PRINCIPIOS FUNDAMENTALES

INTRODUCCION

En el universo podemos encontrar dos tipos de compuestos los organicos fundamentales en los seres vivos, y los inorganicos presentes en la industria, la agricultura , productos de hogar entre otros. El objetivo principal de este blog es comprender y conocer de manera sencilla y clara  los principios de los comnpuestos inorganicos, su estructura, su funcion en servicio del hombre y en especial  conocer su clasificacion.

Como sabemos la quimica es la rama de la ciencia que estudia la materia en su estructura, composicion, propiedades, y tambien en los  cambios que las sutancias  se someten a las reacciones quimicas relacionada tambien con la energia  la quimica se divide en dos subdiciplinas:

-Quimica Organica: el objeto de estudio de la quimica organica se concentra en los compuestos del carbono e hidrogeno, en el analisis de su estructura, propiedades, sintesis y la reactividad de estos compuestos.En alguno compuestos existen pequeñas cantidades de otros elementos, como la presencia del oxigeno (O), el azufre (S), nitrogeno (N), fosforo (P), silicio (Si) y los halogenos.

La importancia de la quimica organica radica en que se basa en el estudio de los compuestos que componen a los seres vivos y las reacciones que estos obtienen.Los compuestos que podemos mencionar que son fundamentales en los seres vivos son : los carbohidratos (compuestos fundamentalmente de carbono (C), oxigeno (O), e hidrogeno (H), presentes en los vegetales y en los animales),los lipidos(compuestos principalmente por carbono e hidrogeno, son fundamentales en la reserva de energia de los seres vivos),tambien entre estos compuestos fundamentales podemos encontrar a las proteinas estas son variadas y fundamentales en el desarrollo de los seres vivos.

La quimica organica fue desarrollada desde el descubrimiento, en 1828 del quimico aleman Friedrich Wöhler al conocer que la sustancia inorganica cianato de amonio podia llegar hacer urea, una sustancia organica que se encuentra en la orina de variados animales. Antes se creia que para sintetizar sustancias organicas , era necesario la implementacion de seres vivos. Este descubrimiento permitio romper las barreras de la quimica organica e inorganica, permitiendo el avance de la quimica. A Friedrich Wöhler se le considera el padre de la quimica organica.

-Quimica Inorganica: la quimica inorganica se encarga de estudiar la formacion, estructura, reaccion de compuestos inorganicos es decir, aquellos que no estan constituidos por enlaces carbono-hidrogeno o enlaces carbono-carbono, y pueden ser considerados de tipo inerte .Estos suelen estar constituidos en su mayoria por lo elementos conocidos. Por ejemplo:

-Una molecula de agua H2O constituido por dos atomos de hidrogeno y uno de oxigeno.

-Una molecual de amoniaco NH3 esta constituida por un atomo de nitrogeno y tres de hidrogeno

A diferencia de los compuestos organicos que se forman de manera natural en animales y vegetales, estos suelen ser la consecuencia de distintos fenomenos como la luz solar, la radiacion , el agua, el oxigeno entre otros. sus enlaces se caracterizan por ser de tipo ionico y covalente

Los compuestos inorganicos han sido clasificados segun su funcion quimica (grupo de sustancias compuestas que se encuentran agrupados por tener propiedades semejantes). Las funciones quimicas inorganicas que podemos encontrar son cuatro y son : oxidos, acidos, bases y sales

ÓXIDOS

Los óxidos son compuestos inorgánicos binarios, el cual, por regla siempre lleva numero de oxidación -2, es decir, están constituidos por dos elementos que resultan de la combinación entre el oxigeno y cualquier otro elemento; su formula se aplica a todas las combinaciones X2On, donde X es el elemento, 2 es la valencia correspondiente al oxigeno, O representa el oxigeno y "n" es la valencia del elemento. Existen dos tipos de átomos, pero no se presentan comúnmente en la naturaleza que son óxidos básicos y óxidos ácidos.

Para nombrar los óxidos se utilizan algunas nomenclaturas como la nomenclatura Stock, la nomenclatura tradicional, la nomenclatura sistemática.

Cuando el elemento unido al oxigeno es un metal, el compuesto se llama oxido básico, mientras que si se trata de un no metal se le denomina oxido ácido. Al nombrar estos compuestos se debe tener en cuenta que:

• En la mayoría de ocasiones, el oxigeno actúa con número de oxidación 2-.
• En todos los compuestos, la suma de los números de oxidación deben resultar cero (0).

Óxidos metálicos: Los óxidos metálicos también denominados óxidos básicos, son el resultado de la combinación entre un metal y un oxigeno, para definir mejor a los óxidos metálicos se emplea la nomenclatura tradicional: esta emplea los prefijos como "hipo" y "per" también emplea los sufijos como"oso" e "ico". Se caracteriza por que sus compuestos se elevan a un gran punto de fusión como consecuencia de la unión del metal y el oxigeno.

EJEMPLOS

FORMULA	N. STOCK	N. SISTEMATICA	N. TRADICIONAL
Na2O	oxido de sodio I	Monóxido de disodio	Oxido sódico
MgO	oxido de magnesio II	Monóxido de magnesio	Oxido magnésico
Al2O3	oxido de aluminio III	Trióxido de dialuminio	Oxido alumínico
NiO	oxido de níquel II	Monóxido de niquel	Oxido niqueloso

cuando estos óxidos reaccionan con agua en las condiciones apropiadas se obtiene bases o hidróxidos.

Oxidados no metálicos: Los óxidos no metálicos, también llamados anhídridos u óxidos ácidos, resultan de la combinación entre un no metal y un oxigeno, por lo general estos se encuentran en estado gaseoso ya que sus moléculas son poco polares.

EJEMPLO

FORMULA	N. STOCK	N. SISTEMATICA	N. TRADICIONAL
B2O3	Oxido de boro III	Trioxido de diboro	Oxido bórico
CO2	Oxido de carbono IV	Dioxido de carbono	Oxido carbónico
CO	Oxido de carbono II	Monoxido de carbono	Oxido carbonoso
Cl2O5	Oxido de cloro V	Pentoxido de dicloro	Oxido clórico

Cuando estos óxidos reaccionan con agua dan como resultado sustancias ácidas mejor conocidas como 0xacidos

Sistema estequiometrico de nomenclatura:  También llamada nomenclatura por atomicidad, es muy indispensable en la química inorgánica. La primera persona que incorporo los principios de la estequiometria fue Jeremias Benjamias Richter(1762-1807) y lo definió de la siguiente manera: "La estequiometria es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de mas de los elementos químicos  que están implicados(en una relación química)"

La estequiometria se encarga de nombrar los compuestos por medio de prefijos nombrando el numero atómico de cada elemento, basándose en la teoría atómica; la atomicidad se refiere al numero de átomos que actúan en una molécula. Para nombrar el compuesto es necesario organizar primero el prefijo nombre genérico mas prefijo nombre especifico, y nombrar al final de los compuestos, números romanos y la valencia. Según la estequiometria los óxidos se clasifican en: Óxidos binarios, compuestos por oxigeno y otro elemento. Óxidos mixtos, formados por dos elementos diferentes y un oxigeno.

PEROXIDOS

Resultan de la oxidación "parcial" de elementos alcalinos, alcalinoterreos y de algunos metales de transición. En estos se presenta un caso particular con el oxigeno puesto que actúa con estado de oxidación -1 siendo su tradicional el -2.

Algunos ejemplo son los siguientes

• Peróxido de hidrogeno (H₂O₂) agua oxigenada
• Peróxido de sodio (Na₂O₂)
• Peróxido de calcio (CaO₂)
• Peróxido de bario (BaO₂)
• Peróxido de zinc (ZnO₂)
• Peróxido de aluminio (Al₂O₆)

ÁCIDOS

Los acidos son compuestos quimicos, que  tienen como caracteristica es que su pH es inferior a 7, su  sabor es agrio como el ácido citrico en la naranja y el limon. Al colocarlos con el papel tornasol cambian su color azul por rosa tambien entre sus caracteirticas podemos encontrar:

• Si estos tienen contacto con la piel pueden provocar quemaduras.
• Son corrosivos es decir que pueden causar daños irreversibles en diferentes superficies.
• Con sustancias acuosas son buenos conductores de electricidad.
• Estos al reaccionar con una base forman sales, si su contacto es con oxidos metalicos y agua tambien pueden forman sales.

Los acidos primeramente fueron definidos por el quimico Svante Arrhenius quien definio a los acidos como sustacias que pueden dar protones(+) o que pueden donar un ion hidroxido (OH-), esta definicion no fue aceptada ya que si tomamos el amoniaco NH3 que no puede donar de (OH-) ya que no lo posee.

En 1923 Johannes Brönsted y  Thomas Lowry, definieron un acido como  la sustancia que dona (H+), pero una base sera aquella que pueda aceptar prontones.

Pero fue Gilbert Lewis, quien añadio que un acido era aquella sustancia que aceptaba un par de electrones y una base era  aquella que podia  donarlos.

Los acidos segun el elemento o la molecula con la cual se combinen pueden ser de dos maneras:

• ÁCIDOS HIDRÁCIDOS: son compuestos binarios, que estan formados por el hidrogeno combinado con elementos no metales de los grupos VIA (Azufre (S), Selenio (Se)Telurio (Te), a excepcio del oxigeno), y del grupo VIIA ( Fluor (F),Cloro (Cl),Bromo (Br) y Yodo (I) ), en consecuencia este tipo de acidos no tienen en su composicion oxigeno

La manera como se escriben estos acidos es poniendo primero el hidrogeno y luego el no metal (HX donde X es el simbolo del no metal) y al final se agrega si la sustancia se encuentra en disolucion acuosa (aq) o (ac), para no confundirlos que ninguna otra sustancia.

En la nomenclatura  tradicional, que suele ser la mas comun para los acidos ya que estan en disolucion acuosa, se oloca el nombre general del no metal añadiendo el sufijo hidrico. 

Tambien podemos encontrar en la nomenclatura sistematica, primero se nombrar al anion en este caso el no metal acampañado del sufijo uro y enseguidfa se pondra el cation que en este caso sera el hidrogeno.

Por ejemplo:

• H+1 S -2      H₂S      :Nomenclatura tradicional :  ácido sulfhídrico

                                             Nomenclatura  sistematica:  sulfuro de hidrógeno

• H+1 Cl -1    HCL      :Nomenclatura tradicional: ácido clorhídrico                                                                                    Nomenclatura sistematica:cloruro de hidrógeno

• ACIDOS OXÁCIDOS: son compuestos inorganicos formados por un oxido ácido y el agua.Su diferencia principal con los ácidos hidrácidos es que estos contiene oxigeno.

Generalmente su formula es  H_aA_bO_c donde A sera un no metal o elemento de transicion,  O responde al simbolo del oxigeno y H representara al hidrogeno.

• Nomenclatura tradicional: para este tipo de ácidos el nombre que reciben dependera del  número de oxidación que presente el no metal y haciendo referencia a esto los prefijos seran asi:

• Cuando el elemento presente el número mas bajo de oxidacion, se antepone al nombre del elemento central el prefijo HIPO , y depues del nombre se coloca el sufijo OSO  por ejemplo si en el compuesto actuaria el cloro , de esta manera el cloro quedara HIPOCLOROSO
• Si en el compuesto el elemento central presenta como oxidacion el numero bajo de oxidacion, al nombre del elemento lo acompañara el sufijo OSO, si tenemos en cuenta el caso del cloro este quedara con el nombre de CLOROSO.
• Para el número de oxidación alto del no metal se empleara el sufijo ICO, en el caso del cloro CLÓRICO.
• Y si el elemento presenta el numero de oxidacion mas alto ira precedido con el prefijo PER y el sufijo ICO, en el caso del cloro PERCLÓRICO.

Para entender de manera mas clara la nomenclatura tradicional de los acidos oxacidos, analizemos las reacciones de los halogenos(Grupo VIIA), como sabesmos el cloro  tiene 4 numeros de oxidacion que son +1,+3,+5,+7,  con respecto al cloro podemos encontrar semejanza con el bromo(Br) el yodo (I9 a excepcion del fluor el cual presenta un solo número de oxidacion (+1).

• Nomenclatura sistematica: esta nomenclatura tiene como objetivo dejar en claro cual es la estructura  del compuesto, por ello añade la nomenclatura de adicion y la nomenclatura del hidrogeno
• Nomenclatura de adicion: mencionala  la forma en la cual se encuentra el oxido del compuesto, si este esta compañndo al hidrogeno se llamará  HIDROXIDO y sieste acompaña al nomental se denominara OXIDO , ademas que se debe tener en cuenta los prefijos que acompañan al oxido que pueden ser di, tri, tetra y se nombran seguido del nombre del atomo central.
• Nomenclatura del hidrogeno:en esta nomenclatura podemos encontrar al hidrogeno que se encuentra en el acido acompañado de los prefijos di , tri , tetra  acompañado del sufijo ato, claro esta que debe estar entre parentesis.

De esta manera en la nomenclatura sistematica el nombre del compuesto ira de la siguiente manera:

               

Prefijo-hidroxido-prefijo-oxido- Elemento central

Por ejemplo:

•  HCLO
• Formula estructural : CL(OH)
• Nomenclatura de adicion: hidroxidocloro
• Nomenclatura del hidrogeno: hidrogeno (oxidoclorato)

• H₂SO₄
• Formula estructural:SO₂(OH)₂
• Nomenclatura de adicion: dihidroxidodioxidoazufre
• Nomenclatura del hidrogeno: dihidrogeno(tetraoxidosulfato)

• Nomenclatura de stock para los acidos oxacidos:este es un sistema de nomenclatura que se basa es adicionar  a la palabra acido , el prefijo que se refiere a la cantidad del oxigeno que puede ser di, tri , tetra, ademas se adiciona el sufijo oxo acompañado de el nombre del no metal que a su vez estara junto al numero de oxidacion que presenta el elemento, pero se debe tener en cuenta que este debe estar en numeros romanos por ejemplo:

• HNO₂ :  acido dioxonitrico(III)
• H₃PO₄: acido tetraoxofosforico (V)

• Nomenclatura de stock para los acidos hidrácidos:se pondra  inicialmente el nombre del no metal acompañado del sufijo uro,  y al final el hidrogeno que generalemnte su nuñero de ixidacion es +1 por lo tanto no pondremos este valor en numeros romanos.Por ejemplo:

• HCL:cloruro de hidrogeno
• H₂SE:seleniuro de hidrogeno

BASES

La primera definición de bases fue dada en 1887 por Svante August Arrhenius. Despues de varios conceptos de científicos, en 1923 Lewis dijo que una base es aquellas que es capaz de dar un par de electrones OH-. Las bases son sustancias que presentan propiedades alcalinas. su pH (potencial de hidrogeno) se encuentra en el rango de 7 hasta 14 y vuelven azul el papel tornasol.

su obtencion se realiza de la siguiente manera (en forma teórica)

oxido basico + agua --> hidroxido

ejemplo

Na2O + H2O --> Na2O2H2 --> 2NaOH

Se debe tener en cuenta que para obtener su formula en algunos casos es necesario adicionar mas moléculas de agua puesto que la cantidad de oxígenos y de hidrógenos debe ser igual en la molécula del hidróxido.

ejemplos

FORMULA	N. STOCK	N. SISTEMATICA	N. TRADICIONAL
Al(OH)3	Hidróxido de aluminio III	Trihidroxido de aluminio	Hidróxido alumínico
Fe(OH)2	Hidróxido de hierro II	Dihidroxido de hierro	Hidróxido ferroso
Fe(OH)3	Hidróxido de hierro III	Trihidroxido de hierro	Hidróxido férrico
KOH	Hidróxido de potasio – hidróxido potasico	Hidróxido de potasio	Hidróxido potasico

Un elemento se clasifica en nomenclatura tradicional cuando el elemento presenta mas de dos valencias. La terminación con mayor valencia usa la silaba "ico", y la de menor usa "oso".

sustancias alcalinas y pH

Características de las bases :

1. Tienen sabor amargo.
2. Si se les agrega colorantes, actúan de la siguiente manera: con anaranjado de metilo, cambian de anaranjado a amarillo; con fenolftaleina, cambia de incolora a rosada fucsia.
3. En concentraciones bajas, son jabonosas al tacto.
4. En disoluciones acuosas, pueden ser buenas conductoras de electricidad, y en algunos casos ser electrolitos fuertes.
5. Son corrosivos, es decir destruye o daña superficies. (a excepción de vidrio o cristales y algunos polímeros sintéticos).
6. Al reaccionar con ácidos, forman sales y agua.

EJEMPLOS OXIDOS,ACIDOS,BASES Y SALES

FUNCIONES QUIMICAS INORGANICAS from tatianamarcela2014

SALES

Podemos definir las sales como la neutralizacion de una base y un acido,una sal es la union ionica de un cation (ion de carga positiva) y un anion (ion de caraga negativa), el cation sera la base y el anion sera el acido como caracteristica esencial encontramos que esta combinacion siempre tendra como resultado una sal y agua, debemos recordar que tanto las bases como los acidos provienen de la combinacion respectiva de un oxido basico y un oxido acido con agua formando bases y acidos, de aqui proviene el resultado sal y agua., el agua ayudara a neutralizar el compuesto.

Las caracteristicas fisicas fundamentales  de las sales son:

• Son capaces de formar cristales
• Generalmente suelen estar en estado solido, y son solubres en el agua
• Tiene un punto de fusion alto, y una baja dureza
• Su capacidad de conducir electricidad radica en su estado acuosa

Un ejemplo de sal es la sal de cocina o sal marina, o su nombre quimico cloruro de sodio (NaCl), esta sal sera el resutado de la union del hidroxido sodico Na(OH) y el acido clorhidrico (HCL).

Las sales son compuestos diferentes entre si, que dan origen a una compleja clasidficacion, primeramente se clasifican por su estructura y proedencia, y una de las mas comunes es aquella clasificacion por sus propiedades donde encontraremos:

• Sales acidas y sales basicas : su clasificacion radica en que cuando se combina una cido fuerte con una base debli el resultado sera evidente como resultado abra una sal acida y asi pasara con las sales basicas si sucede lo contrario.

En las moleculas de las sales acidas se presenta, la union de un metal a un radical negativo, pero entre ellos se encuentra el hidrogeno. Para nombrar las sales, se utoliza se utiliza el prefijo "bi" segudo del nombre del metal.

Ejemplo

LiOH + H₂CO₃  Bicarbonato de Litio

Fe(OH)₂ + H₂CO₃ → FeH₄CO₅ Bicarbonato Ferroso

Sales acidas:

NaOH + H₂CO₃ → NaHCO₃ + H₂O

Sales basicas:

Mg(OH)₂ + HCl → Mg(OH)Cl + H₂O

La reaccion parcial de las sales acidas, es conservan los atomos de hidrogeno:

H₂SO₄ + K(OH) -------------------- KHSO₄ + H₂O

Sulfato ácido de Potasio

  

La reaccion parcial de las sales basicas, es neutralizacion incompleta de un acido monoprótico con una base polihidróxica:

HCl + Mg(OH)₂ ----------------- MgOHCl + H₂O

Cloruro básico de magnesio