Formulació Inorgànica
| Des de fa molt de temps, l’home ha anat coneixent cada vegada més tipus de compostos. Al principi se’ls posaven noms comuns a tots ells sense atendre a cap regla, però a mesura que el nombre de compostos coneguts anava augmentant, es va fer necessària la creació d’una sèrie de regles útils tant per anomenar els compostos com per trobar la seva fórmula química. La primera d’elles va ser l’anomenada nomenclatura funcional o tradicional que utilitza sufixos i prefixos per indicar la valència amb la qual estan actuant els elements. Aquests prefixos i sufixos són: |
|
Prefixos |
||||
| Nombre de valències | 1ª València ( la més baixa) | 2ª València | 3ª València | 4ª València (la més alta) |
| 1 |
– ic |
|||
| 2 |
– ós |
– ic |
||
| 3 | – ós | – ic | per – – ic | |
| 4 | hipo–ós | – ós | – ic | per – – ic |
|
Aquesta nomenclatura cada vegada està més en desús, i ha deixat pas a l’anomenada nomenclatura sistemàtica que, al seu torn té dues variants, la nomenclatura de Stock i la estequiomètrica o de nom lectura. La nomenclatura d’Stock indica amb nombres romans la valència amb què actuen els elements sempre que aquests tinguin més d’una, mentre que la nomenclatura estequiomètrica indica amb prefixos grecs el nombre d’àtoms que hi ha a la fórmula química del compost. Com estem veient, per saber formular correctament, és molt important conèixer tant el símbol dels elements com les seves valències. A continuació tens un quadre amb els elements més importants i les seves respectives valències: |
| Nom del grup | Elements | València – | València + |
| Hidrogen | H | – 1 | 1 |
| Grup IA (Alcalins) | Li, Na, K, Rb, Cs, Fr | 1 | |
| Grup IIA (Alcalinoterris) | Be, Mg, Ca, Sr, Ba | 2 | |
| Grup IIIA | B | – 3 | 3 |
| Al, Ga, In | 3 | ||
| Tl | 1, 3 | ||
| Grup IVA | C, Si | – 4 |
2, 4 |
| Ge, Sn, Pb | 2, 4 | ||
| Grup VA | N | – 3 | 1, 2, 3, 4, 5 |
| P, As, Sb | – 3 |
1, 3, 5 |
|
| Bi | 3, 5 | ||
| Grup VIA | O | – 2 | – |
| S, Se, Te | – 2 |
2, 4, 6 |
|
| Po | 2, 4 | ||
| Grup VIIA (Halògens) | F | – 1 | – |
| Cl, Br, I, At | – 1 | 1, 3, 5, 7 | |
| Grup VIIIA, Grup 0 o Gasos Nobles | He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn | – | |
| Metalls de transició | Fe, Co, Ni | 2, 3 | |
| Cr | 2, 3, 6 | ||
| Mn | 2, 3, 4, 7 | ||
| Cu, Hg | 1, 2 | ||
| Zn, Cd | 2 | ||
| Au | 1, 3 | ||
| Ag | 1 | ||
| Pt, Pd | 2, 4 |
|
En aquest apartat veurem els diferents tipus de compostos, les seves fórmules químiques i el nom que tindrien en les nomenclatures abans esmentades. |
1.Combinaciones binàries amb l’hidrogen
1.1. Hidrus metàl·lics
|
Hidrogen + Metall → Hidrur metàl·lic
La fórmula general és MHm (el metall sempre a l’esquerra) on m és la valència del metall. La valència de l’hidrogen és 1.
|
Nomenclatura de Stock:
| hidrur de | (nom del metall ) | ( ) |
| (nom genèric) | (valència del metall en números romans sempre que tingui més d’una) |
Nomenclatura Sistemàtica mitjançant prefixos:
| (prefix numeral) | Hidrur de | nom del metall |
Exemples:
| Nomenclatura | |||
| Fórmula | Stock | Estequiomètrica | |
| NaH | Hidrur de Sodi | Hidrur de Sodi | |
| KH | Hidrur de Potassi | Hidrur de Potassi | |
| CaH2 | Hidrur de Calci | Hidrur de Calci | |
| AlH3 | Hidrur d’Alumini | Hidrur d’Alumini | |
| FeH2 | Hidrur de Ferro(II) | Dihidrur de Ferro | |
| HgH2 | Hidrur de mercuri (II) | Dihidrur de mercuri | |
| AgH | Hidrur de plata | Hidrur de plata | |
| CrH2 | Hidrur de Crom(II) | Dihidrur de Crom | |
| CrH3 | Hidrur de Crom(III) | Trihidrur de Crom | |
1.2. Hidràcids
|
És la combinació de l’hidrogen amb elements no metàl·lics del grup VIA i VIIA. S’anomenen hidràcids perquè en aigua donen dissolucions àcides.
|
| Hidrogen |
+ | no metall | → |
Halur de Hidrogen |
| (F, Cl, Br, I, S, Se, Te) |
(àcid hidràcid en dissolució aquosa) |
|
La seva fórmula és HmX. L’hidrogen es col·loca a l’esquerra i el no metall a la dreta i s’intercanvien valències (m valència del no metall i l’hidrogen amb valència 1) |
Nomenclatura Tradicional:
|
àcid |
nom del no metall – |
– hídric. |
Nomenclatura Sistemàtica:
| Nom del no metall- | -ur de Hidrogen |
Exemples:
|
Nomenclatures |
||
| Fórmula | Funcional | Sistemàtica |
| HF | Ac. Fluorhídric | Fluorur de Hidrogen |
| HCl | Ac. Clorhídric | Clorur de Hidrogen |
| HBr | Ac. Bromhídric | Bromur de Hidrogen |
| HI | Ac. Iodhídric | Iodur de Hidrogen |
| H2S | Ac. Sulfhídric | Sulfur de Hidrogen |
| H2Se | Ac. Selenhídric | Selenïur de Hidrogen |
| H2Te | Ac. Telurhídric | Telurur de Hidrogen |
1.3. Combinaciones amb altres no metalls
|
Són la combinació de l’hidrogen amb els no metalls del grup IIIA, IVA i VA. No presenten propietats àcides amb l’aigua.
|
| Hidrogen |
+ | no metall | → |
Hidrur volàtil |
| (N, P, As, Sb, C, Si, B) |
|
|
La seva fórmula és XHm, on m és la valència del no metall (N,P,As,Sb: 3; C, Si:4; B:3) |
Nomenclatura Tradicional:
|
Tots aquests compostos tenen noms propis admesos per la IUPAC, que són molt utilitzats. |
Nomenclatura Sistemàtica mitjançant prefixos:
| prefix grec nº d’àtoms | Hidrur de | nom del no metall |
Exemples:
|
Nomenclatures |
||
| Fórmula | Tradicional | Sistemàtica |
| H2O | Aigua | —— |
| NH3 | Amoníac | Trihidrur de Nitrogen |
| PH3 | Fosfina | Trihidrur de Fósfor |
| AsH3 | Arsina | Trihidrur de Arsènic |
| SbH3 | Estibina | Trihidruro d’Antimoni |
| CH4 | Metà | Tetrahidrur de Carboni |
| SiH4 | Silà | Tetrahidrur de Silici |
| B2H6 | Diborà | Hexahidrur de dibor |
2.Combinacions binàries amb l’oxigen
Des d’un punt de vista electrònic, els compostos que forma l’oxigen amb la majoria dels elements sol tenir un caràcter bastant iònic, ja que l’oxigen, que és l’element més electronegatiu després del fluor, té una gran tendència a captar dos electrons per adquirir una estructura electrònica de gas noble. Malgrat això, pot formar compostos covalents compartint electrons amb altres no metalls.
2.1. Òxids bàsics (amb metalls)
|
La seva fórmula és MxOy, on x i y són les valències intercanviades de l’oxigen (-2) i el metall(+m), simplificades el màxim possible.
|
Nomenclatura de Stock:
| òxid de | (nom del metall) | ( ) |
| (nom genèric) | (valència del metall en nombres romans sempre que tingui més d’una) |
Nomenclatura Sistemàtica mitjançant prefixos:
| prefix grec | òxid de | prefix grec | nom del metall |
| nº d’àtoms d’oxigen | nº d’àtoms del metall |
Exemples:
| Nomenclatura | |||
| Fórmula | Stock | Sistemàtica | |
| BaO | òxid de Bari | òxid de Bari | |
| Na2O | òxid de Sodi | òxid de Sodi | |
| Al2O3 | òxid d’alumini | òxid d’alumini | |
| CoO | òxid de Cobalt (II) | monoòxid de Cobalt | |
| CuO | òxid de Coure (II) | monoòxido de Coure | |
| Cu2O | Óxid de Coure (I) | monoòxid de dicoure | |
| FeO | òxid de Ferro (II) | monoòxid de ferro | |
| Fe2O3 | òxid de Ferro (III) | Triòxid de diferro | |
| MgO | òxid de Magnesi | òxid de Magnesi | |
| ZnO | òxid de Zinc | òxid de Zinc | |
| SnO2 | òxid d’estany (IV) | diòxid d’estany | |
2.2.Òxids àcids (amb no metalls)
| Oxigen + no metal → òxid àcid (anhídrides). La seva fórmula és MxOy, on x i y són les valències intercanviades de l’oxigen (-2) i el No metall, simplificades el màxim possible, (aquests òxids són compostos covalents). |
Nomenclatura de Stock:
| òxid de | (nom del no metall) | ( ) |
| (nom genèric) | (valència positiva del no metall en números romans) |
Nomenclatura Sistemàtica mitjançant prefixos:
| prefixo grec | òxid de | prefix grec | (nom del no metall) |
| nº d’àtoms d’oxigen | nº d’àtoms del no metall |
Exemples:
| Nomenclatura | |||
| Fórmula | Stock | Sistemàtica | |
| Br2O | òxid de Brom (I) | monoòxid de dibrom | |
| Br2O3 | òxid de Brom (III) | Triòxid de dibrom | |
| Br2O5 | òxid de Brom (V) | Pentaòxid de dibrom | |
| Br2O7 | òxid de Brom (VII) | Heptaòxid de dibrom | |
| SeO | òxid de Seleni (II) | monoòxid de Seleni | |
| SeO2 | òxid de Seleni (IV) | Diòxid de Seleni | |
| SeO3 | òxid de Seleni (VI) | Triòxid de Seleni | |
| CO2 | òxid de Carboni (IV) | Diòxid de Carboni | |
| N2O | òxid de Nitrogen (I) | monoòxid de dinitrogen | |
| N2O3 | òxid de Nitrogen (III) | Triòxid de dinitrogen | |
| N2O5 | òxid de Nitrogen (V) | Pentaòxid de dinitrogen | |
| TeO2 | òxid de Tel·luri (IV) | Diòxid de Tel·lur | |
2.3.Peròxids
|
La seva fórmula és M2O2, (sense simplificar), si el metall és de valència 1 (i també amb l’hidrogen) i MO2, si el metall té valència 2. Amb qualsevol altra valència, els metalls no poden formar peròxids. |
Nomenclatura de Stock:
| Peròxid de | (nom del metall) | ( ) |
| (nom genèric) | (valència del metall en nombres romans iempre que tingui més d’una) |
Exemples:
|
Fórmula |
Stock |
|
Li2O2 |
Peròxid de Liti |
|
Cs2O2 |
Peròxid de Cesi |
|
Ag2O2 |
Peròxid de Plata |
|
MgO2 |
Peròxid de Magnesi |
|
SrO2 |
Peròxid de Estronci |
|
ZnO2 |
Peròxid de Zinc |
|
Cu2O2 |
Peròxid de Coure (I) |
|
CuO2 |
Peròxid de Coure (II) |
|
NiO2 |
Peròxid de Níquel (II) |
|
H2O2 |
Peròxid de Hidrogen |
3.Sals binàries
3.1. Sals de no metall amb metall
| no metal + metal → sal neutra
La seva fórmula és MxXy on x i y són les valències intercanviades entre el metall i el no metall (la seva valència negativa en valor absolut), simplificades al màxim. |
Nomenclatura de Stock:
|
Nom del no metall acabat en |
-ur de |
Nom del metall |
( ) |
|
valència del metall si té més d’una en nombres romans |
Nomenclatura Sistemàtica mitjançant prefixos:
|
(prefix nº d’ atoms) |
Nom del no metall acabat en |
-ur de |
(prefix nº d’àtoms) |
Nom del metall |
Exemples:
| Nomenclatura | |||
| Fórmula | Stock | Estequiomètrica | |
| LiF | Fluorur de Liti | Fluorur de Liti | |
| CaF2 | Fluorur de Calci | Fluorur de Calci | |
| AlCl3 | Clorur d’Alumini | Clorur d’Alumini | |
| CuBr2 | Bromur de Coure(II) | Dibromuo de Coure | |
| MnS | Sulfuo de Manganè(II) | Monosulfur de Manganès | |
| CaTe | Tel·lurur de Calci | Tel·lurur de Calci | |
| KI | Iodur de Potassi | Iodur de Potassi | |
| FeCl2 | Clorur de Ferro(II) | Diclorur de Ferro | |
| NiS | Sulfur de Níquel(II) | Monosulfur de Níquel | |
| K2Se | Seleniur de Potassi | Seleniur de potassi | |
| PtF2 | Fluorur de Platí(II) | Difluorur de Platí | |
| Au2S3 | Sulfur d’or(III) | Trisulfur de Dior | |
3.2.Sals volàtils (sals entre dos NM)
| no metal + no metal → sal volàtil
La seva fórmula és MxXy on x i y són les valències intercanviades entre les dos no metalls, simplificades al màxim possible. Es col·loca a l’esquerra l’element menys electronegatiu. S’anomena igual que les sals anteriors, afegint -ur a l’arrel de l’element més electronegatiu. |
Nomenclatura de Stock:
|
Nom del no metall més electronegatiu acabat en |
-ur de |
Nom del no metall menys electronegatiu |
( ) |
|
valència del no metall menys electronegatiu si té més d’una en nombres romans |
Nomenclatura Sistemàtica mitjançant prefixos:
|
(prefix nº d’ àtoms) |
Nom del no metall més electronegatiu acabat en |
-ur de |
(prefix nº d’àtoms) |
Nom del no metall menys electronegatiu |
Exemples:
| Nomenclatura | ||
| Fórmula | Stock | Sistemàtica |
| BrF3 | Fluorur de Brom (III) | Trifluorur de Brom |
| BrCl | Clorur de Brom(I) | Monoclorur de Brom |
| SeI2 | Iodur de Seleni (II) | Diiodur de Seleni |
| CCl4 | Clorur de Carboni (IV) | Tetraclorur de Carboni |
| CS2 | Sulfur de Carboni (IV) | Disulfur de Carboni |
| BrF5 | Fluorur de Brom (V) | Pentafluorur de Brom |
| B2S3 | Sulfur de Bor (III) | Trisulfur de Dibor |
4.Hidròxids
| òxids bàsics + Aigua → Hidròxids
La seva fórmula és M(OH)m on m és la valencia del metall. L’ió OH– és un ió diatòmic denominat hidròxid de carga global -1.
|
Nomenclatura de Stock:
| hidròxid de | (nom del metall) | ( ) |
| (nom genèric) | (valència del metall en nombres romans sempre que tingui més d’una) |
Nomenclatura Sistemàtica mitjançant prefixos:
| prefix grec | hidròxid de | nom del metall |
| (nº de grups hidròxid) |
Exemples:
| Nomenclatura | |||
| Fórmula | Fórmula | Stock | Estequiomètrica |
| Fe(OH)2 | Fe(OH)2 | Hidròxid de Ferro(II) | Dihidròxid de Ferro |
| NaOH | NaOH | Hidròxid de Sodi | Hidròxid de Sodi |
| Al(OH)3 | Al(OH)3 | Hidròxid d’alumini | Hidròxid d’alumini |
| Hg(OH)2 | Hg(OH)2 | Hidròxid de Mercuri(II) | Dihidròxid de Mercuri |
| KOH | KOH | Hidròxid de Potassi | Hidròxid de Potassi |
| Pb(OH)4 | Pb(OH)4 | Hidròxid de Plom(IV) | Tetrahidròxid de Plom |
| Be(OH)2 | Be(OH)2 | Hidròxid de Berili | Hidròxid de Berili |
| Zn(OH)2 | Zn(OH)2 | Hidròxid de Zinc | Hidròxid de Zinc |
| CuOH | CuOH | Hidròxid de Coure(I) | Monohidròxid de Coure |
| Co(OH)3 | Co(OH)3 | Hidróxid de Cobalt(III) | Trihidròxid de Cobalt |
| Ba(OH)2 | Ba(OH)2 | Hidròxid de Bari | Hidròxid de Bari |
| AuOH | AuOH | Hidròxid d’or(I) | Monohidròxid d’Or |
| Pt(OH)4 | Pt(OH)4 | Hidròxid de Platí(IV) | Tetrahidròxid de Platí |
| Ca(OH)2 | Ca(OH)2 | Hidròxid de Calci | Hidròxid de Calci |
| Au(OH)3 | Au(OH)3 | Hidròxid d’Or(III) | Trihidròxid d’Or |
| Pb(OH)2 | Pb(OH)2 | Hidròxid de Plom(II) | Dihidròxid de Plom |
| AgOH | AgOH | Hidròxid de Plata | Hidròxid de Plata |
5.Oxoácids
|
Són compostos amb propietats àcides, formats per la combinació de hidrogen, oxigen i un no metall, encara que a vegades pot ser un metall de transició. òxids àcids (anhídrides) + aigua → àcids oxoàcids La fórmula d’un àcid oxoàcid es pot obtenir a partir de l’òxid corresponent, sumant-li una molècula d’aigua. La seva fórmula general és HxXyOz on X representa, en la majoria dels casos, un no metall. La IUPAC admet la nomenclatura tradicional d’aquests compostos. |
Nomenclatura Tradicional:
| -ic | |||
|
Àcid |
prefix |
(nom del no metall acabat en) |
|
| -ós | |||
Exemples:
|
Fórmula |
Tradicional |
|
HClO |
Àcid hipoclorós |
|
HClO2 |
Àcid clorós |
|
HClO3 |
Àcid clòric |
|
HClO4 |
Àcid perclòric |
|
H2SO3 |
Àcid sulfurós |
|
H2SO4 |
Àcid sulfúric |
|
H2CO3 |
Àcid carbònic |
|
H2CO2 |
Àcid carbonós |
|
HNO3 |
Àcid nítric |
|
HNO2 |
Àcid nitrós |
|
H2CrO4 |
Àcid cròmic |
ISOMERIA
Definició d’ isòmer
S’anomenen isòmers a aquelles molècules que tenen la mateixa fórmula molecular però diferent estructura. Es classifiquen en isòmers estructurals i estereoisòmers (geomètrics i òptics).
ISÒMERS ESTRUCTURALS
Els isòmers estructurals es diferencien en la forma d’unir els àtoms i es classifiquen en isòmers de cadena, posició i funció.
Isòmers de cadena
Es distingueixen per la diferent estructura de les cadenes cabonades. Un exemple d’aquest tipus d’isòmers són el butà el metilpropà.
Isòmers de posició
El grup funcional ocupa una posició diferent en cada issòmer. El 2-pentanoli el 3-pentanol són isòmers de posició.
Isòmers de funció
El grup funcional és diferente. El 2-butanol i el dietiléter presenten la mateixa fórmula molecular, però pertenyen a famílies diferents (alcohol i éter) i per això es classifiquen com isòmers de funció.
ISÒMERS GEOMÈTRICS
Isomeria cis/trans
Són compostos que es diferencien en la disposició espacial dels seus grups. S’anomenen cis els isòmers geomètrics que tenen els grups funcionals al mateix costat i trans als que els tenen en costats oposats. Poden presentar isomeria geomètrica compostos que contenen dos enllaços o bé siguin cícliques.
cis i trans-2-Butè
En general la notació cis/trans s”utilitza quan existeix al menys un grup igual en els dos carbonis que formen part de doble enllaç.
En aquest cas són els hidrogen (o els metils) els que ens indiquen que són isòmers cis i trans.
cis i trans-1,2-Dimetilciclopentà
També pot utilitzar-se la notació cis/trans en cicloalcans. Així, el cis-1,2-dimetilciclopentà presenta els metils en el mateix costat i el trans en costats oposats.
ISOMERIA ÒPTICA
Definició d’ Enantiòmers
Els enantiòmers són imatges especulars no superponibles. Es caracteritzen per tenir un centre quiral que correspon a un carboni asimètric, és a dir, un carboni unit a quatre grups diferents .
(R) y (S)-1-Brom-1-cloroetà
En els models moleculars es pot veure que les dues molècules són diferents, no es superposen.
La presència d’un carboni asimètric (amb substituients diferents: metil, hidrogen, clor i brom) fa possible que la molècula i la seva imatge especular siguin diferents.
(R) y (S)-AlaninaLa (R) i (S)-Alanina son un altre exemple d’enantiòmers.
La preència d’un carboni unit a quatre substituients diferents (-CH3,-H, -NH2 i -COOH) converteix a l’alanina en un compost quiral i òpticament actiu, amb una imatge especular (enantiòmer) no superponible.
Els enantiòmers i l’activitat òptica
Els enantiòmers presenten propietats físiques idèntiques, amb l’excepció del seu comportament en front a la llum polaritzada. Un enantiòmer gira el pla de la llum polaritzada en el sentit de les agulles del rellotge, és dextrogir (+). L’altre enantiòmer provoa rotació en el sentit de les agulles del rellotge, és levògir (-). Aquest fenomen associat a substàncies quirals es coneix com activitat òptica.
Mesura de la rotació de la llum
La rotació òptica es mesura amb un polarímetre que consta d’una font de llum, un polaritzador del que surt oscil·lant en un únic pla, la cubeta que conté l’enantiòmer i un analitzador que permet mesurar la rotació de la llum.
QUÍMICA BATXILLERAT 