Un compuesto químico es una sustancia formada por la combinación química de dos o más elementos de la tabla periódica. Los compuestos son representados por una fórmula química. Por ejemplo, el agua está constituida por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
ÓXIDOS
Los óxidos u oxidantes, son compuestos que reciben electrones de un reactivo. Esto quiere decir que el oxidante transfiere átomos de oxígeno al sustrato. Esta sustancia produce la oxidación de otras sustancias en reacciones electroquímicas, de reducción y oxidación. Óxidos Neutros: Son compuestos por no metales, ellos no reaccionan con agua, ácido o base en razón del enlace covalente que une sus componentes, de allí el porque de ser llamados óxidos inertes. Ejemplos son el monóxido de di nitrógeno (N2O) y monóxido de carbono (CO). Óxidos Ácidos: También conocidos como anhídridos de ácidos, son formados por no metales y presentan carácter covalente. En la presencia de agua, producen ácidos y en la presencia de bases, origina sal y agua. Ejemplo de ello son el CO2 (dióxido de carbono o gas carbono) y el SO2 (dióxido de azufre) Óxidos Dobles o Mixtos: La combinación de dos óxidos de un mismo elemento da origen a este tipo de óxidos. Ejemplo: magnetita (Fe3O4), unión de los óxidos de Hierro (Fe) y Oxígeno (O). Aplicaciones: Como imán natural. Óxidos anfóteros: Presentan ambigüedad, en la presencia de un ácido se comportan como óxidos básicos y en la presencia de una base, como óxidos ácidos. Ejemplos son el óxido de aluminio (Al2O3) y el óxido de zinc (ZnO). Peróxidos: Compuestos que poseen en su fórmula el grupo (O2)2- . Ejemplos: Agua Oxigenada (H2O) y Peróxido de Sodio (Na2O2).
Clasificación de los óxidos en función del comportamiento en la presencia de otros elementos:
Óxidos Básicos: El metal presente en su formula puede presentar “carga eléctrica” +1 y +2, o sea, poseer carácter iónico. Ejemplos son el Na2O (Óxido de sodio), BaO (Óxido de bario).
En razón de esa propiedad, estos compuestos reaccionan con ácidos y origina sal y agua.
La fórmula general de los óxidos metálicos es M2On, donde M y n representan el símbolo y el número de oxidación del metal, respectivamente.
La fórmula general de los óxidos de metales alcalinos es M2O, ya que para todos ellos el número de oxidación es I. Así, obtenemos Li2O, Na2O, K2O, Rb2O…
La fórmula general de los óxidos de metales alcalinotérreos es MO, ya que los números de oxidación del metal y el oxígeno coinciden (en valor) y se simplifican en la fórmula: BeO, MgO, CaO, SrO…
Los óxidos de los metales de transición tienen fórmulas que dependen de los estados de oxidación del metal que participa, que incluso pueden variar para un mismo metal. Por ejemplo, la plata solo puede formar el óxido Ag2O (ya que su único número de oxidación es I), mientras que el hierro puede generar los óxidos FeO y Fe2O3 (según sea su número de oxidación II o III). Cuando el número de oxidación del metal es par, se simplifica con el del oxígeno.
Los óxidos se pueden nombrar, de manera general, siguiendo la estrategia de leer la fórmula de derecha a izquierda:
Nomenclatura: óxido de + nombre del elemento metálico.
Sin embargo, como son muchos los metales que pueden actuar con más de un número de oxidación distinto, este debe especificarse en el nombre cuando sea necesario. Al igual que en los hidruros, esto puede hacerse de tres maneras:
Anteponiendo prefijos multiplicadores (mono–, di–, tri–, etc.) a la palabra óxido y/o al nombre del metal, para indicar el número de ellos que hay en la fórmula (antigua nomenclatura sistemática). El prefijo mono– es superfluo y no se incluye salvo que permita distinguir un compuesto de otro con los mismos elementos.
Indicando el número de oxidación del metal, justo después de nombrarlo, en números romanos, entre paréntesis y sin dejar espacios (antigua nomenclatura de Stock).
Indicando el número de carga del catión metálico, en números arábigos y con el signo, entre paréntesis, inmediatamente después de nombrarlo.
Veamos algunos casos ilustrativos:
Fórmulas y nombres recomendados para algunos óxidos metálicos.
Óxidos de elementos no metálicos
Se conocen como óxidos ácidos. En ellos, el oxígeno actúa con número de oxidación –II, por lo que al no metal le corresponde un número de oxidación positivo:
Los halógenos (a excepción del flúor) tienen números de oxidación I, III, V y VII, por lo que pueden dar cuatro óxidos distintos.
Los calcógenos (anfígenos) tienen números de oxidación II, IV y VI, por lo que pueden combinarse de tres maneras distintas con el oxígeno.
Los pnicógenos (nitrogenoideos) actúan con los números de oxidación I, III y V cuando se combinan con el oxígeno (el nitrógeno, incluso, con II y IV).
El carbono forma dos óxidos, cuando actúa con los números de oxidación II y IV.
El silicio solo forma un óxido, con su número de oxidación IV.
El boro forma un único óxido, cuando actúa con número de oxidación III.
El flúor es una excepción, pues es el único elemento más electronegativo que el oxígeno, y solo puede actuar con número de oxidación negativo (–I), por lo que en combinación con él, el oxígeno será el que actúa con número de oxidación positivo (II). Es por ello que, tradicionalmente, el óxido de flúor ha sido el único en el que el orden de los elementos en la fórmula se invertía, representándose como OF2. Y digo tradicionalmente porque con las últimas recomendaciones de la IUPAC (de 2005) la situación ha cambiado. Anteriormente, el oxígeno mantenía un estatus especial, que le permitía ir siempre en último lugar en la fórmula de cualquier óxido (salvo en el caso del flúor, como se ha explicado). Actualmente, la IUPAC retira esta consideración al oxígeno, lo que implica que su posición en la fórmula debe seguir los mismos criterios que el resto de elementos, en función de su posición en la tabla periódica:
Secuencia de ordenación de los elementos en la fórmula.
Según este planteamiento:
La fórmula general de los óxidos no metálicos es A2On, donde A y n representan el símbolo y el número de oxidación del no metal, respectivamente, siempre y cuando no se trate de un halógeno (X), en cuyo caso el orden se invierte (OnX2).
Fórmulas de los óxidos no metálicos (según las recomendaciones de la IUPAC)
Este cambio ha resultado polémico y está encontrando importantes reticencias por parte de los químicos y los docentes, no solo por la (comprensible) costumbre de emplear los anteriores criterios, sino también por ciertos aspectos controvertidos de la nueva propuesta:
Se podía entender la excepción del flúor por su mayor electronegatividad, pero esto no ocurre en el resto de los halógenos. Al utilizar la formulación OnX2se presupone que al oxígeno le corresponde el número de oxidación positivo y al halógeno un número de oxidación negativo, lo cual es cuestionable desde el punto de vista electrónico. Además, ¿en qué tabla se encuentran números de oxidación negativos para los halógenos?
Anteriormente todas las combinaciones binarias del oxígeno se leían como óxidos de, mientras que ahora, al colocar los halógenos en posición final, deberán leerse como halogenuros de oxígeno (yoduro de oxígeno, cloruros de oxígeno, bromuros de oxígeno…). Es decir, se tratan como compuestos binarios sin especial consideración, no como óxidos.
Hidróxidos
Los hidróxidos son un grupo importante de compuestos químicos. Sus propiedades químicas se basan principalmente en que sus moléculas contienen un grupo hidroxilo que les confiere un pH básico. Los hidróxidos se aplican comúnmente en las industrias química, del plástico y del curtido, así como en la construcción.
Los hidróxidos se clasifican en: básicos, anfóteros
y ácidos. Por ejemplo, el Zn(OH)2 es un hidróxido anfótero ya que:
con ácidos: Zn(OH)2 + 2H+ → Zn+2 + 2H2O
con bases: Zn(OH)2 + 2OH− → [Zn(OH)4]−2
Formulación
Los hidróxidos se formulan escribiendo el metal seguido del grupo dependiente con la base de un ion de radical adecuado con hidróxido; este va entre paréntesis si el subíndice es mayor de uno. Dicho de otro modo, se escribe primero el metal y luego el grupo funcional OH, (ion hidróxido, OH-), denominado grupo hidroxilo, que actúa con número de oxidación -1.10 A este oxidrilo se le coloca de subíndice, si el metal tiene valencia superior a 1, se le pone entre paréntesis : (OH), y se coloca por subíndice, la valencia del metal. Luego se balancea.
La nomenclatura más empleada para los hidróxidos es la de Stock. Se nombran usando la palabra «hidróxido» seguida por el nombre del metal que si tuviera más de un estado de oxidación sería preciso indicar su valencia en números romanos. Por ejemplo, el Ni(OH)2es elhidróxido de níquel (II)y el Ca(OH) es elhidróxido de calcio.
Soluciones Solución o disolución: Es un sistema homogéneo, fraccionable, formado por dos o más sustancias puras miscibles. Es homogénea porque no es posible distinguir el soluto una vez disuelto en el solvente. Por ejemplo, al colocar sal en agua, para formar el suero fisiológico, no es posible distinguir la sal disuelta. Se forman así iones hidratados que se mueven libremente en el seno del agua. A este tipo de soluciones se las denomina iónicas, y se caracterizan por conducir la corriente eléctrica. Distinto es el caso de las soluciones llamadas moleculares, en donde las moléculas de soluto no se hidratan y conservan su individualidad. No conducen la corriente eléctrica, ya que el soluto no se ioniza. Ejemplos: la solución de cloruro de sodio en agua es iónica, mientras que si se disuelve azúcar en agua se obtiene una solución molecular Como se estudió anteriormente en toda solución el componente que se encuentra en mayor cantidad se denomina solvente o disolvente, y los qu
La química es la ciencia natural que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, ya sea en forma de elementos, especies, compuestos, mezclas u otras sustancias, así como los cambios que estas experimentan durante las reacciones y su relación con la energía química.
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