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ACTIVIDAD I – ELEMENTOS Y COMPUESTOS – NUMERO DE OXIDACION
ACTIVIDAD I
TEMARIO:
Materia - Atomo - Elemento - Sustancia : elementos y compuestos - Mezclas - Molécula - Atomicidad - Símbolo de los elementos químicos - Número de oxidación
- Electronegatividad - Ejercitación.
Desarrollo
MATERIA : todo lo que posee masa, inercia y ocupa un lugar en el espacio.
ATOMO : es la menor porción de materia que puede reaccionar químicamente y forma parte de las moléculas.
ELEMENTO : es el constituyente común de una sustancia simple y sus variedades alotrópicas (diferentes agrupamientos moleculares o cristalinos en que pueden presentarse las sustancias simples, en un mismo estado de agregación). Ejemplos : O 2 = sustancia simple: oxígeno (g) estado de agregación O 3 = variedad alotrópica: ozono (g) gaseoso
constituyente común: elemento oxígeno También se da el nombre de elemento (genéricamente) a los átomos de la tabla periódica.
SUSTANCIA : porción de materia con propiedades físicas y químicas propias. Ejemplos : cloruro de sodio (sal de mesa) óxido de calcio (cal viva) agua cobre etc.
Sustancias elementales o simples : sustancias formadas por uno o más átomos de un mismo elemento, unidos químicamente Ejemplos : O 2 ; O 3 ; N 2 ; Cl 2 ; He; Ar; Cu; Ag; etc.
Sustancias compuestas : sustancias formadas por dos o más átomos de diferentes elementos unidos químicamente. Ejemplos : Ca(OH) 2 - hidróxido de calcio (cal apagada) NaHCO 3 - bicarbonato de sodio NaCl - cloruro de sodio
MEZCLAS : asociación de dos o más sustancias diferentes, las que conservan sus propiedades individuales
MODULO DE QUIMICA - INTRODUCCION A LA QUIMICA
La proporción de los componentes de una mezcla es variable y no existe unión química entre las sustancias.
MOLECULA : es la menor porción de sustancia que se encuentra al estado libre, es eléctricamente neutra y conserva las propiedades del todo. Se representa mediante la fórmula molecular. Ejemplos : CaO - óxido de calcio HCl - cloruro de hidrógeno H 2 - hidrógeno Cl 2 - cloro Na - sodio
ATOMICIDAD : es el número total de átomos que forman la molécula. Para determinar la atomicidad es necesario conocer la fórmula molecular de una sustancia.
- los gases nobles presentan moléculas monoatómicas
- los halógenos (Cl 2 , Br 2 , I 2 , F 2 ) y los gases nitrógeno (N 2 ), hidrógeno (H 2 ) y oxígeno (O 2 ) presentan moléculas diatómicas
- Los metales al estado libre presentan moléculas monoatómicas (Na, K, Cu, Ag, etc.) Ejemplos :
sustancias fórmula molecular atomicidad nitrógeno N 2 2 oxígeno O 2 2 ozono O 3 3 helio He 1 calcio Ca 1 anhídrido sulfuroso SO 2 3 pentóxido de difósforo P 2 O 5 7
SIMBOLO DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS : son abreviaturas (1, 2 ó 3 letras) que derivan del nombre del elemento en latín. La presencia del símbolo representa un átomo de un elemento, cuantitativamente. Símbolo de una letra : coincide con la primera letra del nombre del elemento en latín y siempre en mayúscula Símbolo de dos letras : se usa cuando la primera letra ha sido asignada a otro elemento. La primera letra es la del nombre en latín y en mayúscula; la segunda letra es otra característica del sonido de dicho nombre , pero en minúscula. Ejemplos : nombre en Castellano nombre en Latín símbolo Nitrógeno Nitrum N Sodio Natrium Na Fósforo Phosphorus P Potasio Kalium K Azufre Sulphur S Antimonio Stibium Sb
Símbolo de tres letras : nomenclatura especial usada para elementos a partir de z = 110.
MODULO DE QUIMICA - INTRODUCCION A LA QUIMICA
Símbolo Nombre Números de oxidación más comunes cloro bromo iodo flúor bario cinc aluminio estaño plomo carbono azufre selenio cromo wolframio plata manganeso hidrógeno oxígeno
2.-A partir del cuadro anterior, agrupar los elementos más electronegativos y menos electronegativos, según su ubicación en la tabla periódica. (no considerar los elementos que se encuentran inmediatamente debajo y arriba de la escalera) 2 a.- Elementos más electronegativos : ........................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ 2 b.- Elementos menos electronegativos : .................................................................... ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................
3.-A partir del ejercicio 1, agrupe los elementos con igual número de oxidación. Observe su ubicación en la tabla periódica. ¿Qué conclusión obtiene? (Considere solo los elementos representativos - grupos A) ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................
4.-Indicar, de acuerdo al cuadro del ejercicio 1, entre qué valores extremos varían los números de oxidación. ................................................................................................................................
ACTIVIDAD I – ELEMENTOS Y COMPUESTOS – NUMERO DE OXIDACION
5.-Dadas las siguientes sustancias, indique: a.- ozono : O 3 Atomicidad: ¿Sustancia Elemental?: ¿Molécula?: Número de Oxidación del O:
b.- xenon: Xe Atomicidad: ¿Sustancia Elemental?: ¿Molécula?: Número de Oxidación:
c.- anhídrido carbónico: CO 2 Atomicidad: ¿Sustancia Elemental?: ¿Molécula?: Número de Oxidación del C: Número de Oxidación del O:
d.- hidrógeno: H 2 Atomicidad: ¿Sustancia Elemental?: ¿Molécula?: Número de Oxidación del H:
e.- sulfuro de hidrógeno: H 2 S Atomicidad: ¿Sustancia Elemental?: ¿Molécula?: Número de Oxidación del S: Número de Oxidación del H:
f.- cobre: Cu Atomicidad: ¿Sustancia Elemental?: ¿Molécula?: Número de Oxidación:
g.- sodio: Na Atomicidad: ¿Sustancia Elemental?: ¿Molécula?: Número de Oxidación:
h.- hidrógeno: H Atomicidad: ¿Sustancia Elemental?: ¿Molécula?:
Nota: Responder Si ó No a las preguntas.
ACTIVIDAD I – ELEMENTOS Y COMPUESTOS – NUMERO DE OXIDACION
Clasificación de las sustancias inorgánicas
Sustancias simples ó Elementos: O 2 , O 3 , N 2 , Fe, Cu, etc.
Metálicos: NaH, CaH 2 , etc. Hidruros: No metálicos HCl(g), H 2 S(g), etc.
Hidrácidos: HCl(aq), H 2 S(aq), etc.
Sustancias Sales neutras derivadas de hidrácidos: NaCl, K 2 S, Binarias etc.
Acidos: CO 2 , SO 2 , etc. Oxidos: Básicos: Na 2 O, Fe 2 O 3 , etc.
Peróxidos: H 2 O 2 , Na 2 O 2 , etc.
Sustancias Sustancias Inorgánicas Compuestas ó Oxácidos: HNO 3 , H 2 CO 3 , etc. Compuestos Hidróxidos ó Bases: NaOH, Ca(OH) 2 , etc.
Sustancias Sales neutras derivadas de oxácidos Ternarias (oxosales): KNO 3 , Na 2 SO 4 , CaCO 3 , etc.
Sales ácidas derivadas de hidrácidos: NaHS, KHS, etc.
Sales de amonio derivadas de hidrácidos: NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 S, etc.
Sales ácidas derivadas de oxácidos: KHSO 4 , NaHCO 3 , etc.
Sustancias Sales básicas: MgOHCl, (CuOH) 2 CO 3 , etc. Cuaternarias Sales dobles: NaKSO 4 , KAl(SO 4 ) 2 , etc.
Oxosales de amonio: (NH 4 ) 2 SO 4 , NH 4 ClO, etc. (Excepto nitrato de amonio)
MODULO DE QUIMICA - INTRODUCCION A LA QUIMICA
Ejemplo: (regla 7) Iones monoatómicos Carga
Número de Oxidación Na+^ 1+ + Ca2+^ 2+ + S2-^ 2- -
8.-La suma algebraica de los números de oxidación de todos los átomos de un ion poliatómico, es igual a su carga eléctrica. Ejemplo : Iones poliatómicos Carga
Número de oxidación
suma algebraica
CO 3 2-^ 2-
C : + O : -2 +4 + (-2).3 = -
SO 4 2-^ 2-
S : + O : -2 +6 + (-2).4 = -
9.-La suma algebraica de los números de oxidación de los átomos de un compuesto neutro, multiplicado por el número de cada átomo, es cero (0). Ejemplo : Compuesto neutro
Número de oxidación
suma algebraica
HCl
Cl : - H : +1 -1 +1 = 0
KNO 3
K : + N : + O : -2 +1 +5 + (-2).3 = 0
REGLAS DEL NUMERO DE OXIDACION CRUZADO PARA OBTENER LA
FORMULA QUIMICA DE COMPUESTOS BINARIOS (no puede aplicarse a peróxidos y compuestos del Hg(I), respecto a la regla 5).
1.-Dada la nomenclatura de un compuesto binario, escribir el símbolo de cada átomo. Indicar arriba y a su derecha el número de oxidación correspondiente (tener en cuenta las reglas vistas antes). 2.-Ordenar los símbolos de mayor a menor número de oxidación; esto significa ordenarlos de menos a más electronegativos (si es necesario usar la tabla de electronegatividades). 3.-Para compuestos inorgánicos neutros (de los que nos ocuparemos en adelante), la suma algebraica de los números de oxidación, multiplicados por el número de cada átomo, debe ser igual a cero (0). En esto se basa el método, que implica colocar como subíndice de cada átomo, el valor (sin signo) del número de oxidación del otro átomo. 4.-El símbolo indica la presencia de 1 átomo en la fórmula química de un compuesto, por lo que el subíndice 1 se omite; siempre que sea mayor que 1 debe indicarse. 5.-La fórmula química de los compuestos debe representar la menor cantidad de átomos que permita la neutralidad, por lo cual siempre que sea factible se divide a ambos subíndices por el mayor número posible (simplificar). Para los peróxidos y compuestos de Hg(I) no puede aplicarse esta regla.
MODULO DE QUIMICA - INTRODUCCION A LA QUIMICA
HIDRUROS : son compuestos binarios cuya fórmula química contiene hidrógeno y otro elemento (metálico ó no metálico). El elemento unido al hidrógeno (H), actúa con su menor número de oxidación.
Hidruros metálicos o iónicos o salinos : su fórmula química contiene hidrógeno y un elemento metálico. Ejemplos : NaH, CaH 2
Hidruros no metálicos : su fórmula química contiene hidrógeno y un elemento no metálico. Ejemplos : HCl, H 2 S
Nomenclatura Hidruros metálicos : se antepone la palabra hidruro a la preposición de , seguida del nombre del elemento metálico. Ejemplos : LiH - hidruro de litio CaH 2 - hidruro de calcio
Hidruros no metálicos : nombre del elemento no metálico , terminado en uro , seguido de de hidrógeno Ejemplos : H 2 S - sulfuro de hidrógeno HCl - cloruro de hidrógeno HI - yoduro de hidrógeno Excepciones : H 3 N - amoníaco AsH 3 - arsina SbH 3 - estibina H 4 C - metano
Ejercitación : 1.-Escribir las fórmulas químicas de los siguientes hidruros, aplicando las reglas del número de oxidación cruzado. hidruro de calcio ........................................ bromuro de hidrógeno ............................... hidruro de potasio ...................................... sulfuro de hidrógeno .................................. metano ....................................................... 2.-Dadas las siguientes fórmulas químicas, escriba la nomenclatura correspondiente. HCl ..................................................................................................................... NaH .................................................................................................................... HI ....................................................................................................................... HF ...................................................................................................................... H 3 N ....................................................................................................................
ACTIVIDAD I – ELEMENTOS Y COMPUESTOS – NUMERO DE OXIDACION
ACIDOS HIDRACIDOS : su fórmula química contiene hidrógeno y elemento no metálico. Se obtienen por disolución de los halogenuros de hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno en agua (que se encuentran al estado gaseoso) Ejemplos :
HCl(g) + H 2 O Cl-(aq) + H 3 O+(aq) cloruro de hidrógeno ion cloruro ion hidronio
por convención, el H 3 O+^ , se escribe como H+^ :
HCl(g) + H 2 O Cl-(aq) + H 3 O+(aq) Cl-^ + H+
Lo que sintéticamente puede representarse:
HCl(g) HCl(aq) cloruro de hidrógeno ácido clorhídrico (hidruro) (hidrácido)
Nomenclatura Se antepone la palabra ácido al nombre del no metal terminado en hídrico. Ejemplos: HCl - ácido clorhídrico H 2 S - ácido sulfhídrico
Ejercitación : A partir de los halogenuros de hidrógeno y sulfuro de hidrógeno, escriba la reacción que se produce al disolverlos en agua. Dé sus nomenclaturas. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. .................................................................................................................................
SALES BINARIAS (sales neutras derivadas de hidrácidos): son compuestos cuya fórmula química esta constituida por elemento metálico y elemento no metálico. Ejemplos : NaCl, FeS
Nomenclaturas : 1.- Nomenclatura Clásica a) Elementos metálicos con un solo número de oxidación, por ejemplo Na, Li, K, Ca, etc. Nombre del elemento no metálico , terminado en uro , seguido del nombre del elemento metálico Ejemplos : NaCl - cloruro de sodio K 2 S - sulfuro de potasio
ACTIVIDAD III – COMPUESTOS BINARIOS – OXIDOS BASICOS – OXIDOS ACIDOS
ACTIVIDAD III
TEMARIO:
Compuestos binarios - Oxidos - Oxidos básicos: Definición - Nomenclaturas - Fórmulas químicas - Ejercitación. Oxidos ácidos: Definición - Nomenclaturas - Fórmulas químicas - Ejercitación.
Desarrollo
OXIDOS : son compuestos cuya fórmula química contiene oxígeno y elemento metálico (óxidos básicos) ó no metálico (óxidos ácidos) Ejemplos: CaO, Na 2 O, CO 2 , N 2 O 5
1.- OXIDOS BASICOS : son compuestos cuya fórmula química contiene: oxígeno y elemento metálico. Ejemplos: CaO, Na 2 O, FeO, Fe 2 O 3
El carácter básico se debe a que cuando el óxido reacciona con un ácido da una sal como producto. Los óxidos básicos solubles en agua, dan bases o hidróxidos.
Nomenclaturas: 1.- Nomenclatura clásica o funcional a) Elementos metálicos con un solo número de oxidación (Na, K, Li, Ca, Mg, etc.):
óxido de nombre del metal
Ejemplos: Li 2 O - óxido de litio Al 2 O 3 - óxido de aluminio
b) Elementos metálicos con dos números de oxidación (Fe, Co, Ni, Cu, Sn, Pb, etc.)
nombre del metal terminado en oso (con el menor número de oxidación)
óxido
nombre del metal terminado en ico (con el mayor número de oxidación)
Ejemplos: FeO - óxido ferroso Fe 2 O 3 - óxido férrico
MODULO DE QUIMICA - INTRODUCCION A LA QUIMICA
2.- Nomenclatura Moderna - Sistemática de Stock a) Elementos metálicos con un solo número de oxidación: ídem a la nomenclatura clásica o funcional
b) Elementos metálicos con dos números de oxidación:
óxido de nombre del metal ( número de oxidación del metal en números romanos )
Ejemplo: Fe 2 O 3 - óxido de hierro (III)
3.- Nomenclatura estequiométrica ó de prefijos griegos Número de átomos de oxígeno (monóxido, dióxido, tríoxido etc.), seguido de la preposición de y del número de átomos del elemento metálico con su correspondiente nombre (el prefijo mono se omite respecto del elemento metálico). Ejemplos: Li 2 O - monóxido de dilitio Al 2 O 3 - trióxido de dialuminio FeO - monóxido de hierro Fe 2 O 3 - trióxido de dihierro
Ejercitación: 1.- Dadas las siguientes nomenclaturas de óxidos básicos, escriba las fórmulas químicas correspondientes y las nomenclaturas posibles: óxido mercúrico ............................................................................................ monóxido de diplata ..................................................................................... óxido de níquel (III) ...................................................................................... óxido de estroncio ........................................................................................ monóxido de níquel ...................................................................................... óxido cúprico ................................................................................................ óxido estánnico .............................................................................................
2.- Dadas las siguientes fórmulas químicas de óxidos básicos, escriba las nomenclaturas posibles: CoO ............................................................................................................. SnO 2 .............................................................................................................. BaO .............................................................................................................. PbO .............................................................................................................. Cu 2 O............................................................................................................. Co 2 O 3 ............................................................................................................ MgO ............................................................................................................. SnO ..............................................................................................................
2.- OXIDOS ACIDOS : son compuestos binarios cuya fórmula química contiene oxígeno y elemento no metálico. Ejemplos :
CO 2 , N 2 O 3 , SO 3
MODULO DE QUIMICA - INTRODUCCION A LA QUIMICA
Ejemplos: Cl 2 O - anhídrido hipocloroso Cl 2 O 3 - anhídrido cloroso Cl 2 O 5 - anhídrido clórico Cl 2 O 7 - anhídrido perclórico
2.- Nomenclatura Moderna - Sistemática de Stock
a) Elementos no metálicos que forman óxido ácido con un solo número de oxidación.
óxido de nombre del no metal
Ejemplo: SiO 2 - óxido de silicio
b) Elementos no metálicos que forman óxidos ácidos con más de un número de oxidación
óxido de nombre del no metal ( número de oxidación del no metal en números romanos )
Ejemplos: SO 2 - óxido de azufre (IV) SO 3 - óxido de azufre (VI) Cl 2 O - óxido de cloro (I) Cl 2 O 5 - óxido de cloro (V) Cl 2 O 7 - óxido de cloro (VII)
3.- Nomenclatura estequiométrica o de prefijos griegos Número de átomos de oxígeno (monóxido, dióxido, tríoxido etc.), seguido de la preposición de y del número de átomos del elemento no metálico con su correspondiente nombre (el prefijo mono se omite respecto del elemento no metálico).
Ejemplos: SO 2 - dióxido de azufre SO 3 - trióxido de azufre Cl 2 O - monóxido de dicloro Cl 2 O 5 - pentóxido de dicloro Cl 2 O 7 - heptóxido de dicloro
CASOS ESPECIALES
El cromo (Cr) y el manganeso (Mn) como elementos (con número de oxidación cero) tienen propiedades metálicas; pero cuando actúan con sus mayores números de oxidación (+6 y +7 para Mn y +6 para Cr), poseen carácter no metálico, formando óxidos ácidos y los ácidos oxácidos correspondientes.
ACTIVIDAD III – COMPUESTOS BINARIOS – OXIDOS BASICOS – OXIDOS ACIDOS
(+6) MnO 3 - anhídrido mangánico (+7) Mn 2 O 7 - anhídrido permangánico (+6) CrO 3 - anhídrido crómico
Manganeso con números de oxidación +2 y +3 forma óxidos de carácter básico; con + forma MnO 2 de carácter anfótero. Cromo con números de oxidación +2 y +3 forma óxidos básicos.
Ejercitación: 1.- A partir de las siguientes nomenclaturas de óxidos ácidos, escriba sus fórmulas químicas y otras nomenclaturas posibles: anhídrido hipobromoso..................................................................................... trióxido de difósforo ........................................................................................ óxido de iodo (V) ............................................................................................. heptóxido de dimanganeso............................................................................... trióxido de manganeso ..................................................................................... óxido de cromo (VI) ........................................................................................ anhídrido fosfórico ...........................................................................................
2.- Dadas las siguientes fórmulas químicas, escriba las nomenclaturas posibles: SO 3 ................................................................................................................... N 2 O 3 ................................................................................................................. Br 2 O 7 ................................................................................................................ CO 2 .................................................................................................................. SO 2 ...................................................................................................................
