxido de dibromo | Óxido de bromo (V) | Anhídrido brómico |
6 | S2O3 | Trióxido de azufre | Óxido de azufre (VI) | Anhídrido sulfúrico |
7 | I2O7 | Heptaóxido de diodo | Óxido de Yodo (VII) | Anhídrido periódico |
. HIDRUROS.
Soncompuestos binarios formados por un metal e Hidrógeno. Su fórmula general
es:
MHX
Donde M es un metal y la X la valencia del metal.
EL HIDRÓGENO SIEMPRE TIENE VALENCIA 1.
Valencia | Fórmula | N. sistemática | N. stock(la más frecuente) | N.
tradicional |
1 | NaH | Monohidruro de sodio | Hidruro de sodio | Hidruro sódico |
2 | FeH2 | Dihidruro de hierro | Hidruro de hierro (II) | Hidruro ferroso |
3 | FeH3 | Trihidruro de hierro | Hidruro de hierro (III) | Hidruro férrico |
4 | SnH4 | Tetrahidruro de estaño | Hidruro estaño (IV) | Hidruro estánnico |
HIDRUROS DE NO METALES.
Hay no metales como el nitrógeno, fósforo, arsénico antimonio, carbono, silicio
y boro que forman compuestos con el hidrógeno y que reciben nombres especiales.
Nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y el boro funcionan con la valencia 3
mientras que el carbono y el silicio lo hacen con valencia 4.
Valencia | Fórmula | N. tradicional(la más usada) | N. sistemática |
3 | NH3 | Amoniaco | Trihidruro de nitrógeno |
3 | PH3 | Fosfina | Trihidruro de fósforo |
3 | AsH3 | Arsina | Trihidruro de arsénico |
3 | BH3 | Borano | Trihidruro de boro |
3 | SbH3 | Estibina | Trihidruro de antimonio |
| | | |
4 | CH4 | Metano | Tetrahidruro de carbono |
4 | SiH4 | Silano | Tetrahidruro de boro |
ÁCIDOS HIDRÁCIDOS.
Son compuestos binarios formados por un no metal e hidrógeno. Los no metales
que forman estos ácidos son los siguientes:
* ï‚· Fluor, cloro, bromo, yodo
(todos ellos funcionan con la valencia 1)
* ï‚· Azufre, selenio,teluro
(funcionan con la valencia 2).
Su fórmula general es:
HxN
Donde N es el no metal y la X la valencia del no metal. (El hidrógeno funciona
con valencia 1).
Valencia | Fórmula* | N. tradicional *(cuando está en disolución) | N.
tradicional * (cuando está en estado puro) |
1 | HF | Ácido fluorhídrico | Fluoruro de hidrógeno |
1 | HCl | Ácido clorhídrico | Cloruro de hidrógeno |
1 | HBr | | |
1 | HI | | |
2 | H2S | Ácido sulfhídrico | Sulfuro de hidrógeno |
2 | | | Seleniuro de hidrógeno |
2 | | Ácido telurhídrico | |
HIDRÓXIDOS.
Son compuestos formados por un metal y el grupo hidroxilo (OH). Su fórmula
general es:
M(OH)X
Donde M es un metal y la X la valencia del metal
EL GRUPO -OH SIEMPRE TIENE VALENCIA 1.
Valencia | Fórmula | N. sistemática | N. stock(la más frecuente) | N.
tradicional |
1 | NaOH | Hidróxido de sodio | Hidróxido de sodio | Hidróxido sódico. |
2 | Ca(OH)2 | Dihidróxido de calcio | Hidróxido de calcio | Hidróxido cálcico |
2 | Ni (OH)2 | Dihidróxido de níquel | Hidróxido de níquel (II) | Hidróxido
niqueloso |
3 | Al(OH)3 | Trihidróxido de aluminio | Hidróxido de aluminio | Hidróxido
alumínico |
4 | Pb(OH)4 | Tetrahidróxido de plomo | Hidróxido de plomo (IV) | Hidróxido
plúmbico |
ÁCIDOS OXÁCIDOS.
Son compuestos ternarios formados por un no metal, oxígeno e hidrógeno. Se
obtienen a partir del óxido ácido o anhídrido correspondiente sumándole una
molécula de agua (H2O).
Su fórmula general es:
H2O + N2Ox = HaNbOc
Donde H es el hidrógeno, N el no metaly O el oxígeno.
Valencia | Fórmula | N. tradicional |
1 | F2O + H2O = H2F2O2 = HFO | Ácido hipofluoroso |
2 | SO + H2O = H2SO2 | Ácido hiposulfuroso |
3 | Cl2O3 + H2O = H2Cl2O4 = HClO2 | Ácido cloroso |
4 | S2O + H2O = H2SO3 | Ácido sulfuroso |
5 | Cl2O5 + H2O = H2Cl2O6 = HClO3 | Ácido clórico |
6 | SO3 + H2O = H2SO4 | Ácido sulfúrico |
7 | Cl2O7 + H2O = H2Cl2O8 = HClO4 | Ácido perclórico |
* Si a los óxidos correspondientes se les suma una molécula de agua tenemos los
ácidos META:
Valencia | Fórmula | N. tradicional |
3 | P2O3 + H2O = HPO2 | Ácido metafosforoso |
5 | P2O5 +H2O = HPO3 | Ácido metafosfórico |
* ï‚· Si se les unen dos moléculas de
agua se obtienen los ácidos PIRO:
Valencia | Fórmula | N. tradicional |
3 | P2O3 + 2H2O = H4P2O5 | Ácido pirofosforoso |
5 | P2O5 +2H2O = H4P2O7 | Ácido pirofosforico |
* ï‚· El fósforo, arsénico y
antimonio forman los ácidos ORTO cuando se les suman 3 moléculas de agua a los
óxidos correspondientes.
Valencia | Fórmula | N. tradicional |
3 | P2O3 + 3H2O = H6P2O6 = H3PO3 | Ácido ortofosforoso (A. Fosforoso) |
5 | P2O5 +3H2O = H6P2O8 = H3PO4 | Ácido ortofosfórico (A. Fosfórico) |
*Hay algunos metales que también forman ácidos, como el cromo y el manganeso:
Valencia | Fórmula | N. tradicional |
6 | CrO3 + H2O = H2CrO4 | Ácido crómico |
6 | * Cr2O6 +H2O = H2Cr2O7 | Ácido dicrómico |
Valencia | Fórmula | N. tradicional |
6 | MnO3 + H2O = H2MnO4 | Ácido mangánico |
7 | Mn2O7 + H2O = H2Mn2O8 = HMnO4 | Ácido permangánico |