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NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN 3º de ESO
Introducción 1 Historia de la tabla periódica. Desde la antigüedad los humanos nos hemos preguntado de qué están hechas las cosas. Los pioneros en resolver esta pregunta fueron los griegos, los cuales propusieron la existencia de cuatro elementos fundamentales (fuego, agua, tierra y aires).
Poco a poco se fueron añadiendo elementos: -
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Aristóteles añadió un quinto elemento, el éter o quintaesencia, que formaba las estrellas. Con las conquistas de Alejandro Magno, se propagaron las ideas de Aristóteles junto a los conocimientos de los artesanos de los pueblos conquistados. Así pues, cuando fundían ciertas piedras con carbón, las piedras se convertían en metales (al calentar arena con caliza se forma vidrio). Se descubre el oro, mercurio, zinc…
En el SXVII, Robert Boyle intentó ordenar todas estas sustancias y para ello definió a los elementos químicos como aquellas sustancias que no podían ser descompuestas en otras más simples. A principios del SXIX, Dalton planteo su teoría atómica según la cual, los átomos de un elemento químico son las partículas más pequeñas para identificar una sustancia. Está propuesta fue apoyada por Mendeleiev cuando en 1869 propuso la ley de la periocidad “las propiedades de los elementos son función periódica de sus pesos atómicos” “relación entre elemento y átomos”. En el SXX, se descubrió que los átomos estaban compuestos por una serie de partículas que son los electrones (varible) y el núcleo (estable). El núcleo se asocia al número atómico Z, que se define como el número de protones presentes en el núcleo. Por tanto, un elemento químico es una sustancia formada por átomos cuyo núcleo contiene el mismo número protones, átomos que presentan el mismo número atómico. Moseley (1887.1915) propuso ordenar los elementos según los valores crecientes de su número atómico, así la posición de la tabla queda
relacionada con su estructura atómica y a su vez con las propiedades de los elementos. La tabla periódica está formada por 7 filas horizontales denominadas periodos y 18 columnas verticales denominadas grupos. -
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Los elementos se ordenan por orden creciente de su número atómico Z. Los elementos de un grupo tienen propiedades química similares, relacionadas con el número de oxidación. Los elementos se dividen por grupos, los grupos principales (1,2, y 1318) y los metales de transición (3-12). Metales: G1, G2, G13 (Al, Ga, In, Tl), G14 (Sn y Pb) y G15 (Bi). Metaloides: G13 (B), G14 (Si y Ge), G15 (As y Sb) y G16 (Te y Po). No metales: G14 (C), G15 (N y P), G16 (O, S y Se) y G17 (F, Cl, Br, I y At). Los gases nobles, son muy estables no se combinan con otros átomos. Todos ellos poseen 8 electrones en su última capa de valencia. Imagen Cada elemento de la tabla periódica se sitúa en una casilla donde se indica en número atómico Z, el símbolo, la masa atómica (uma) y el nombre.
Actividad: Elaborar una la tabla periódica. 11
Na
23,01 Sodio 3s1 Siendo 23 la masa atómica, 11 el número atómico y 3s1 la configuración electrónica de la último nivel de energía. Video Meet elements. https://www.youtube.com/watch?v=Uy0m7jnyv6U
1.1 Algunas propiedades de los elementos químicos Electronegatividad de un átomo, es el poder de un átomo para atraer electrones. Aumenta de abajo-arriba en un grupo e izquierda a derecha en una serie. Valencia de un átomo, es el número de electrones que tiene un átomo en su último nivel de energía. Número de oxidación o estado de oxidación de un átomo. Se refiere al número de electrones ganados o cedidos por un átomo para formar un enlace. Puede ser un número positivo o negativo.
Tabla de estados de oxidación de los elementos químicos. Grupos
Elementos Litio (Li) Sodio (Na) Potasio (K) G1(Li, Na, K, Rb, Cs y Fr) Rubidio (Rb) Cesio (Cs) Francio (Fr) Berilio (Be) Magnesio (Mg) Calcio (Ca) G2 (Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra) Estroncio (Sr) Bario (Ba) Radio (Ra) G8 Fe Hierro (Fe) G9 Co Cobalto (Co) Níquel (Ni) G10 (Ni, Pd, Pt) Paladio (Pd) Platino (Pt) Cobre (Cu) G11 (Cu, Ag, Au) Plata (Ag) Oro (Au) Zinc (Zn) G12 (Zn, Cd, Hg) Cadmio (Cd) Mercurio (Hg) Boro (B) Aluminio (Al) G13 (B, Al, Ga, In y Tl) Galio (Ga) Indio (In) Talio (Tl) Carbono (C) Silicio (Si) G14 (C, Si, Ge, Sn y Pb) Germanio (Ge) Estaño (Sn) Plomo (Pb) Nitrógeno (N) Fósforo (P) G15 (N, P, As, Sb y Bi) Ársénico (As) Antimonio (Sb) Bismuto (Bi) Oxígeno (O) Azufre (S) G16 (O, S, Se, Te y Po) Selenio (Se) Teluro (Te) Polonio (Po) Flúor (F) Cloro (Cl) G17 (F, Cl, Br, I y As) Bromo (Br) Iodo (I) Astato (As)
Estado de oxidación +1 +1 +1 +1 +1 +1 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2, +3 +2, +3 +2. +3 +2, +4 +2, +4 +1, +2 +1 +1,+2 +2 +2 +1,+2 +3, -3 +3 +4 +3 +1, +3 +2, +4, -4 +4 +2, +4 +2, +4 +2, +4 +1, +2, +3, +4, +5, -3 +3, +5, -3 +3, +5, -3 +3, +5, -3 +3, +5 -2 +2, +4, +6, -2 +2, +4, +6, -2 +2, +4, +6, -2 -+2, +4, +6, -2 -1 +1, +3, +5, +7, -1 +1, +3, +5, +7, -1 +1, +3, +5, +7, -1 +1, +3, +5, +7, -1
2 Nomenclatura y formulación. ¿Qué es la formulación y la nomenclatura? -
La formulación es una representación de los elementos que forman los compuestos y su proporción. Ejemplo H2O, CO2, O3. La nomenclatura es un conjunto de reglas que se definen para nombrar los compuestos químicos.
Estas normas son establecidas por un organismo (IUPAC) (unión internacional de química pura y aplicada). (Digamos que es un lenguaje universal para que los científicos se entiendan entre sí) Existen tres tipos de nomenclatura:
2.1 Nomenclatura tradicional. Se nombra el elemento químico junto a una serie de prefijos (per-, hipo- ) y sufijos (-ico, -oso). Estos sufijos y prefijos determinan el estado de oxidación del elemento. Por lo tanto, este método se encuentra relacionado con el número de oxidación de cada compuesto. Menor número de oxidación. Hipo-….-oso _oso _ico Per__ico Mayor número de oxidación Esta nomenclatura utiliza las raíces de los nombres latinos de los elementos. Fe – Ferr-
N - Nitr-
S - Sulfur
Au – Aur-
Pb – Plumb- Sn – Estann-
Ag – ArgentCu – Cupr-.
El hierro posee dos estado de oxidación (+2 y +3).( _oso y _ico).
FeO_ óxido ferroso No se escribe hierroso o hierrico. Fe2O3_ óxido férrico
2.2 Nomenclatura de Stock. Se nombra el tipo de compuesto seguido (de) nombre del elemento (hierro) y entre paréntesis el número de oxidación del elemento. FeO óxido de hierro (II) Fe2O3 óxido de hierro (III) Advertencia. Si el elemento solo posee un número oxidación no es necesario indicar su estado de oxidación entre paréntesis. Por ejemplo Na (+1) Na 2O óxido de sodio.
2.3. Nomenclatura sistemática. Se utiliza un prefijo numérico 1 Mono-_, 2 Di-_, 3 Tri_, 4 Tretra_, 5 Penta_, 6 Hexa_, 7 Hepta_ Seguido del nombre del elemento químico. FeO (Monóxido de hierro) u óxido de hierro. Fe2O3 Trióxido de dihierro.
2.4 Formulación. Reglas para formular a) Se escribe en primer lugar el símbolo del elemento electronegativo (metal) seguido del más electronegativo.
menos
Calcio (Ca, metal), elemento ubicado en la derecha de la tabla periódica (menos electronegativo). Flúor (F, no metal), elemento ubicado en la izquierda en la tabla periódica (+ electronegativo).
CaF (Elemento menos electronegativo)_(Elemento + electronegativo) b) Se piensa en los números de oxidación de cada elemento de la fórmula.
Ca (+2) y F (-1) c) Se intercambian los estados de oxidación.
Ca (+2) F (-1) se cruzan Ca (+2) F (-1)
El resultado Ca1F2 d) Si el estado de oxidación es un 1 o -1, no se escribe dicho número en la fórmula. Si los subíndices son los dos pares se simplifica siempre.
Ca1F2 e) La suma de los números de oxidación de los átomos que constituyen un compuesto, multiplicados por los correspondientes subíndices, es cero.
CaF2 Ca +2, F -1. Luego: 1 x e.o.Ca + 2 e.o F = 0; 1 x (+2) + 2 (-1) = +2-2= 0
f) Si los subíndices son los dos pares se simplifica siempre. Por ejemplo:
Sn2O4
SnO2
Se dividen entre dos ambos subíndices. g) En un elemento aislado, sus átomos tiene un e.o. 0. Cu, Fe. h) El número de oxidación del hidrógeno es (+1) cuando se combina con elementos no metálicos y (–1) cuando se combina con elementos metálicos. i) El número de oxidación del O es (-2) (salvo en ciertos casos como por ejemplo los peróxidos H2O2 agua oxigenada).
Tabla general de compuestos Básicos Òxidos Ácidos Metálicos Binarios Hidruros
Tipos de compuestos
No metálicos
Sales binarias Hidróxidos
Ternarios
Ácidos Oxoácidos
Oxisales neutras
Metal + Oxígeno (CaO, Cu2O…) No metal + Oxígeno (Cl2O3, SO2…) Metal + Hidrógeno (LiH, CaH2…) No metal + Hidrógeno (CH4, NH3…) Hidrógeno + No metal (HF, H2O…) Metal + No metal (CaF2, FeCl3…) Metal + Oxígeno Hidrógeno. (CaOH2, LiOH…) Hidrógeno + Metal + Oxígeno (H2SO4, HNO2…) Metal + No metal + Oxígeno (CaSO4, Na2CO3…)
PÁGINAS WEBS 1)http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/EDAD _3eso_nomenclatura__y_formulacion/3quincena8/3q8_index.htm 2) http://www.formulacionquimica.com 3)http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/Formulacion/Inorga nica/Portada.htm 4)http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/proyecto s2003/quimica/quim_ino.html 5) http://www.latizavirtual.org/quimica/quim_ino.html