El lenguaje quimico

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El lenguaje quimico

  1. 1. El Lenguaje QuimicoEs complicado hacerse entender por otras personas si no se posee un lenguaje común através del cual poder comunicar las ideas que tenemos.Con ese mismo problema se toparon químicos como Jhon Dalton, quien al observar queexistían diferentes formas para expresarse de la misma cosa, trató de unificar losdiferentes símbolos químicos que utilizaban los científicos. El objetivo era lograr quecon una sola representación se pudiera entender a que químico se hacia referencia.Aún cuando fue John Dalton quien empezó con la unificación de los símbolos químicos,fue Jöns Berzlius quien propuso los símbolos químicos que se usan en la actualidad.Para lograr su propósito, Berzalius, tomó una o dos letras del nombre del elemento enidioma latín o alemán.Entonces, es posible encontrar algunos pocos elementos químicos con un símbolo deuna sola letra y y otros elementos químicos de tres letras. La gran mayoría de lossímbolos químicos se símbolos químicos se representan a partir de dos letras. Algunosejemplos con el calcio (Ca) y el cromo (Cr). Generalmente, vamos a encontrar que elnombre en latín está muy relacionado con el nombre del elemento químico en español,pero este no va a ser siempre el caso. Por ejemplo el hierro tiene por símbolo químico"Fe" y el sodio "Na".Si observamos con cuidado el nombre de algún elemento químico podremos observaralgunos números que lo acompañan. Estos números suelen ser muy importantes. Elsignificado de ellos son la masa atómica (A), el número atómico (Z), el numero decargas eléctricas y el número de átomos enlazados.La masa atómica (A) se refiere al número de protones más neutrones que tiene unelemento en su núcleo. Se encuentra ubicado en la parte superior izquierda del símboloquímico, 40CaEl número atómico (Z), es el número de protones que el elemento químico tiene en sunúcleo. Este número es único para cada elemento. Este número se escribe abajo y a laizquierda del símbolo del elemento químico,20Ca.El número de cargas eléctricas, es el número de cargas positivas o negativas quetienen los átomos ionizados de un elemento químico. Este número se encuentracolocado en la esquina superior derecha del elemento químico, Ca2.El número de átomos enlazados indica la cantidad de átomos que se encuentran unidosen un compuesto. Este número se coloca en la parte inferior derecha del elementoquímico, H2O.El número de átomos enlazados indica la cantidad de átomos que se encuentran unidosen un compuesto. Este número se coloca en la parte inferior derecha del elementoquímico.Aunque muchas veces se utilizan los símbolos químicos para representar elementos,con frecuencia, es necesario representar sustancias compuestas, las cuales están
  2. 2. formadas por varios elementos. A fin de representar las sustancias compuestas se utiliza una simbología denominada fórmula química. La fórmula química puede ser considerada como un resumen de las características de la composición de una sustancia. Mediante una fórmula química se puede obtener información respecto al tipo de elementos que conforman el compuesto químico, también es posible saber la relación de combinación de los elementos del compuesto químico y cual es el tipo de compuesto que se representa con la fórmula química. Existen diferentes tipos de fórmulas químicas. Estas son las siguientes: fórmula molecular, fórmula empírica y fórmulas estructurales. En el caso de la fórmula molecular se representa el número real de los átomos que forman la molécula de un compuesto dado. Por otro lado, en la fórmula empírica solo se representa el número relativo de átomos perteneciente a cada elemento que se encuentra presente en un compuesto. Un ejemplo bastante común de este tipo de fórmula es la utilizada para el azúcar, la cual tiene por fórmula molecular C6H12O6 y por fórmula empírica CH2O. En el caso de fórmula estructural se indica la unión entre los átomos de una molécula. Es una especie de representación gráfica de una molécula.Nomenclatura químicaActualmente existen tres tipos de nomenclatura: la Stock en honor al químico AlemánAlfred Stock, la nomenclatura tradicional y la establecida por la I.U.P.A.C. (UniónInternacional de Química Pura y Aplicada), llamada también funcional o sistemática, con eltiempo se espera que esta última sustituya el uso de los otros sistemas de nomenclatura.Para aplicar los sistemas de nomenclatura es importante conocer los grupos de compuestosdonde ésta será aplicada. En este tema se estudiará la nomenclatura de los compuestosinorgánicos.Compuestos inorgánicos: Los compuestos inorgánicos se agrupan en funciones químicas, lascuales se caracterizan por un átomo o grupo de átomos que siempre está presente. (Explora el Flujograma)Existen algunos convencionalismos que han sido adoptados para escribir la fórmula de lasdiferentes funciones químicas:
  3. 3. 1. Para escribir la fórmula de los óxidos, ácidosy sales se acostumbra a escribir los símbolosde los elementos de los componentes en orden,según su electronegatividad el máselectronegativo siempre va a la derecha, comoen los siguientes ejemplos donde el átomo máselectronegativo es el O2- y el Cl-: 2. Escribir a la izquierda el ión positivo o catión y a la derecha el ión negativo o anión, como se observa en el siguiente ejemplo:Los cationes corresponden a elementos metálicos, tienen un número de oxidación positivo(+) y los aniones corresponden a los no metales, con un número de oxidación negativo (-). Lacarga eléctrica aparece en la parte superior derecha del símbolo y corresponde al númerode oxidación de cada elemento. Los números de oxidación permiten escribir las fórmulasquímicas, la predicción de las propiedades de los compuestos y son de ayuda en el balanceode ecuaciones de óxido reducción.- Ejemplo de algunos cationes Cationes Nombre Símbolo Nombre SímboloHidrógeno AluminioLitio Cobre (I) o cuprosoSodio Cobre (II) o cúpricoPotasio Hierro (II) o ferrosoCalcio Hierro (III) o férricoMagnesio Plomo (II) o plumbosoCinc Plomo (IV) o plúmbico Mercurio (I) oBario mercurioso Mercurio (II) oPlata mercúricoEstroncio. Ejemplo de algunos aniones. Aniones Nombre SímboloFluoruroCloruroBromuroYoduroSulfuroOxígeno
  4. 4. Compuestos inorgánicos binarios: Los compuestos binarios contienen dos elementosdistintos y corresponden a las funciones de óxido metálico, óxido no metálico, ácidohidrácido y sal binaria. A continuación se presenta cómo se forma cada una de estasfunciones:Óxido Metálico: se forma al combinarse unmetal con el oxígeno Óxido No metálico: se forma al combinarse un no metal con el oxígenoSal Binaria: se forma al combinarse un metalcon un no metal: Ácido Hidrácido: Se forma al combinarse un a molécula de Hidrógeno con un no metal.Para nombrar los óxidos se utiliza la palabra óxido, seguida del nombre específico delmetal, por ejemplo óxido de aluminio.Cuando un elemento presenta un número de oxidación variante como por ejemplo el cobrepueden aplicarse diferentes normas como se observa en el siguiente cuadro donde seaplican los 3 sistemas de nomenclatura: Nomenclatura Compuesto Nomenclatura Stock Nomenclatura tradicional sistemática óxido de cobre (I) monóxido de dicobre óxido cuproso óxido de cobre (II) monóxido de cobre óxido cúpricoEn el sistema Stock se escribe el nombregenérico, en este caso óxido, seguido por lapreposición de y el nombre del elemento.Adicionalmente, entre paréntesis se escribe ennúmero romanos el número de oxidación delelemento unido al oxígeno. Si el elemento tieneun solo número de oxidación, se omite elnúmero romano dentro de un paréntesis. En la nomenclatura sistemática para los óxidos se utiliza el prefijo numeral mono, di, tetra, penta, hexa, etc., para designar el número de oxígenos, seguido de la palabra óxido y el número de átomos del otro elemento.La nomenclatura tradicional, utiliza los sufijosico y oso y los prefijos hipo y per de lasiguiente manera: si el elemento presenta dosnúmeros de oxidación, se utiliza ico para elmayor número de oxidación del elemento queacompaña el oxígeno y oso para el menor.(Observa el ejemplo de la derecha)
  5. 5. Función hidrácido: Estos ácidos se forman por la combinación de los halógenos (F, Cl, Br, I) o el azufre (S) con el Hidrógeno.Para nombrar a estos compuestos se antepone la palabra ácido, luego el nombre específicodel no metal y sustituyendo la última vocal del compuesto por el sufijo hídrico. (ver tabla) H+ F- HF Ácido fluorhídrico Cl- HCl Ácido clorhídrico Br- HBr Ácido Bromhídrico I- HI Ácido iodhídrico S2- H2S Ácido sulfhídrico Función sal binaria: Se forman por la combinación de un ácido hidrácido más un metal (catión) el cual reemplaza al hidrógeno del ácido hidrácido.La mayoría de estos compuestos tienen unmetal o un no metal. Para nombrarlos semenciona el nombre del no metal agregando elsufijo uro seguido del nombre del metal.Compuestos ternarios: Estos compuestos están formados por 3 elementos químicos: uncatión (H2 o un no metal) un ión negativo poliatómico que corresponde a las funciones dehidróxido o base, ácido oxácido y una sal ternaria neutra.Para dar el nombre al compuesto ternario se menciona primero el grupo poliatómico(radical) negativo y en seguida se menciona el nombre del catión. Para nombrar estoscompuestos es necesario conocer el nombre de los iones poliatómicos.Función hidróxido o base: Se forman por la combinación de un ión (OH-) con un catiónmetálico. Los iones (OH-) son llamados oxidrilos, hidroxilos o hidróxidos.Los hidróxidos provienen de reacciones entreun óxido metálico con el agua dando origen auna base constituida por un metal y el grupohidroxilo.
  6. 6. En la siguiente tabla se presentan ejemplos de hidróxidos y su nombre usando los tressistemas de nomenclatura. (ver tabla) Fórmula Stock Sistemática Tradicional Hidróxido de sodio Hidróxido de sodio Hidróxido de sodio Hidróxido de plata Hidróxido de plata Hidróxido de plata Hidróxido de calcio Dihidróxido de calcio Hidróxido de calcio Hidróxido de aluminio Trihidróxido de aluminio Hidróxido de aluminio Hidróxido de hierro (III) Trihidróxido de hierro Hidróxido férrico La nomenclatura Stock, utiliza el nombre genérico (hidróxido) y el nombre del metal, colocando adicionalmente entre paréntesis en números romanos el número de oxidación del elemento unido al OH-, cuando se trata de elementos con más de un número de oxidación. Esto se omite cuando el elemento tiene un solo número de oxidación.El sistema tradicional comienza con el nombredel hidróxido y luego va la terminación oso sise trata del menor número de oxidación e ico sise trata del mayor número de oxidación. Si elelemento tiene un solo número de oxidación,simplemente se utiliza el número del metal. La nomenclatura sistemática utiliza los prefijos di, tri, tetra, etc., si la fórmula presenta dos, tres o cuatro grupos OH- respectivamente y así sucesivamente en caso de presentar más. Las normas sistemáticas establecidas por la IUPAC vienen recomendándose para su aplicación a fin de sustituir progresivamente al sistema de nomenclatura tradicional.Función ácido oxácido: Están formados por uncatión H+ unido a un ión poliatómico (radical)negativo. Los ácidos oxácidos se forman apartir de la combinación de los óxidosmetálicos con el agua.En el siguiente cuadro se observan algunos ácidos oxácidos y su nombre en los 3 sistemasde nomenclatura: (ver tabla) Tradicional ÁcidoFórmula Stock Ácido Oxácido Sistemática Ácido Oxácido Oxácido Oxoclórico I Oxoclorato I de hidrógeno hipocloroso Dioxoclórico III Dioxoclorato III de hidrógeno cloroso
  7. 7. Trioxoclórico V Trioxoclórato V de hidrógeno clórico Tetraoxoclorato VII de Tetraoxoclórico VII perclórico hidrógeno La nomenclatura Stock adiciona la palabra ácido, el prefijo respectivo según la cantidad de oxígeno (Di, Tri, Tetra, etc), seguido de la palabra oxo y la raíz del nombre correspondiente del elemento no metálico diferente del hidrógeno y del oxígeno con la terminación ico y su número de oxidación en números romanos.Para determinar el número de oxidación en los oxácidos se siguen los siguientes passos:1. Se escriben números de oxidación conocidos, que no varían: en este caso delhidrógeno y del oxígeno. El número del cloro es el desconocido (x) puesto que puede variar.2. Se multiplican los subíndices por el número de oxidación de los elementos que no varían:3.4. Se despeja7 es el número de oxidación del cloro, porque la suma de las cargas iónicas es igual a cero,equivale a decir que tiene que haber tantas cargas positivas como negativas. Por esoel aparece en la nomenclatura Stock con un número VII para indicar el número deoxidación del cloro.En la nomenclatura sistemática se da elnombre del ión y luego se complementa con laexpresión de hidrógeno. En la nomenclatura tradicional se el compuesto se nombrará con la palabra ácido y se hace uso de los sufijos oso o ico y de los prefijos hipo o per, si existen más de dos oxácidos de ese elemento.En el siguiente cuadro se muestra la nomenclatura cuando el cloro actúa con susdiferentes valencias.(ver tabla) Valencia del Compuesto Nomenclatura Cloro Ácido +1 hipocloroso +3 Ácido cloroso +5 Ácido clórico +7 Ácido perclórico
  8. 8. Función Sal: existen cuatro tipos:Las sales básicas que pueden obtenerse cuando:a) Se sustituye el grupo hidroxilo (OH-) de una base, total o parcialmente.b) Se sustituyen parcialmente los átomos metálicos de una sal neutra por grupos hidroxilo(OH-).Sales ácidas: se forman cuando los elementosmetálicos no reemplazan la totalidad de loshidrógenos catiónicos.metálico (catión) forman cuando más de un delSales dobles: se sustituye a los hidrógenosácido.elementoSales neutras: se forman al reemplazar loshidrógenos catiónicos de los ácidos porelementos metálicos.Nomenclatura de las sales neutras: El nombre que recibe una sal neutra deriva del ácidodel cual se origina, cambiando sus terminaciones como se indica en la tabla. (ver tabla) Nombre del Ácido Nombre de la sal neutra Ácido Hipocloroso Hipo -ito -oso -ito -ico -ato Per -ico Per -atoLa nomenclatura tradicional continúa teniendo una amplia difusión en cuanto a las salesneutras, en el campo de la industria y los productos comerciales.(tabla difusión) Nomenclatura Fórmula Nomenclatura moderna tradicional Hg2SO4 Sulfato mercurioso TetrosulfatoVI de mercurio Na2SO3 Sulfito de sodio TriosulfitoVI de sodio CuNO3 Nitrato cuproso TrioxonitratoV de cobreAhora que ya conoces los diferentes sistemas de nomenclatura y las diferentes funcionesquímicas de los compuestos inorgánicos busca un producto de aseo personal tal comoshampoo, una crema dental y lee en la etiqueta los ingredientes trata de identificar siexisten entre los componentes de este producto algunas de las funciones inorgánicas quese han mencionado en este tema y trata de determinar de que tipo de nomenclatura setrata. Discútelo con tu clase.

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