Compuestos Inorgánicos: Formulación, Nomenclatura y Reacciones Clave

Reacciones Químicas y Estructura Molecular

Las reacciones químicas son fenómenos que buscan modificar la estructura interna de las moléculas. En ellas, los reactivos originan nuevas sustancias llamadas productos.

Igualación de Ecuaciones Redox y Estados de Oxidación

Para la igualación de ecuaciones redox, es fundamental conocer los estados de oxidación:

• Elementos que se presentan en estado molecular diatómico: F₂, Cl₂, Br₂, I₂, N₂, H₂, O₂. Su estado de oxidación es 0.
• El Oxígeno (O) generalmente actúa con estado de oxidación -2, excepto en peróxidos (-1).
• El Hidrógeno (H) generalmente actúa con estado de oxidación +1, excepto en hidruros metálicos (-1).
• Los iones derivados (aniones y cationes) tienen una carga específica. Por ejemplo, en ácidos (hidrácidos u oxácidos) y sus aniones correspondientes, o en hidróxidos y sus cationes.
• En la igualación de ecuaciones redox, el hidrógeno (H) y el oxígeno (O) se suelen ajustar al final del proceso.

Disociación de Compuestos

• La disociación del ácido fosfórico (H₃PO₄) produce progresivamente tres especies iónicas derivadas: H₂PO₄^-, HPO₄^2-, y PO₄^3-.
• Los elementos puros no se disocian en iones en solución acuosa.
• Los ácidos (A), bases (B) y sales (S) fuertes se disocian completamente en solución acuosa.

Óxidos No Metálicos (Anhídridos)

Resultan de la combinación de un no metal con oxígeno.

• Anhídrido silícico (SiO₂)
• Anhídrido carbonoso (CO) (Monóxido de carbono)
• Anhídrido carbónico (CO₂) (Dióxido de carbono)
• Anhídrido hipocloroso (Cl₂O)
• Anhídrido cloroso (Cl₂O₃)
• Anhídrido clórico (Cl₂O₅)
• Anhídrido perclórico (Cl₂O₇)
• Anhídrido hiposulfuroso (SO)
• Anhídrido sulfuroso (SO₂)
• Anhídrido sulfúrico (SO₃)
• Anhídrido teluroso (TeO₂) (Corrección: Teluroso es TeO₂, Telúrico es TeO₃)
• Anhídrido nitroso (N₂O₃)
• Anhídrido nítrico (N₂O₅)
• Anhídrido hipoyodoso (I₂O)
• Anhídrido yodoso (I₂O₃)
• Anhídrido yódico (I₂O₅)
• Anhídrido periódico (I₂O₇)
• Óxido de manganeso (IV) / Anhídrido manganoso (MnO₂) (Nomenclatura compleja, a menudo tratado como óxido)
• Óxido de manganeso (VI) / Anhídrido mangánico (MnO₃) (Nomenclatura compleja)
• Anhídrido permangánico (Mn₂O₇)

Óxidos Metálicos

Son la combinación entre un metal y el oxígeno, unidos generalmente por enlace iónico. Es necesario considerar las valencias del metal para determinar la fórmula.

• Óxido cuproso (Cu₂O)
• Óxido cúprico (CuO)
• Óxido cobaltoso (CoO)
• Óxido aúrico (Au₂O₃)
• Óxido de titanio (IV) (TiO₂)
• Óxido de cinc (ZnO)
• Óxido niquélico (Ni₂O₃)
• Óxido de plata (Ag₂O)
• Óxido mercúrico (HgO)
• Óxido cromoso (CrO)
• Óxido crómico (Cr₂O₃)
• Óxido de bario (BaO)
• Óxido plumboso (PbO)
• Óxido ferroso (FeO)
• Óxido férrico (Fe₂O₃)
• Óxido de calcio (CaO)
• Óxido de litio (Li₂O)
• Óxido estannoso (SnO)
• Óxido estánnico (SnO₂)

Ácidos Oxácidos

Son compuestos ternarios formados por un óxido ácido (anhídrido) y agua (H₂O). Su fórmula general es H_aA_bO_c, donde A es un no metal o metal de transición.

Reacciones de Neutralización y Concepto de Ácido de Lewis

Los ácidos reaccionan con las bases en reacciones llamadas de neutralización.

Ácido fuerte + Base fuerte → Sal neutra + Agua

Ejemplo: HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Nota: No toda sustancia que contiene hidrógeno (H) es un ácido en el sentido de Brønsted-Lowry.

Según la teoría de Lewis, un ácido es una especie que puede aceptar un par de electrones. El CO₂ se considera un ácido de Lewis, ya que en la reacción CO₂ + H₂O → H₂CO₃, el CO₂ actúa como ácido al aceptar un par de electrones del oxígeno del agua para formar ácido carbónico.

Disociación de Ácidos y Nomenclatura de Iones

Ejemplos de disociación progresiva y los iones formados:

• H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃^- (Ion hidrogenocarbonato/bicarbonato) → 2H⁺ + CO₃^2- (Ion carbonato)
• H₄P₂O₇ → H⁺ + H₃P₂O₇^- → 2H⁺ + H₂P₂O₇^2- → 3H⁺ + HP₂O₇^3- → 4H⁺ + P₂O₇^4- (Ion pirofosfato)
• H₃BO₃ → H⁺ + H₂BO₃^- → 2H⁺ + HBO₃^2- → 3H⁺ + BO₃^3- (Ion borato)
• HBrO₄ → H⁺ + BrO₄^- (Ion perbromato)
• HIO → H⁺ + IO^- (Ion hipoyodito)

Ejemplos de Ácidos Oxácidos

• HIO: Ácido hipoyodoso
• HIO₂: Ácido yodoso
• HIO₃: Ácido yódico
• HIO₄: Ácido periódico
• H₂SeO₃: Ácido selenioso
• H₂SeO₄: Ácido selénico
• H₂SO₃: Ácido sulfuroso
• H₂SO₄: Ácido sulfúrico
• HNO₂: Ácido nitroso
• HNO₃: Ácido nítrico
• H₃AsO₃: Ácido arsenioso
• H₃AsO₄: Ácido arsénico

Sales

Oxisales (Sales Ternarias)

Compuestos formados por un metal (o amonio), un no metal y oxígeno.

• Nitrato de Sodio (NaNO₃)
• Nitrito de Sodio (NaNO₂)
• Nitrato de Potasio (KNO₃)
• Sulfato cúprico (CuSO₄) (Asumiendo Cobre II)
• Clorato de Potasio (KClO₃)
• Sulfato de Sodio (Na₂SO₄)
• Sulfato de Bario (BaSO₄)
• Carbonato de Calcio (CaCO₃)
• Sulfato de Calcio (CaSO₄)
• Fosfatos de Sodio (ej. NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, Na₃PO₄)
• Silicato de Cobalto (II) (CoSiO₃)
• Hipoclorito de Calcio (Ca(ClO)₂)
• Hipoclorito de Sodio (NaClO)
• Sulfato de Hierro (II) o ferroso (FeSO₄)
• Sulfato de Hierro (III) o férrico (Fe₂(SO₄)₃)
• Bromato de Sodio (NaBrO₃)
• Fosfato de Magnesio (Mg₃(PO₄)₂)
• Sulfato de Aluminio (Al₂(SO₄)₃)
• Bromato de Potasio (KBrO₃)
• Sulfato de Amonio ((NH₄)₂SO₄)

Sales Binarias

Compuestos formados por un metal y un no metal.

• NaCl: Cloruro sódico / Cloruro de sodio
• FeCl₂: Cloruro ferroso / Cloruro de hierro (II) / Dicloruro de hierro
• FeCl₃: Cloruro férrico / Cloruro de hierro (III) / Tricloruro de hierro
• AuBr: Bromuro auroso / Bromuro de oro (I) / Monobromuro de oro
• AuBr₃: Bromuro áurico / Bromuro de oro (III) / Tribromuro de oro
• CoS: Sulfuro cobaltoso / Sulfuro de cobalto (II) / Monosulfuro de cobalto
• Co₂S₃: Sulfuro cobáltico / Sulfuro de cobalto (III) / Trisulfuro de dicobalto
• PbS: Sulfuro plumboso / Sulfuro de plomo (II) / Monosulfuro de plomo
• PbS₂: Sulfuro plúmbico / Sulfuro de plomo (IV) / Disulfuro de plomo

Nomenclatura de Sales Ternarias (Ejemplos Adicionales)

Nomenclatura Tradicional y Stock

• Fe₂(SO₄)₃: Sulfato férrico / Sulfato de hierro (III)
• NaNO₃: Nitrato de sodio / Nitrato de sodio
• Al(ClO₄)₃: Perclorato de aluminio / Perclorato de aluminio (Aluminio solo tiene valencia +3)
• PbSeO₃: Selenito plumboso / Selenito de plomo (II)
• Cu(NO₂)₂: Nitrito cúprico / Nitrito de cobre (II)
• Co₃(PO₄)₂: Ortofosfato cobaltoso / Ortofosfato de cobalto (II)
• Ni(IO)₃: Hipoyodito niquélico / Hipoyodito de níquel (III)
• Ca(AsO₃)₂: Metaarseniato de calcio / Metaarseniato de calcio
• HgCrO₄: Cromato mercúrico / Cromato de mercurio (II)
• K₂Cr₂O₇: Dicromato de potasio / Dicromato de potasio

Nomenclatura Sistemática (IUPAC)

• NaClO: Hipoclorito sódico / Oxoclorato (I) de Sodio
• NaClO₂: Clorito sódico / Dioxoclorato (III) de Sodio
• NaClO₃: Clorato sódico / Trioxoclorato (V) de Sodio
• NaClO₄: Perclorato sódico / Tetraoxoclorato (VII) de Sodio
• K₂SO₃: Sulfito potásico / Trioxosulfato (IV) de Potasio
• K₂SO₄: Sulfato potásico / Tetraoxosulfato (VI) de Potasio
• KNO₂: Nitrito potásico / Dioxonitrato (III) de Potasio
• KNO₃: Nitrato potásico / Trioxonitrato (V) de Potasio
• CaSO₄: Sulfato cálcico / Tetraoxosulfato (VI) de Calcio
• Li₂CO₃: Carbonato de Litio / Trioxocarbonato (IV) de Litio
• Ca(IO₃)₂: Yodato de Calcio / Trioxoyodato (V) de Calcio
• Al₂(SO₄)₃: Sulfato alumínico / Tetraoxosulfato (VI) de Aluminio
• Ca₃(PO₄)₂: Fosfato de Calcio / Tetraoxofosfato (V) de Calcio
• Ca(H₂PO₂)₂: Hipofosfito de Calcio / Dihidrogenodioxofosfato (I) de Calcio (Corrección: La fórmula original Ca(PO₂)₂ es ambigua, se asume hipofosfito)
• PbCO₃: Carbonato plumboso / Trioxocarbonato (IV) de Plomo (II)
• Cu(NO₃)₂: Nitrato cúprico / Trioxonitrato (V) de Cobre (II)
• Na₃AsO₄: Arseniato de Sodio / Tetraoxoarseniato (V) de Sodio
• Rb₄As₂O₅: Piroarsenito de Rubidio / Pentaoxodiarseniato (III) de Rubidio
• Fe₄(P₂O₇)₃: Pirofosfato férrico / Heptaoxodifosfato (V) de Hierro (III)
• Be₃(PO₃)₂: Fosfito de Berilio / Trioxofosfato (III) de Berilio