Cap 3 Nomenclatura

Química General...en la U. Unidad 3 NomenclaturaAutor: IQ Luís Fernando Montoya Valencia

U N I D A D

3Nomenclatura

1. Valencia 2. Valor típico 3. Prefijos y sufijos 4. Funciones inorgánicas 5. formulación 6. Nombres

1. CONSIDERACIONES GENERALES

En general, los elementos existentes en la naturaleza pueden clasificarse como metales (M) y como no metales (M) o metaloides. Los primeros tienden a perder electrones fácilmente adquiriendo carga positiva ya que son menos electronegativos; los no metales en cambio, tienden a ganar electrones adquiriendo carga negativa por ser más electronegativos.

Todos los elementos, metales y no metales, pueden combinarse con hidrógeno (H) o con oxígeno (O) para formar compuestos binarios. Es de anotar que el oxígeno es el segundo elemento más electronegativo de la tabla periódica, solo superado por el flúor y podemos afirmar que tiene más tendencia a adquirir carga negativa, en cambio el hidrógeno tiene una electronegatividad intermedia entre los metales y los no metales por lo tanto no tiene muy definida su tendencia, puede ser positivo o negativo dependiendo con que se combine.

Además los elementos, metales y no metales, pueden también combinarse con H y O para formar compuestos no binarios, los metales que son positivos exigen que el H y O sea negativo, en este caso en forma de (OH)1-, los no metales que son negativos no se pueden combinar con (OH)1-, en este caso compiten con H1+ y con O2-.Estas tendencias las podemos visualizar en el siguiente esquema basado en la tabla periódica.

H1- O2- (OH)1- H1+ O2- H1+ y O2-

III IV V VI VII

M M

(+) ( - )

1


1.1. VALENCIAEs la capacidad de enlace que posee un elemento; de sus valores depende la proporción como se combinan los elementos para formar los compuestos, ya que siempre existe INTERCAMBIO DE VALENCIAS, es decir, si buscamos la fórmula del compuesto formado por los elementos X de valencia x y Y de valencia y, el compuesto tendrá la fórmula:

X yYx

Ya que la valencia del elemento X se asigna como subíndice del elemento Y, y la valencia del elemento Y se asigna como subíndice del elemento X; esto es el intercambio de valencias, con este intercambio de valencia se busca la neutralidad eléctrica en una fórmula.

Para los elementos representativos (grupos I a VI I o grupos A) de la tabla periódica, la valencia está dada por el número de electrones desapareados en su distribución electrónica normal o en su(s) distribución(es) electrónica(s) excitada(s), donde cada distribución electrónica excitada consiste en el paso de un electrón de valencia apareado hacia un orbital de valencia disponible generando una mezcla especial de orbitales que se conocen como”Orbitales Híbridos”. Así tenemos que:Las valencias de los elementos de un grupo se obtienen a partir del número del grupo con restas sucesivas de dos en dos así:

Grupo V I I las valencias son: 7, 5, 3 y 1 (sería ilógico seguir con -1) Grupo V I las valencias son: 6, 4 y 2 (sería ilógico seguir con 0) Grupo V las valencias son: 5, 3 y 1 (sería ilógico seguir con -1) Grupo I V las valencias son: 4 y 2 (sería ilógico seguir con 0) Grupo I I I las valencias son: 3 y 1 (sería ilógico seguir con -1) Grupo I I las valencias son: 2 (sería ilógico seguir con 0 ) Grupo I las valencias son: 1 (sería ilógico seguir con -1)Vamos a ubicar los valores de las diferentes valencias al menos para los no metales, así:

I I I I V V V I V I I

Valencias (V ) de los no metales (M)

73 4 5 6 51 2 3 4 3

1 2 1

Cada elemento se debe identificar con un nombre que indique con cual valencia relativa está trabajando, para esto existen sufijos comparativos (que indican mayor – menor) y prefijos superlativos o exageraciones (que indican mas mayor- menos menor).Si observamos el anterior listado de valencias observamos una franja central en la cual cada elemento no-metal posee dos valores de V que se pueden ordenar como mayor y menor, esta identificación se logra

2


agregando a la raíz del nombre del elemento () los sufijos comparativos: ico y oso y para las oxisales con los sufijos: ato – ito.

I I I I V V V I V I I

Valencias V de los no metales

M

oxisal 7mayor ico ato 3 4 5 6 5

menor oso ito 1 2 3 4 31 2 1

Para los halógenos queda sin identificar la valencia 7 y esta se nombra usando el prefijo superlativo per, como perico (o per ato para las oxisales) que significa “más mayor”.

Igualmente los elementos de los grupos V-V I y V I I poseen una valencia inferior sin identificar y esta se nombra usando el prefijo superlativo hipo, como hipo oso (o hipo ito para las oxisales) que significa “menos menor”, como se indica a continuación.

oxisal I I I I V V V I V I I

Valencias (V) de los

no metales (M)

Más mayor per ico per ato 7

mayor ico ato 3 4 5 6 5

menor oso ito 1 2 3 4 3

Menos menorhipo oso

hipo ito 1 2 1

Asocie para que no confunda ni olvide: si ordenamos alfabéticamente: mayor-menor; ico-oso y ato-ito, construimos por ABC la relación entre los sufijos, así:mAyor Ico Ato Mayor es a menor como ico es a

oso y como ato es a itomEnor Oso Ito

La anterior asociación en orden alfabético, origina una antigua norma nemotécnica conocida como:

“cuando el oso toca el pito, baila el mico con el gato”Nota:Existen algunos elementos en los cuales la raíz del nombre del elemento () se establece en latín, ellos se distinguen porque su símbolo poco tiene que ver con su nombre en español, entre estos tenemos:

Símbolo Nombre Raíz ()S Azufre Sulfur

Au Oro AurAg Plata ArgentFe Hierro FerrPb Plomo PlumbCu Cobre CuprP Fósforo Phosfor

Para los elementos no representativos (grupos B) no es posible estructurar sus valencias en forma general, las valencias para los metales más comunes son:

Ag V = 1ico Zn, Cd V = 2ico

Au V = 3ico y V = 1oso Cu, Hg V = 2ico y V = 1oso

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Fe, Co, Ni, Cr, Mn V = 3ico y V = 2oso

Para aprenderlas: cobre uno y lleve dos, uno vale por la plata, uno con oro vale por tres, el hierro tiene seis letras, en un 2 x 3; NiCo las tiene de hierro cromo y manganeso también.

Existen dos casos especiales en los cuales el elemento, dependiendo del valor de valencia puede actuar como metal o como no-metal y son:

METAL No-METALCr V = 3ico y V = 2oso V = 6ico - ato

Mn V = 3ico y V = 2oso V = 7per - ico, per - ato y V = 6ico-ato

1.2. VALOR TIPICO (T) (esta definición es propiedad intelectual del autor)Trabajaremos con un Valor Típico (T) para los NO METALES. Dicho valor típico nos indica la “Deficiencia de la regla del octeto”. T es ÚTIL como subíndice del hidrógeno en los ácidos normales, donde un ácido es una fórmula que se inicia con H.

Los valores de T son:

Elementos del grupo V I I, poseen 7 electrones de valencia, falta un electrón para cumplir la regla del octeto; por lo tanto T=1; de igual manera para los elementos del grupo V I, T=2, grupo V; T=3; grupo I V; T=4 y para el grupo I I I, T=3; este último no es 5, como podría pensarse ya que para el Boro es más fácil perder tres electrones que ganar 5. Para estos valores de T existen dos excepciones: El N cuyo valor de T=1 (y no 3) y el C con T=2 (y no 4), estos elementos son tan excepcionales que originan dos ramas de la química, el N origina la química de aminoácidos y el C la química orgánica.

NOTA: Para los elementos del grupo I y I I no se define valor de T ya que en estos grupos no hay no metales.Como hay dos casos particulares de comportamiento como metal y como no-metal, y T existe para los no metales, entonces tenemos que:

Para el Cr no-metal (V = 6), T = 2Para el Mn no- metal (V = 7), T = 1 y (V = 6), T = 2

El Mn es el único no-metal que posee dos valores de T.

Nota: Si un elemento posee solo una valencia (monovalente) se emplea el sufijo ico (asocie: si en una familia sólo hay un hijo se identifica como “hijo único“ y no como “hijo unoso”)

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Traslademos al cuadro de los no-metales toda la información anterior: valores de las valencias, prefijos superlativos, sufijos comparativos, valores de T, las excepciones de C y N y las anomalías de Cr y Mn para estructurar un mapa conceptual, así:

H1- O2- (OH)1- H1+ O2- H1+ y O2-

M (+)

M(-)III IV V VI VII

B C T = 2 N T = 1 O FSi P S Cℓ

excepciones As Se Br

Cr Te IMn Mn At

Valor típico de los M 1 2 3 4 3 2 1oxisales

Valencias V de los no-metales

M

per ico per ato 7 7

ico ato 6 3 4 5 6 5

oso ito 1 2 3 4 3

hipo oso hipo ito 1 2 1

1.3. FORMULAS GENERALES (F.G)Se ha dicho que los elementos se combinan con H2 y O2 para formar compuestos binarios, estos compuestos son:

M + H2 HIDRURO, con metal de valencia 1 ó 2.M + O2 ÓXIDO (conocido como óxido básico)M + H2 ÁCIDO HIDRÁCIDO (sólo con nM muy electronegativo como: F, Cℓ, Br, I, S, Se, Te)1.M + O2 Produce OTRO ÓXIDO ó ANHIDRIDO (conocido como óxido ácido)

Los compuestos binarios obtenidos con oxígeno (óxidos y anhídridos) reaccionan con agua para producir dos grupos funcionales no binarios, así:Óxido + H2O HIDRÓXIDO ó BASEAnhídrido + H2O ÁCIDO OXÁCIDO2

RECURSO DIDÁCTICO:Para estructurar el orden de una fórmula partimos de las siguientes bases: Toda fórmula está compuesta de dos partes:“FOR” y “MULA” (lógico), la primera (“FOR”) está constituida por la parte positiva y la segunda (“MULA”) lo está por parte negativa. Luego de establecido el orden, (la “FOR” y la “MULA”) hacemos el

intercambio de valencias (sin egoísmo), teniendo en cuenta:

1 Las combinaciones de hidrógeno con no-metal de baja electronegatividad se plantean en el numeral 6.15.2 Peligro: existe una metodología equivocada para generarlos sumando 1, 2 ó 3 moléculas de agua. Si las quiere conocer vea el numeral 7.2.2.

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La valencia del hidrógeno es 1 La valencia del oxígeno es 2 La valencia del elemento (M o M) es V La valencia de un ión (átomo o grupo de átomos con carga eléctrica), es el

valor absoluto de su carga, ejemplo: la valencia del ión (OH)1- es V = 1.

NORMA NEMOTÉCNICA: La “MULA” (o sea la segunda parte de la fórmula) nos indica el nombre del grupo funcional menos en los ácidos, ya dijimos que son los que tienen H en “FOR”. Veamos las posibles combinaciones siguiendo siempre la siguiente metodología:

1) Identificar “FOR” y “MULA”2) Identificar el grupo funcional

2a) Ácido que inicia por H y éste exige el subíndice T.2b) Si no inicia con H la “MULA” manda.

3) Lograr neutralidad eléctrica (intercambiando de valencias)

M y HPaso 1) M tiene que ser + exige ser “FOR”

H puede ser + ó - se acomoda a ser “MULA”El orden de la fórmula es: M H

Paso 2) Como no es un ácido (no inicia por H), la “MULA” manda, por tener Hidrógeno en la “MULA” esta función es un HIDRURO

Paso 3) Haga el intercambio de valencias y queda: M1HV

Un hidruro es una fórmula con hidrógeno en la mula. M y O

Paso 1) M tiene que ser + exige ser “FOR”O es muy negativo exige ser “MULA”El orden de la fórmula es: M O

Paso 2) Como no es un ácido (no inicia por H), la “MULA” manda, por tener Oxigeno en la “MULA” esta función es un ÓXIDO

Paso 3) Haga el intercambio de valencias y queda: M2OV

Un óxido es una fórmula con oxigeno en la mula. M con H y O

Paso 1) M tiene que ser + exige ser “FOR”H y O tienen que ser “MULA”, es decir como (OH)1-

El orden de la fórmula es: M (OH)Paso 2) Como no es un ácido (no inicia por H), la “MULA” manda, por tener

Hidrógeno y Oxigeno en la “MULA” esta función es un HIDRÓXIDOPaso 3) Haga el intercambio de valencias y queda: M1(OH)V

Un hidróxido es una fórmula con hidrógeno y oxigeno en la mula.

M y HPaso 1) M tiende a ser - exige ser “MULA”

H puede ser + ó - se acomoda a ser “FOR”

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El orden de la fórmula es: H MPaso 2) Como inicia por H, es un ácido y el Hidrógeno exige el subíndice T y

por el momento queda HTMPaso 3) Haga el intercambio de valencias, y queda: HTM1, éste es un ácido

normal porque el número de hidrógenos es T.

M y OPaso 1) M tiende a ser - tiende a ser “MULA”

O es muy negativo exige ser “MULA”, por lo tanto el M se voltea a ser “FOR”El orden de la fórmula es: M O

Paso 2) Como no es un ácido (no inicia por H), la “MULA” manda, por tener Oxigeno en la “MULA” esta función es OTRO ÓXIDO, para evitar confusiones, especialmente con el cromo y el manganeso, ya que existen dos crómicos y dos mangánicos, mejor a este grupo funcional lo llamaremos ANHÍDRIDO

Paso 3) Haga el intercambio de valencias y queda: M2OV.

M con H y OPaso 1) O es muy negativo exige ser “MULA”

H puede ser + ó - se acomoda a ser “FOR”M es intermedio entre H y O, por el momento el orden de la fórmula es H M O.

Paso 2) Como inicia por H, es un ácido y el Hidrógeno exige el subíndice T y por el momento queda HTMO

Paso 3) Haga el intercambio de valencias y queda: HTM Oss

NOTA: Aquí no podemos hacer un intercambio de valencias (son tres componentes), el número de oxígenos (empíricamente) está dado por “el promedio o la semisuma (ss) entre T y V” del no metal (M). Es decir:

ss =T + V Suma entre T y V del M

2 Semi significa: dividido 2Esta definición de semi-suma para el número de oxígenos es propiedad intelectual del autor

Como este ácido tiene oxígenos se denomina ÁCIDO OXÁCIDO y es el OXIÁCIDO NORMAL o ORTO porque el número de hidrógenos es T.

NOTA: Existen dos Ácidos Oxácidos ANORMALES: el META y el PIRO, estos ácidos son anormales porque solo algunos no metales los presentan, su existencia depende del valor de T.

En resumen podemos tener las siguientes fórmulas generales (F.G) para los diferentes grupos funcionales en los cuales V es el valor de la valencia del metal o del no-metal, y T es el valor típico del no-metal.

1.3.1. HIDRURO M1HV

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Metal de valencia V con Hidrógeno de valencia 1.1.3.2. ÓXIDO M2OV

Metal de valencia V con Oxígeno de valencia 2.1.3.3. ÁCIDO HIDRÁCIDO HTM1

Hidrógeno de V=1 con no-metal de valor típico T (este es un ácido normal)1.3.4. ANHÍDRIDO M2OV

No-metal de valencia V con Oxígeno de valencia 2.1.3.5. HIDRÓXIDO M1(OH)V

Metal de valencia V con el grupo OH de valencia 1.1.3.6. ÁCIDO OXÁCIDO Este puede ser de tres tipos: orto, meta y piro; en sus fórmulas generales (empíricas y son propiedad intelectual del autor) tenemos que:

ACIDO OXACIDO ORTO3 HT M Oss

Donde M es el no-metal, de valencia V y valor típico T (este es un ácido normal), y ss es la “semisuma” entre T y V del no-metal.

ACIDO OXÁCIDO META4 : HT-2 M Oss- 1

Como se podrá observar, esta fórmula coincide con la fórmula del ácido orto si se le resta una molécula de agua, es decir, quitando 2 hidrógenos y 1 oxígeno.Nótese que si T 2 este tipo de ácido NO EXISTE.

ÁCIDO OXÁCIDO PIRO: H2T-2 M2 OT+v-1

Esta fórmula se obtiene tomando dos veces la fórmula del ácido orto y restándole una molécula de agua.Nótese que si T 2 este tipo de ácido NO EXISTE.

1.4. FORMACIÓN DE SALESLos ÁCIDOS se descomponen en iones H+ y una parte negativa que la denominaremos radical del ácido (es la “mula” de la sal).

NOTA: Si el ácido que origina el radical es HIDRÁCIDO el radical es HALOIDEO. Si el ácido que origina el radical es OXÁCIDO el radical es OXISAL.3 Con esta fórmula general se evita el trabajo memorístico denunciado en el numeral 6.3.1. y se evita los errores generados por dicho trabajo y además no tiene que emplear las adiciones de 1, 2 ó 3 moléculas de agua al anhídrido que generan errores como los denunciados en el numeral 6.3.2.4 Según el diccionario de Química y Productos Químicos (Título Original: The Condensed Chemical Dictionary) de Gessner G. Hawley de Ediciones Omega, tenemos:“ORTO: Ácido hidratado en contraste con el meta”, si nos devolvemos podemos redefinir: META ácido deshidratado en contraste con el ORTO.“PIRO: prefijo que indica la formación por acción del calor de un ácido inorgánico obtenido por pérdida de una molécula de agua, a partir de dos moléculas de orto”, es decirPIRO = 2 ORTO - H2O.

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LAS BASES o HIDRÓXIDOS se descomponen en iones (OH)1- y una parte positiva que denominaremos “ión metálico” (es el “FOR” de la sal). Cuando un radical de un ácido (negativo o “mula”) se combina con un ión metálico (positivo o “FOR”) se forma una sal y su fórmula tiene en cuenta el INTERCAMBIO DE VALENCIAS, para lograr la neutralidad eléctrica.Luego del intercambio, simplificar si es del caso.

NOTAS: Una sal se identifica fácilmente si tiene metal (en la “for”) y no-metal (en

la “mula”).

La sal puede ser Haloidea u Oxisal dependiendo del radical que la forme.Si no hay Oxígenos en la “mula” es HALOIDEA.Si hay Oxígenos en la “mula” es OXISAL.

La sal puede ser neutra, ácida o básica dependiendo de:Si hay (OH) en la “for” es BÁSICA, y no puede tener H.Si hay H en la “mula” es ÁCIDA, y no puede tener OH.Si no tiene (OH) ni H es NEUTRANunca puede tener (OH) y H a la vez.

ILUSTRACIÓN:

Sean: El ión metálico Bb+, su valencia es b. (“FOR”)El radical del ácido Aa-, su valencia es a. (“MULA”)La fórmula de la sal es: BaAb

Donde b es el número de (OH) que han salido de la base y a es el número de H que han salido del ácido.

NOTA: La carga del ión se recomienda escribirla como b+ o a- en lugar de +b o -a para evitar equivocaciones posteriores, cuando se trabaja con números de oxidación.

En general las fórmulas de las sales son:

For de la sal Mula de la sal

Sin OH Con H Sales ácidasCon OH Sin H Sales básicasSin OH Sin H Sales neutras

Con OH Con H No existen, serían “agua sal”

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Mapa conceptual o algoritmo, que resume los diferentes grupos funcionales, la reacción de obtención y su nomenclatura:

Nótese que cumple con un ordenamiento como el del “metro de Medellín”, posee dos líneas a y b y estaciones en cada línea.

)

M H1 V

M O2 V

nM O2 V

1

M T nM Vm

M T (nM O SS Vm

M (OH) V

A) 2. H T nM O SS ácido nM ico/oso~

A) 1. H T nM ácido nM hídrico~

A) ácidos, inician por H y su subíndice es T

B) no ácidos, no inician por H, la segundaparte de la fórmula define la función

Estaciones en cada línea

y sistema cable

El resumen anterior lo podemos asociar con un sistema metro de transporte masivo porque tiene:

Dos líneas: la A) y la B)

o anhídrido

B) 3.

B) 2.

B) 1. hidruro M ico/oso~

óxido M ico/oso~

óxido nM ico/oso~

hidróxido M ico/oso~

B) 4.

B) 5.

nM uro M ico/oso~

nM ato

ito~M ico

oso~

~sales

Ilustración:

Combinar con H, con O, con H y O al metal Cu de valencia 2 (ico). La tendencia natural del Cu por ser un metal es la de adquirir carga positiva, por lo tanto cuando se combine con H y O éstos actúan como (OH)1-, así:

Paso 1 Paso 2 Paso 3

For+ Mula- línea estación función intercambio

Con H+ - Cu+2 H-1 b 1 hidruro cúprico Cu1H2

Cu +

V=2 Con O- - Cu+2 O-2 b 2 óxido cúprico Cu2O2 = CuO

(ico)

Con (OH)1- Cu+ (OH)1- b 3 hidróxido cúprico Cu1(OH)2

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Tarea, realice esta actividad para varios metales.

Combinar con H, con O, con H y O al no-metal S de valencia 6 (ico), como el azufre es un no-metal, tenemos que tener en cuenta su valor de T=2. La tendencia natural del S por ser un no-metal es la de adquirir carga negativa, por lo tanto cuando se combine con H y O éstos no actúan como (OH)1-, así:

Paso 1 Paso 2 Paso 3

For+ Mula- línea Estación función intercambio

Con H+ - H+ S- a 1 Ácido sulfhídrico H2S

S -

V=6 Con O- - S+ O- - b 2 óxido sulfúrico S2O6 = SO3

(ico) El S se “ voltea ”, el oxígeno lo obliga También se puede llamar anhídrido sulfúrico

T=2

Con H+ - y O-- H+ S O--

a 2 ácido sulfúrico H2SO4

a 2* Ácido meta sulfúricoH2-2SO4 –1 =

H0SO3,no existe

a 2** Ácido piro sulfúricoH2 x 2-2S2O2 x 4 –1

= H2S2O7

Tarea: realice la actividad anterior para los no-metales.

2. MÉTODOS DE TRABAJO

2.1. Dada la valencia y el grupo funcional, establecer la fórmula.

Hidruro con Sodio de V = 1(sódico)Grupo funcional: Hidruro, de fórmula general: M1HV (línea b, estación 1)

Metal: Na de V = 1, por lo cual la fórmula queda: NaH (hidruro sódico)

Óxido con Hierro de V = 2(ferroso)Grupo funcional: Óxido, de fórmula general: M2OV (línea b, estación 2)

Metal: Fe de V = 2, por lo cual la fórmula es: Fe2O2

Se puede simplificar y queda: FeO (óxido ferroso)

Hidróxido con Cobre V = 2(cúprico)Grupo funcional: Hidróxido, fórmula general: M1(OH)V (línea b, estación 3)

Metal: Cu de V = 2, por lo cual la fórmula es: Cu(OH)2 (hidróxido cúprico)

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Anhídrido con Cloro de V = 1(hipocloroso)Grupo funcional: Anhídrido, de fórmula general: M2OV (línea b, estación 2)

No-metal: Cℓ de V = 1, lo que nos da la fórmula: Cℓ2O1 (anhídrido hipocloroso)

Ácido Hidrácido del Cloro (clorhídrico)Grupo funcional: ácido hidrácido, de fórmula general: HTM1 (línea a,

estación1)

En la F.G. se ve que no requiere conocer el valor de V.No-metal: Cℓ de T = 1 por pertenecer al grupo V I I, la fórmula es: HCℓ

Ácido Hidrácido del Azufre (sulfhídrico)Grupo funcional: ácido hidrácido, de fórmula general: HTM1(línea a, estación1)

No-metal: S de T = 2 por pertenecer al grupo V I, la fórmula es: H2S

Ácido Orto del Azufre de V = 6 (sulfúrico)Grupo funcional: Ácido Oxácido Orto, fórmula general: HTMOss,(línea a,

estación 2)

No-metal: S de T = 2 y V = 6, la semisuma entre 2 y 6 vale 4, entonces nos queda: H2SO4, este compuesto se llama ácido sulfúrico o orto sulfúrico.

2.2. El otro método de trabajo es establecer la valencia conocida la fórmula.

En estos casos la fórmula nos da una estructuración del compuesto y en él debemos identificar:

Qué clase de elementos se combinan: Metal, no-metal, hidrógeno, oxígeno, grupo OH.

Evidentemente las dos primeras partes son de trabajo fácil y la última

parte requiere un trabajo para determinar el valor de la valencia. A continuación se dan las siguientes pautas para determinar la valencia.

Fórmula general del grupo funcional, línea y estación.

La valencia con la cual trabaja el elemento en el compuesto.

2.2.1. Para grupos funcionales simples:

Hidruros, óxidos, ácido hidrácido, ácido oxácido, radical haloideo, radical oxisal, sal haloidea, hidróxidos, iones metálicos y anhídridos. La valencia del elemento se determina con el método de

“suma de números de oxidación = 0”

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Número de oxidación es la carga real o aparente que presenta un elemento dentro de un compuesto.

Para determinar los números de oxidación en los compuestos tenemos las siguientes normas, originadas con la metodología de “FOR” y “MULA”:

El número de oxidación del Oxígeno es -2, menos en el F2O que es +2, ya que el flúor es el único elemento de la tabla periódica que es más electronegativo que el Oxígeno (el flúor es mucho mas “MULA” que el oxígeno).

El número de oxidación del Hidrógeno es +1, menos en los hidruros que es –1, el hidrógeno es la “mula”.

La suma de los números de oxidación de una sustancia neutra es igual a cero.

La suma de los números de oxidación en un ión es igual a su carga.

La valencia del metal o no-metal es el valor absoluto de su número de oxidación.

Para los grupos funcionales ácido hidrácido, radical haloideo y sal haloidea, el número de oxidación del no-metal depende del valor típico T.

En estos grupos, el número de oxidación del no-metal es -T, y en las sales haloideas, el número de oxidación del metal, si éste es polivalente, se determina por “suma de números de oxidación = 0”, si el metal es monovalente, su única valencia corresponde a su número de oxidación pero con signo positivo, tendencia natural de los metales.

Al efectuar la suma de los números de oxidación en un compuesto hay que tener en cuenta el número de veces que el elemento está en el compuesto.

EJEMPLOS:

Identificar el grupo funcional y determinar las valencias de:

CaH2 (línea b, estación 1)

Aquí tenemos que el Ca es un metal y está unido con el hidrógeno, por lo tanto el grupo funcional es Hidruro (hay H en la “MULA”).

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Determinación de la valencia del metal: x -1

Sea X el número de oxidación del Calcio. CaH2

La suma de los números de oxidación es igual a cero:1(X) + 2(-1) = 0 X = 2, el compuesto es hidruro cálcico.

Fe(OH)3 (línea b, estación 3)

Aquí tenemos que el Fe es un metal y está unido al grupo OH, por lo cual el compuesto es un Hidróxido (hay H y O en la “MULA”)

Determinación de la valencia del metal: x -2 +1

Sea X el número de oxidación del hierro. Fe(OH)3

La suma de los números de Oxidación es igual a cero: 1(X) + 3(-2) + 3(+1) = 0 X = 3, el compuesto se llama hidróxido férrico.

PbO2 (línea b, estación 2)

El Pb es un metal que pertenece al grupo IV (valencias 4 y 2) y está unido al Oxígeno, por lo tanto el grupo funcional es óxido (hay O en la “MULA”).

Determinación de la valencia del metal: x -2

Sea X el número de oxidación del plomo. PbO2

La suma de los números de oxidación es igual a cero:1(X) + 2 (-2) = 0 X = 4, el compuesto se llama óxido plúmbico.

Au(OH)2+

Por poseer carga positiva este es un ión metálico.


Sea X el número de oxidación del oro. Au(OH)2+

La suma de los números de oxidación es igual a +2 (¿Por qué?)1(X) + 1(-2) + 1(+1) = +2 X = 3, este ion se llama básico áurico.

Pb(OH)31+

Este es un ión metálico (¿Por qué?)


Sea X el número de oxidación del plomo. Pb(OH)31+

La suma de los números de oxidación es igual a +11(X) + 3(-2) + 3(1) = +1 X = 4, este ion se llama tribásico plúmbico.

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HI (línea a, estación 1).Aquí tenemos no-metal con Hidrógeno, el grupo funcional es ácido hidrácido y no hay que determinar la valencia, ya que no depende sino de T, la fórmula general es: HTM, el compuesto se llama ácido yodhídrico.

HS1- (línea b, estación 4)Este es un radical haloideo, por tener carga negativa y no poseer oxígenos. No requiere determinar el valor de la valencia. Su nombre es sulfuro ácido.

Ag2S (línea b, estación 4)

Ag es metal, S es no-metal. Siempre que se tenga metal y no metal tenemos una sal. Como no hay oxígenos entonces es haloidea, el S tiene número de oxidación -T (por ser sal haloidea).Determinación de la valencia del metal: x -2

Sea X el número de oxidación de la plata. Ag2S

La suma de los números de oxidación es igual a cero2(X) + 1(-2) = 0 X = 1, este resultado es obvio, ya que la plata es monovalente, este compuesto se llama: sulfuro argéntico

H2CO3 (Línea a, estación 2).Este es un ácido oxácido, recuerde que T del Carbono es 2 (en lugar de 4).

Determinación de la valencia del no-metal: +1 x -2

Sea X el número de oxidación del carbono. H2CO3

La suma de los números de oxidación es igual a cero2(+1) + 1(X) + 3(-2) = 0 X = 4, este compuesto se llama ácido carbónico o ácido orto carbónico, por ser orto el ácido normal se puede omitir la palabra orto.

NO21- (línea b, estación 5).

Este es un radical oxisal (radical por poseer carga negativa y oxisal por poseer oxígenos).

Determinación de la valencia del nitrógeno: x -2

Sea X el número de oxidación del nitrógeno. (N O2)1-

La suma de los números de oxidación es -11(X) + 2(-2) = -1 X = 3, este ión se llama nitrito o ortonitrito.

HPO32-

Es un radical oxácido (Por qué?). La valencia del fósforo es:Determinación de la valencia del fósforo: +1 x -2

Sea X el número de oxidación del fósforo. (H P O3)2-

La suma de los números de oxidación es -21(+1) + 1(X) + 3(-2) = -2 X = 3, este radical se llama fosfito ácido.

15


2.2.2. Para las sales oxisales con metal monovalente (obvio que el metal posee solo un valor de V)

El número de oxidación del metal es +V. El número de oxidación del no-metal se determina por “suma de números de oxidación = 0”.

EJEMPLOS:Obtener la valencia del no-metal en las siguientes sales oxisales.

K2(SO3) (línea b, estación 5).El número de oxidación del K es +1 `por pertenecer al grupo I.


Sea X el número de oxidación del azufre. K2(S O3)

La suma de los números de oxidación es 0 2(+1) + (X) + 3(-2) = 0 X = 4, esta sal se llama sulfito potásico.

[Mg(OH)]3(PO3) (línea b, estación 5).

El número de oxidación del Mg es +2 (pertenece al grupo I I).Determinación de la valencia del no-metal: +2 -2 +1 x -2

Sea X el número de oxidación del fósforo. Mg (OH)3 (PO3)

La suma de los números de oxidación es 03(+2) + 3(-2) + 3(+1) + 1(X) + 3(-2) = 0 X = 3, la sal se llama fosfito básico magnésico.

Cd(NO3)2 (línea b, estación 5). El número de oxidación del Cd es +2, es un metal que sólo tiene una valencia y vale 2.


Sea X el número de oxidación del nitrógeno. Cd(N O3)2

1(+2) + 2(X) + 6(-2) = 0 X = 5, la sal se llama nitrato cádmico.

2.2.3. Para sales oxisales con metal Polivalente:

En este caso hay dos incógnitas. La valencia del metal y la del no-metal, es decir, si el metal posee dos o más valores de V, se requieren dos ecuaciones, este es el caso MÁS INTERESANTE. El procedimiento sugerido a seguir es:

a. Con el número de OXÍGENOS DEL RADICAL (NO CONFUNDIR con el número de oxígenos total) y el valor de T, determinamos el valor de V para el no-metal. Hay dos ecuaciones potenciales:

Número de oxígenos =T + V

= SS2

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De acuerdo a la estación 5 de la línea b, la carga del radical (MOss) es –T y por “suma de números de oxidación = -T”, también podemos calcular la valencia del no-metal.

b. Con “suma de números de oxidación = cero” determinamos la valencia del metal.

EJEMPLOS:

Obtener la valencia del no-metal y del metal en las siguientes sales oxisales.

Fe(CℓO3)2 (línea b, estación 5)a. Valencia del no-metal (Cℓ) con T = 1 y número de oxígenos (tres).

T+V= 3 , como T = 1, entonces V = 5 (haga el cálculo)

2

b. Valencia del metal (Fe), por “suma de números de oxidación”:Determinación de la valencia del metal: x 5 -2

Sea X el número de oxidación del hierro. Fe(Cl O3)2

1(X) + 2(5) + 6(-2) = 0 X = 2 (valor lógico para el Fe).

CONCLUSIÓN: valencia del Cℓ = 5 ato y del Fe = 2oso. La sal se llama: clorato ferroso

Au2(H2SiO4)3 (línea b, estación 5)a. Valencia del no-metal (Si) con T=4 y número de oxígenos (cuatro)

T+V= 4 , como T = 4, entonces V = 4 (haga el cálculo)

2

b. valencia del metal:Determinación de la valencia del metal: x 1 4 -2

Sea X el número de oxidación del oro. Au2( H2Si O4)3

2(X) + 6(1) + 3(4)+ 12(-2) = 0 X = 3, Conclusión: V del Si = 4ato, V del Au = 3ico. La sal se llama silicato diácido aurico.

3. REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN.

ÁCIDO + BASE SAL + AGUA

Hay dos posibilidades o rutas:

1. Formar una sal haloidea a partir de un ácido hidrácido

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HTnM1 + M(OH)V MTnMV + H2O

Acido nM hídrico hidróxido M ico/oso nM uro M ico/oso

2. Formar una sal oxisal a partir de un ácido oxácido

HTnMOSS + M(OH)V MT(nMOSS)V + H2O

Acido nM ico/oso hidróxido M ico/oso nM ato/ito M ico/oso

Estas reacciones se balancean por tanteo, ya que no hay transferencia de electrones, asignando, arbitrariamente, un coeficiente estequiométrico (ce) igual a 1 a la sal. Al agua, al ácido y a la base (hidróxido) les asignamos como coeficiente estequiométrico el signo “?” que se lee “no se”.

Para conocer el valor de cada “?” tanteamos: primero el metal, luego el no metal, a continuación el oxígeno por último con los hidrógenos se comprueba el balanceo.

Nota: el signo “?” nos evita leer como coeficiente estequiométrico un uno donde aún no se ha balanceado

Determinamos el valor del MCM (mínimo común múltiplo) de los coeficientes estequiométricos de la reacción balanceada por tanteo.

Cálculo de factor equivalente gramo (E) para cada reactivo y para cada producto:

E =MCMCE

Ilustraciones:

1. Hacer la reacción de neutralización entre el ácido sulfúrico y el hidróxido alumínico.

Según la “ruta 2”, ya que el ácido es ICO, tenemos que:

El nM es S, T = 2V = 6 (˜ ico), SS = 4

El M es AℓV = 3 (˜ ico)

M es Aℓ, V = 3, nM es S, T=2,V = 6(˜ ato) , SS = 4



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Reemplazando y balanceando:

? ? ?H2SO4 + Aℓ (OH)3

1Aℓ2(SO4)3 + H2OAcido sulfúrico hidróxido alumínico sulfato alumínico

Orden de tanteo: Aℓ, S, O, chequeo con H

Aℓ: Entran: “?” (no se) Salen: 1x2 “?” = 2

? ?H2SO4 + 2Aℓ (OH)3

1Aℓ2(SO4)3 + H2O

S: Entran: “?” (no se) Salen: 1x1x3 “?” = 3

?3H2SO4 + 2Aℓ (OH)3

1Aℓ2(SO4)3 + 6H2O

O: Entran: 3x4 + 2x1x3 Salen: 1x4x3 + “?”12 + 6 12 + “?” 6 = “?”

H: Entran: 3x2 + 2x1x3 6x26 + 6 12 OK

Para calcular E, el MCM de 3, 2, 1 y 6 es 6

MCM = 63H2SO4 + 2Aℓ (OH)3

1Aℓ2(SO4)3 + 6H2O

E=6

E=6

E=6

E=6

3 2 1 6E = 2 E = 3 E = 6 E = 1

2. Hacer la reacción de neutralización entre el ácido bromhídrico y el hidróxido cúprico

Según la “ruta 1”, ya que el ácido es HÍDRICO, tenemos que:

nM es Br, T = 1M es Cu

V = 2 (˜ico)M es Cu, V = 2 nM es Br, T = 1



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? ? ?H1Br 1 + Cu(OH)2

1Cu1Br 2 + H2OAcido bromhídrico hidróxido cúprico bromuro cúprico

Orden de tanteo: Cu, Br, O, chequeo con H

Cu: Entran: “?” (no se) Salen: 1x1 “?” = 1

? ?H1Br 1 + 1Cu(OH)2

1Cu1Br 2 + H2O

Br: Entran: “?” (no se) Salen: 1x2 “?” = 2

?2H1Br 1 + 1Cu(OH)2

1Cu1Br 2 + 2H2O

O: Entran: 1x1x2 Salen: “?” 2 = “?”

H: Entran: 2x1 + 1x1x2 2x22 + 2 4 OK

Para calcular E, el MCM de 2, 1, 1 y 2 es 2MCM = 3

2H1Br 1 + 1Cu(OH)2 1Cu1Br 2 + 2H2O

E=2

E=2

E=2

E=2

2 1 1 2E = 1 E = 2 E = 2 E = 1

3. Hacer la reacción de neutralización para obtener permanganato crómico

Según la “ruta 2”, ya que la sal es ATO, tenemos que:

nM es Mn, T = 1V = 7 (per˜ ico), SS = 4

M es CrV = 3 (˜ico)

M es Cr, V = 3, nM es Mn, T=1,V = 7(per ˜ ato) , SS = 4



Reemplazando y balanceando:? ? ?H1MnO4 + Cr(OH)3

1Cr1(MnO4)3 + H2O

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Acido permangánico Hidróxido crómico permanganato crómico

Orden de tanteo: Cr, Mn, O, chequeo con H

Cr: Entran: “?” (no se) Salen: 1x1 “?” = 1

? ?H1MnO4 + 1Cr(OH)3

1Cr1(MnO4)3 + H2O

Mn: Entran: “?” (no se) Salen: 1x1x3 “?” = 3

?3H1MnO4 + 1Cr(OH)3

1Cr1(MnO4)3 + 3H2O

O: Entran: 3x4 + 1x1x3 1x4x3 + “?”12 + 3 12 + “?” 3 = “?”


MCM = 33H1MnO4 + 1Cr(OH)3 1Cr1(MnO4)3 + 2H2O

E=3

E=3

E=3

E=3

3 1 1 3E = 1 E = 3 E = 3 E = 1

4. Hacer la reacción de neutralización para obtener seleniuro plúmbico

Según la “ruta 1”, ya que la sal es URO, tenemos que:

nM es Se, T = 2M es Pb

V = 4 (˜ico)M es Pb, V = 4 nM es Se, T = 2




H2Se 1 + Pb(OH)4 1Pb2Se4 + H2O

Acido bromhídrico hidróxido cúpricoSimplificando

bromuro cúprico? ? ?

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H2Se 1 + Pb(OH)4 1Pb1Se2 + H2O

Acido bromhídrico hidróxido cúprico bromuro cúprico

Orden de tanteo: Pb, Se, O, chequeo con H

Pb: Entran: “?” (no se) Salen: 1x1 “?” = 1

? ?H2Se 1 + 1Pb(OH)4

1Pb1Se2 + H2O

Se: Entran: “?” (no se) Salen: 1x2 “?” = 2

? ?2H2Se 1 + 1Pb(OH)4

1Pb1Se2 + 4H2O

O: 1x1x4 “?” “?”= 4


MCM = 42H2Se 1 + 1Pb(OH)4 1Pb1Se2 + 4H2O

E=4

E=4

E=4

E=4

2 1 1 4E = 2 E = 4 E = 4 E = 1

4. OBTENER UNA SAL A PARTIR DE SUS ELEMENTOSEsta actividad consiste en partir del metal y/o no-metal y seguir las diferentes reacciones hasta obtener el compuesto propuesto, los pasos a seguir se consiguen observando el cuadro “Resumen de Grupos Funcionales”, el caso más general es obtener una sal, veremos dos casos típicos.

4.2. Sal OxisalCon un metal M de valencia V y no-metal M de valencia V y valor típico T.

M+ O2 Óxido

M2Ov

+ H2O Hidróxido

M1(OH)v

Sal oxisal + H2O

M+ O2 Anhídrido

M2Ov

+ H2O Ácido

HTMOss

EJEMPLO:Obtener a partir de sus elementos la SAL oxisal con metal Cu de V=2 ico y no-metal P de V=5 ico o ato y T=3.

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Trabajo con el metal:

a. Formación del óxido (M2OV): Cu + O2 Cu2O2 (Simplificando CuO): óxido cúprico

b. Formación del hidróxido (M1(OH)V):CuO + H2O Cu(OH)2: Hidróxido cúprico

Trabajo con el no-metal:

a. Formación del anhídrido (M2OV):P + O2 P2O5: óxido o anhídrido fosfórico

b. Formación del ácido (HTMOss)P2O5 + H2O H3P1O4: ácido fosfórico

Fórmula de la Sal:

Con el ion metálico Cu2+ (de V = 2) y el radical oxisal PO43- (de V = 3),

la “FOR – MULA” de la sal queda Cu3(PO4)2, y se llama: Fosfato cúprico.

Formación de la Sal:

La sal es la combinación del ion metálico (“FOR”) con el radical (“MULA”), pero se forma de la reacción:

Ácido + Base (o hidróxido) “FOR – MULA” de la Sal + H(OH)Esta reacción se conoce como reacción de neutralización.Reacción de Neutralización:

H3P1O4 + Cu(OH)2 Cu3(PO4)2 + H2OTambién se puede obtener:

Sal ácida: Fosfato ácido cúpricoH3P1O4 + Cu(OH)2 Cu2(HPO4)2 + H2O

La fórmula de la sal se puede simplificar y queda: Cu1(HPO4)1

Sal di ácida: Fosfato diácido cúpricoH3P1O4 + Cu(OH)2 Cu1(H2PO4)2 + H2O

Sal básica: Fosfato básico cúpricoH3P1O4 + Cu(OH)2 Cu(OH) 3(PO4)1 + H2O

4.3. Sal Haloidea:

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Con un metal M de valencia V y no-metal de valor típico T, no se requiere el valor de V para el no-metal.

M+ O2 Óxido

M2Ov

+ H2O Hidróxido

M1(OH)V

Sal haloidea + H2O

M+ H2 Ácido

HTM

EJEMPLO:Obtener a partir de sus elementos la SAL HALOIDEA con metal Fe de valencia V = 2oso y no-metal S de T = 2.

Trabajo con el metal:

a. Formación del óxido (M2OV): Fe + O2 Fe2O2 (Simplificando FeO): óxido ferroso.

b. Formación del hidróxido (M1(OH)V):FeO + H2O Fe(OH)2: hidróxido ferroso.

Trabajo con el no-metal:a. Formación del ácido ( HTM1 ) :

S + H2 H2S1: ácido sulfhídrico.

Fórmula de la Sal:Con el ion metálico Fe2+ (de V = 2) y el radical haloideo S2- (de V = 2),la “FOR – MULA” de la sal queda Fe2S2:(Simplificada FeS): Sulfuro ferroso.

Formación de la Sal (Reacción de Neutralización):H2S + Fe (OH)2 FeS + H2O

También se puede obtener:

Sal ácida: sulfuro ácido ferrosoH2S + Fe(OH)2 Fe1(HS)2 + H2O

Sal básica: Sulfuro básico ferrosoH2S + Fe(OH)2 Fe(OH) 2S1 + H2O

5. NORMAS DE NOMENCLATURA

5.1Sistema Funcional (Racional o Radical)Método más antiguo, aún se emplea en el campo científico, de Ingeniería, Médico y en la Industria. Aunque es el más usado la IUPAC (Unión

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Internacional de Química Pura y Aplicada) no lo recomienda, pero al nombrar los ácidos oxácidos y los radicales oxisales tiene que renegar y aceptarlo.5.1.1 Nombre Del Elemento Según Su Valencia De Trabajo

EN ESPAÑOL EN INGLES SIGNIFICADO

~ OSO ~ OUS Sufijo que indica “menor que”.

~ ICO ~ IC Sufijo que indica “mayor que”.

HIPO ~ HYPO ~ Prefijo que indica “menor que”.

PER ~ PER ~ Prefijo que indica “mayor que”.

HIPO ~ OSO HYPO ~ OUS Mezcla de prefijo y sufijo que indica “menor que el menor”.

PER ~ ICO PER ~ IC Mezcla de prefijo y sufijo que indica “mayor que el mayor”

5.1.2 Norma De Nomenclatura GeneralNombres en los grupos funcionales cuya fórmula general esté en términos de “V” (valencia del elemento), es decir, esta es una norma de nomenclatura general ya que 7 de los 8 grupos funcionales planteados la poseen y son:HIDRURO M1HV En estos casos el nombre se establece así: Nombre

del grupo funcional (la “MULA”) y nombre del elemento metal o no-metal según su valencia.

ÓXIDO M2OV

HIDRÓXIDO M1OV

ANHIDRIDO (otro óxido) M2OV

ÁCIDO ORTO HT M 1Oss En estos casos el nombre se establece así: Nombre del grupo funcional ácido orto, meta o piro y nombre del no-metal según su valencia.

ÁCIDO META HT-2M1Oss -1

ÁCIDO PIRO H2T-2M2O(T+V -1)

NOTA: Como el ácido ORTO es el oxiácido normal se puede omitir la palabra ORTO.

5.1.3 Norma De Nomenclatura ParticularPara el único grupo funcional que no depende del valor de “V”, que es el ÁCIDO HIDRÁCIDO (HTM1) su nombre se establece así:En Español: ACIDO ~ HÍDRICOEn Inglés: HYDRO ~ IC ACIDEs decir a la raíz del nombre del elemento se le asigna el sufijo HÍDRICO, Ejemplos: Ácido Clorhídrico, Ácido Fluorhídrico.Este nombre se asigna si el ácido está en solución acuosa (generalmente), si NO está en solución acuosa el nombre es:En Español: ~ URO DE HIDRÓGENOEn Inglés: HYDROGEN ~ IDEEjemplos: Cloruro de Hidrógeno, Sulfuro de Hidrógeno.

5.1.4 Norma De Nomenclatura Para Iones Metálicos (Por ser de carga positiva se constituyen en la “FOR” de la sal y su valencia es el valor de su carga)

Para nombrar los iones metálicos primero indicamos la basicidad (si existe) y a continuación el nombre del metal según su valencia (~ICO / OSO). La basicidad se indica con la palabra básico, dibásico, tribásico, etc. dependiendo del número de OH que aún posee el ion.

25


En español En inglésBásico M

ico basic

M

ic Dibásico o Dibasic oTribásico oso Tribasic ous

5.1.5 Normas De Nomenclatura Para Radicales (Por ser de carga negativa se constituyen en la “MULA” de la sal y su valencia es el valor absoluto de su carga).

Para nombrar el radical, hay dos posibilidades:RADICAL HALOIDEO (no tiene oxígenos): El nombre se determina escribiendo la raíz del nombre del elemento (~) luego el sufijo URO y por último se indica la acidez (si existe), con la palabra ácido, diácido, triácido, etc. dependiendo del número de H que aun posea el radical:

En español: ~URO (ACIDEZ)En inglés: (HYDROGENS) ~IDERADICAL OXISAL: Puede ser ORTO o META o PIRO y el nombre del elemento se asigna según su valencia pero con el sufijo cambiado así:

En Español: En Inglés:

ICO cambia a ATO IC cambia a ATE

OSO cambia a ITO OUS cambia a ITE

Luego se indica la acidez (si existe).5.1.6 Norma De Nomenclatura Para SalesPara nombrar una sal se nombra el radical (la “MULA”) y luego el ion metálico (la “FOR”)

5.2NOMENCLATURA IUPAC

5.2.1 COMPUESTOS BINARIOS IONICOS (HIDRURO, HIDRÓXIDO, ÓXIDO)

Para nombrar estos compuestos se establece el nombre del grupo funcional luego la preposición de seguida del nombre del metal y por último entre paréntesis se indica con un número romano la valencia del metal, si el metal es monovalente el número romano se puede omitir (esta norma se conoce como stock).

Ilustraciones:FeH2 Hidruro DE Hierro (I I)MgO Óxido DE Magnesio (I I) O Óxido de magnesioCu(OH)2 Hidróxido DE Cobre (I I)

5.2.2 COMPUESTOS BINARIOS COVALENTES (ANHÍDRIDOS, Y COMBINACIONES M - M)

26


Su nombre se obtiene indicando las proporciones elementales empleando un sistema de prefijos para ambos elementos mencionando primero la “MULA”. Los prefijos son:

MONO (1) Casi siempre se omiteDI (2)TRI (3)TETRA (4)PENTA (5)

Esta norma se conoce como Estequiométrica.Ilustraciones:CO MONOxido DE Carbono (Aquí no se omite el MONO)CO2 DIóxido DE CarbonoCℓ2O5 PENTóxido DE Di cloroCCℓ4 TETRAcloruro DE Carbono

5.2.3 ACIDOS BINARIOS (HIDRÁCIDOS)Se nombran como ya está planteado en el numeral 4.1.3.

5.2.4 ACIDOS TERNARIOS (OXÁCIDOS)Se nombran como ya está planteado en el sistema funcional:CRÍTICA: Aunque la nomenclatura IUPAC no recomienda el sistema funcional, para estos ácidos tiene que usar el sistema criticado.

5.2.5 RADICALESRecuerde que hay dos posibilidades:a. RADICAL HALOIDEO (no tiene oxígenos): El nombre se determina

indicando la acidez (si existe) y luego la raíz del nombre del elemento ~ con el sufijo URO.

b. RADICAL OXISAL: Puede ser ORTO o META o PIRO, el nombre se determina indicando la acidez (si existe) y luego el nombre del elemento según su valencia pero con el sufijo cambiado como se indicó en el numeral 5.1.5

La acidez se indica con la palabra: Hidrógeno, DIhidrógeno, TRIhidrógeno, etc. Dependiendo del número de hidrógenos que aún posee el radical.

5.2.6 IÓN METÁLICO: Se da el nombre del metal y a continuación entre paréntesis se indica la valencia del metal pero con un número romano, similar a lo planteado en el sistema stock para compuestos iónicos. Ejemplo: Cu2+ Cobre (I I)

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5.2.7 SALES: Se da primero el nombre del radical y luego la preposición DE seguida del nombre del ión metálico.

NOTA : Si la sal es básica, es decir si el ión metálico tiene OH, primero hay que indicar la basicidad con la palabra Hidroxi, DIhidroxi, TRIhidroxi, etc. dependiendo del número de OH que aún posee el ión metálico.NOTAS ADICIONALES: El ácido PIRO del cromo (H2Cr2O7) también se conoce como Dicrómico y

las sales que forman el radical de este ácido (Pirocromatos) también se conocen como Dicromatos.

las sales Mono ácidas (el radical con un hidrógeno) popularmente se identifican como BI, por ejemplo :

Na(HCO3), sus nombres son:Carbonato Ácido Sódico Nombre funcionalHidrógeno Carbonato de Sodio Nombre IUPAC (stock)Bicarbonato de Sodio Nombre popular

6 OTROS GRUPOS FUNCIONALES

6.1 ÓXIDO SALINOEs el resultado de la suma de dos óxidos diferentes de un mismo metal.Ejemplo:Si sumamos Óxido cuproso Cu2O De V = 1

Y Óxido cúprico CuO De V = 2Obtenemos Cu3O2

Que se denomina óxido salino de cobre u óxido cuproso cúprico.NOTA: El número de oxidación del metal en estos compuestos es un valor intermedio entre las valencias del elemento.

X -2

Ilustración: Cu3O2 3(x) + 2(-2) = 0 X = 4/3Observe que: 1 < 4/3 < 2

6.2 SESQUIÓXIDO :Es un caso particular de los óxidos salinos donde la relación entre el oxígeno y el elemento es de 3 a 2, es decir, siempre tiene como fórmula: M2O3, ejemplo:Si sumamos Óxido plumboso PbO De V = 2

Y Óxido Plúmbico PbO2 De V = 4Obtenemos Pb2O3

Que se denomina óxido salino de plomo u óxido plumboso plúmbico o sesquióxido de plomo.Por lo dicho anteriormente, en este caso el número de oxidación del plomo está entre 2 y 4, cuál es?

6.3 PROTÓXIDOSe denomina así al óxido que forma el metal con su menor valencia.Ejemplos: FeO, Cu2O, Hg2O

6.4 SUBÓXIDOEste nombre se le asigna a un óxido que contenga un oxígeno menos del que realmente debería tener según la valencia del elemento.Ejemplo:

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El óxido de plomo de menor valencia es Pb2O2, si le quitamos un oxigeno queda el

Subóxido plumboso: Pb2O1

6.5 PERÓXIDO:Es un óxido donde el compuesto posee un oxigeno de mas del que debería tener según su valencia.Ejemplo: El óxido de sodio es Na2O, si le aumentamos un oxígeno, nos queda Na2O2 (peróxido

sódico, en este caso no se puede simplificar). Un caso particular de uso general es el peróxido de hidrógeno (H2O2) conocido

vulgarmente como agua oxigenada.

6.6 SAL ÁCIDAEn estas sales el radical posee hidrógenos sin sustituir.Ejemplos: Cu(HS)2, Aℓ(HSO4)3, Fe(H2PO4)3

6.7 SAL BÁSICAEn estas sales el ión metálico posee aún grupos OH sin sustituir.Ejemplos: [Aℓ (OH)2]2S , [Cu(OH)]2(SO4) , [Fe(OH)]3(PO4)2

Estas sales se conocen también como “Sal Básica Hidratada”.

6.8 SAL NEUTRASe denomina así a las sales donde: el radical del ácido no posee hidrógenos y el ión metálico no posee grupos OH.Ejemplos: CuCℓ2 , Fe2S3 , Na2(SO4)

6.9 SAL ÁCIDA BÁSICARecuerde: ¡NO EXISTE! (¿Sería agua sal?)

6.10 SAL BÁSICA ANHIDRASe obtiene cuando a una sal neutra se le adiciona su respectivo óxido (óxido formado por el metal de la sal) de valencia 1 o 2.Para nombrar la sal básica anhidra procedemos así: El nombre de la sal original. El nombre del metal de acuerdo a su valencia en el óxido. Las palabras básico anhídro.

Ilustraciones:

Cu(SO4) Sulfato Cúprico

Cu2O Óxido Cuproso

Cu3O(SO4) Sulfato Cúprico Cuproso Básico Anhidro

Cr2(CrO4)3 Cromato Crómico

CrO Óxido Cromoso

Cr3O(CrO4)3 Cromato Crómico Cromoso Básico Anhidro

Fe2S3 Sulfuro Férrico

FeO Oxido Ferroso

Fe3OS3 Sulfuro Férrico Ferroso Básico Anhidro

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NOTA: Si la valencia del metal en la sal original coincide con la valencia del metal en el óxido no se requiere repetir su nombre, ejemplo:

Cu(CℓO4)2 Perclorato Cúprico

CuO Óxido Cúprico

Cu2O(ClO4)2 Perclorato Cúprico Básico Anhidro

Observe que en las sales básicas anhídras existe un oxígeno entre el metal y el radical del ácido.

6.11 COMPUESTO TIOReciben este nombre aquellas sales oxisales en las cuales se cambia un oxígeno por azufre, para nombrarlos se adelanta la palabra TIO al nombre original.

Ilustración:K2(SO4) Sulfato Potásico, si disminuimos un oxígeno y aumentamos un azufre queda: K2(S2O3) Tio Sulfato Potásico.

6.12 SALES DOBLES:Se obtienen al sumar dos sales con el mismo radical pero con diferente metal o igual metal pero de diferente valencia.Para nombrarlos, se da el nombre del radical a continuación la palabra DOBLE y por último el nombre de los metales de acuerdo a su valencia.

Ilustraciones:

K(CℓO3) Clorato Potásico

Ca(CℓO3)2 Clorato Cálcico

KCa(CℓO3)3 Clorato DOBLE Cálcico Potásico

Cu(HS) Sulfuro Ácido CuprosoAg(HS) Sulfuro Ácido Argéntico

CuAg(HS)2 Sulfuro Ácido DOBLE Cuproso Argéntico

NOTA: Si es una sal doble del mismo metal, el número de oxidación de este es un valor intermedio entre sus valencias, ejemplo:

Fe(PO3)3 Meta fosfato Férrico

Fe(PO3)2 Meta fosfato Ferroso

Fe2(PO3)5 Meta fosfato DOBLE Férrico Ferroso

CrS Sulfuro Cromoso

Cr2S3 Sulfuro Crómico

Cr3S4 Sulfuro DOBLE Cromoso Crómico

6.13 SUSTANCIAS ANFOTERASSon aquellas que actúan de acuerdo al medio en cual se encuentran, así : En medio ácido actúan como bases. En medio Básico actúan como ácidos.Ejemplos: Cr2O3, ZnO, Aℓ2O3 , SnO , PbO.

6.14 ACIDOS HIDRÁCIDOS PARTICULARES

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Existen algunos compuestos que sin ser combinación no metal hidrógeno, se tratan como ácidos hidrácidos, los casos particulares más comunes son: HCN Ácido Cianhídrico. HSCN Ácido Sulfocianhídrico.

6.15 COMBINACIONES NO-METAL HIDRÓGENO QUE NO FORMAN ÁCIDO HIDRÁCIDO, (el no-metal NO es muy electronegativo):

Metano (CH4): Existe suficiente información de este compuesto en los textos de química orgánica.

Amoníaco (NH3): Este compuesto en solución acuosa se convierte en NH4(OH) y es una

base (Hidróxido) débil, su constante de ionización a 25ºC vale 1.8 x 10 -5, en algunos

textos la fórmula anterior la escriben como NH3(aq)

Agua (H2O): Existe suficiente información en los textos de Química General.

Fosfina (PH3) : Producto muy tóxico por inhalación, (su tolerancia es 0.3 ppm), se inflama espontáneamente. Usos : Como agente contaminante para componentes electrónicos de estado sólido (ejemplo: diodos luminosos ‘LED’).

Arsina (AsH3): Producto muy tóxico (su tolerancia es 0.05 ppm). Usos : gas de guerra venenoso; el gas puro se emplea como agente de impurificación para componentes electrónicos de estado sólido (ejemplo: diodos luminosos ‘LED’ y diodos láser).

Borano (B2H6): Producto muy tóxico por inhalación (su tolerancia es 0.1 ppm). Usos : combustible para motores y cohetes, agente en electrónica.

Hidracina (N2H4): Es una base bifuncional, posee alta constante dieléctrica (E =52 a 25 ºC). Uso principal: Combustible potencial para cohetería, actualmente se utiliza para corregir rumbos de satélites geoestacionarios (Discovery Channel)

Silano (SiH4): Es el hidruro de Silicio más simple.

NOTA: El número de oxidación del hidrógeno en estas combinaciones es +1, ya que si se escribieran al revés (HM) podrían ser confundidos con ácidos.

NOTA MUY IMPORTANTE, DE USO MUY FRECUENTE TENEMOS: TETRACLORURO DE CARBONO (CCℓ4): Que posee muchas

aplicaciones ya que es refrigerante, desengrasante de metales, fumigante para agricultura, útil en la producción de semiconductores. Se debe tener mucho cuidado en su manipulación ya que es muy tóxico (su tolerancia es 10 ppm), su toxicidad se manifiesta por ingestión, inhalación y absorción cutánea..

TRICLOROETILENO (CHCℓ:CCℓ2): El cual se usa como desengrasante de metales; disolvente de extracción de aceites; grasas, ceras, disolvente de colorantes; limpieza en seco; refrigerante y líquido intercambiador de calor; Síntesis orgánica; fumigante; medicina (anestésico); partes

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electrónicas de lavado y secado. Es muy tóxico por inhalación, moderadamente por ingestión y absorción por la piel (su tolerancia es 100 ppm). Además es inflamable. .

Como se podrá dar cuenta lo anterior es un aviso de precaución

Taller.Valencias de algunos metales:

Grupo I: Li(litio), Na (sodio), K (potasio) Grupo I I: Be (berilio) , Ca (calcio), magnesio (Mg); no confundir con manganeso (Mn)

Grupo I I I: Al(aluminio) Grupo I V: plomo (Pb de plumbum) estaño (Sn)Cobre (Cu de cuprum):2 y 1 Oro (Au de aurum): 3 y 1 Plata (Ag de argentum): 13 y 2 para: hierro (Fe de ferrum), Níquel (Ni), cobalto (Co), cromo (Cr), manganeso (Mn)

1. Combinar con Hidrógeno, oxigeno, hidrógeno y oxígeno a los siguientes elementos de valencia ico, (hay que hacer la fórmula y su respectivo nombre): cloro, yodo, bromo, azufre. Selenio y telurio.

2. Combinar con Hidrógeno, oxigeno, hidrógeno y oxígeno a los siguientes elementos de valencia ico, (hay que hacer la fórmula y su respectivo nombre): nitrógeno, fósforo, arsénico, carbono, silicio y

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boro. Nota: estos elementos por no ser muy electronegativos no forman ácido hidrácido (lea el numeral 5.15).

3. Combinar con Hidrógeno, oxigeno, hidrógeno y oxígeno a los siguientes elementos de valencia ico, (hay que hacer la fórmula y su respectivo nombre): sodio, potasio, magnesio, calcio, hierro, cobre, oro, plata, mercurio, estaño, plomo.

4. Establecer la fórmula de los siguientes compuestos.a. Hidruro ferroso, Hidruro sódico, Hidruro cuproso, Hidruro

alumínico, Hidruro auroso, Hidruro potásico, Hidruro berílico, Hidruro lítico, Hidruro magnésico, Hidruro plumboso, Hidruro cúprico, Hidruro estannoso.

b. Hidróxido ferroso, Hidróxido sódico, Hidróxido cuproso, Hidróxido alumínico, Hidróxido auroso, Hidróxido potásico, Hidróxido berílico, Hidróxido lítico, Hidróxido magnésico, Hidróxido plumboso, Hidróxido cúprico, Hidróxido estannoso, Hidróxido férrico, Hidróxido plúmbico.

c. Ácido bórico, ácido bórico, ácido carbónico, ácido silícico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido clórico, ácido brómico.

d. Ácidos oso, para los siguientes no-metales: nitrógeno, arsénico, fósforo, azufre, cloro y bromo.

e. Óxido plúmbico, óxido aurico, óxido cuproso, óxido ferroso, óxido sódico, óxido alumínico, óxido auroso, óxido potásico, óxido berílico, óxido lítico, óxido magnésico y óxido cúprico, óxido crómico.

f. Ácido perclórico, ácido permangánico, ácido peyódico.

g. Bromato ferroso, yodito sódico, sulfito cuproso, selenito alumínico, clorato auroso, hipobromito potásico, nitrato berílico, carbonato lítico, hiposulfito férrico, fosfato plúmbico, fosfito cúprico, borato estannoso, silicato aurico.

h. Sulfuro ferroso, sulfuro plumboso, cloruro sódico, bromuro cálcico, yoduro cúprico, fluoruro cálcico, yoduro cuproso.

5. Nombrar los siguientes compuestos: 1. NaH 2. FeO 3. Cu(OH)2 4. Cℓ2O 5. HCℓ

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6. H2S 7. H2SO4 8. CaH2 9. Fe(OH)3 10. PbO2

11. HI 12. Ag2S 13. H2CO2 14. H3PO3 15. Fe(CℓO3)3

16. Cu3(PO3)2 17. K2O 18. Br2O5 19. KMnO4 20. Cr(OH)2

21. Ca(NO3)2 22. HNO3 23. Cu(CrO4) 24. H2Te 25. H2SO3

26. H2SO2 27. Au(OH)3 28. Pb(OH)2 29. CuH2 30. H3PO4

6. Taller de neutralización.

Tenga en cuenta que luego del intercambio en la formulación de la sal que los subíndices T y V se deben de simplificar.

Hacer la reacción DE NEUTRALIZACIÓN, nombrar el ácido, la base y la sal, balancear por tanteo y calcular el valor del factor equivalente gramo (E) de reactivos y de productos en los siguientes casos:

1.Hidróxido ferroso más ácido bórico 2.Hidróxido ferroso más ácido carbónico 3. Hidróxido ferroso más ácido silícico 4.Hidróxido ferroso más ácido nítrico5. Hidróxido ferroso más ácido fosfórico 6.Hidróxido ferroso más ácido sulfúrico7.Hidróxido ferroso más ácido clórico 8.Hidróxido ferroso más ácido brómico9.Hidróxido ferroso más ácido perclórico 10.Hidróxido ferroso más ácido nitroso

1. Las neutralizaciones anteriores pero con hidróxido sódico2. Las neutralizaciones anteriores pero con hidróxido cuproso3. Las neutralizaciones anteriores pero con hidróxido alumínico4. Las neutralizaciones anteriores pero con hidróxido auroso5. Las neutralizaciones anteriores pero con hidróxido potásico6. Las neutralizaciones anteriores pero con hidróxido berílico7. Las neutralizaciones anteriores pero con hidróxido lítico

Realizar la reacción de neutralización para obtener:1. Bromato ferroso 2. Yodito sódico3. Sulfuro ferroso 4. Sulfito cuproso5. Selenito alumínico 6. Sulfuro plumboso7. Clorato auroso 8. Hipobromito potásico9. Cloruro sódico 10. Cloruro sódico11. Hipobromito potásico 12. Bromuro cálcico13. Yoduro cúprico 14. Nitrato berílico15. Carbonato lítico 16. Fluoruro cálcico17. Hiposulfito férrico 18. Fosfato plúmbico19. Yoduro cuproso 20. Fosfito cúprico21. Borato estannoso 22. Silicato aurico23. Perclorato crómico. 24. Cromato férrico25. Sulfuro plumboso 26. Carbonato magnésico

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27. Permanganato potásico 28. Permanganato potásico29. Cloruro cúprico 30. Nitrato cálcico31. Carbonato magnésico 32. Hipoclorito sódico

7. Obtener a partir de sus elementos:

a. Perclorato crómico. (aquí el cromo es metal)b. Permanganato potásico.c. Cromato férrico. (aquí el cromo es no-metal)d. Cloruro cúprico.e. Sulfuro plumboso.f. Nitrato cálcico.g. Carbonato magnésico.h. Sulfato alumínico.i. Hipoclorito sódico

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7. APÉNDICE7.1 Justificación del cambio metodológico.En vista de que en los textos existe una serie de metodologías que llevan a errores al aplicarlas y que generan cierto grado de dificultad para que el estudiante se apersone del conocimiento en una forma crítica y analítica, he planteado en este documento una metodología más integral que genere en forma general y amena la aplicabilidad para cada caso particular, logrando con ello subsanar los inconvenientes encontrados en las metodologías clásicas.A continuación planteo los casos encontrados en la literatura clásica que generan inconvenientes de aprendizaje y errores de aplicación, pero lo más importante no es mostrar problemas sino plantear soluciones a los casos encontrados.

7.2 Errores en textos clásicos

7.2.1 Caso No. 1, “Ácidos de memoria”En textos como ISBN-9684229852 de origen americano establecen:“Un ácido ternario común (sic) de cada no-metal se designa (en forma arbitraria (sic)) como ácido-ico, es decir, se nombra diciendo la raíz del ácido (sic) terminada en –ico. Los ácidos ternarios de este tipo se indican en la siguiente tabla. No hay ácidos ternarios de terminación -ico para los no metales que se omiten (sic). Es importante aprender los nombres y fórmulas de estos ácidos de memoria (sic) porque los nombres de los demás ácidos ternarios y sales se derivan de ellos”.Grupo periódico de elementos centrales

IIIA IVA VA VIA VIIAH3BO3

Ac. BóricoH2CO3

Ac. CarbónicoHNO3

Ac. NítricoH4SiO4

Ac. SilícicoH3PO4

Ac. FosfóricoH2SO4

Ac. SulfúricoHCℓO3

Ac. ClóricoH3AsO4

Ac. ArsénicoH2SeO4

Ac. SelénicoHBrO3

Ac. BrómicoH6TeO6 (Sic)

Ac. TelúricoHIO3

Ac. YódicoNOTA: Sic significa copia textual aunque no estoy de acuerdo

.COMENTARIOS

Sic 1, “Ácido ternario común”. El texto hace referencia al ácido normal o orto pero no menciona los ácidos anormales meta y piro que algunos no metales forman.

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Sic 2, “en forma arbitraria”. El autor desconoce que el sufijo ICO y el sufijo OSO son sufijos comparativos y se emplean para indicar con que valor relativo de valencia trabaja el no-metal.

Sic 3, “La raíz del ácido terminada en ico”. Todos somos humanos, esto es un eleve, lo que termina en ico es la raíz del nombre del elemento.

Sic 4, “No hay ácidos ternarios de terminación –ico para los no metales que se omiten”. Este comentario puede inducir a un sofisma de negar la existencia de algunos ácidos –ico que si existen y que generan sales que también existen como por ejemplo:Ácido Crómico: H2CrO4 y ácido Mangánico: H2MnO4.

Sic 5, “Es importante aprender los nombres y fórmulas de estos ácidos de memoria”. Con esto lo único que consigue es hacerle creer al los estudiantes que la química está en un pedestal y que el profesor está inalcanzable en dicho pedestal y por lo tanto el “club de amigos de la química” sería una especie en vía de extinción. Esto es un paradigma innecesario.

Sic 6, “H6TeO6 ácido telúrico”. Aquí alguien se equivocó porque el ácido telúrico tiene por fórmula H2TeO4, pero es dihidratado, H2TeO4. 2H2O, y a alguien le dio por contar: H hay 6, Te hay 1 y O hay 6 (factor común para reducir a la mínima expresión?)

...y sigue el texto:“Los ácidos que tienen un átomo de oxígeno menos por átomo central se nombran del mismo modo, con excepción que el sufijo ICO se cambia a OSO”

COMENTARIOEsta es una tentativa de relacionar los ácidos –OSO con los ácidos –ICO (aprendidos de memoria). Sólo existe una discrepancia que es H6TeO5

cuando en realidad es H2TeO3.

...continúa el texto:“Los ácidos ternarios que tienen un átomo de oxígeno menos que los ácidos -OSO se nombran usando el prefijo HIPO y el sufijo –OSO”

COMENTARIOEsta norma induce al estudiante a generar los ácidos HIPO-OSO para el Boro, para el Carbono y para el Silicio que no existen, además el ácido Hipoteluroso sería H6TeO4 que si existe pero su fórmula es H2TeO2.La efectividad de esta norma es del 67% (8 correctos de 12 posibles).

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...y continúa el texto:“Los ácidos que contienen un átomo de oxígeno mas por átomo de no-metal central que el ácido –ICO se nombran con el prefijo PER y el sufijo –ICO”.COMENTARIOEsta norma induce a generar los ácidos PER-ICO para los no metales B, C, Si, N, P, As, S, Se y Te que no existen, también los ácidos PER-ICO para los no metales Cl, Br, I que si existen, pero no inducen al Permangánico (HMnO4) generador de las sales Permanganato de amplio uso como agente oxidante.Efectividad de esta norma: 13% (3 correctos de 13 posibles).

7.2.2 Caso No. 2. Ácidos orto, meta y piro, propuesta “general” con muchas excepciones.En textos como ISBN8430730249 de origen español hacen un intento de definir los ácidos orto (normal) y los anormales meta y piro, así:“Para las columnas impares”:

PREFIJO FORMA QUE INDICAMeta 1 anhídrido + 1 H2OPiro 1 anhídrido + 2 H2OOrto 1 anhídrido + 3 H2O

COMENTARIOCuando ilustran su uso sólo lo aplican para los no metales B, P y As (los que tienen T = 3), pero nunca para Cℓ, Br, I, N (nosotros ya sabemos que por poseer T=1 estos ácidos son anormales y no existen para estos elementos)....sigue el texto:“Para las columnas pares”:

PREFIJO FORMA QUE INDICAMeta 1 anhídrido + 1 H2OPiro 2 anhídrido + 1 H2OOrto 1 anhídrido + 2 H2O

COMENTARIOCuando ilustran su uso lo aplican para el S, Se y Te, pero solo la definición orto y piro y nunca la del meta (nosotros ya sabemos que como T = 2 el meta no existe para ellos). Para el Si que si tiene meta (ya que T=4) no pueden usar las definiciones anteriores ya que no cumple la del piro, para el Si hay que definir que:Piro = 2 anhídrido + 3 H2O

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Cap 3 Nomenclatura