Mi Didáctica en Química 3

En química existe la norma que, como ya se planteó en otras ocasiones, es establecida por la IUPAQ. Es la Institución Internacional encargada de regular los conocimientos que se van adicionando en química, regula la forma en que se hará entender a todos, los nuevos descubrimientos.
En éste ámbito planteado, la escritura de moléculas y sus nombres está normada por la IUPAQ y establece lo siguiente:

Como se puede observar, cambia la disposición de la forma en que se escribe. El catión en formula se escribe primero, pero en el nombre se escribe al final; cosa inversa sucede con el anión.

Toda la nomenclatura se basa en los números de oxidación, así que es importante se tenga claro como se encuentran estos de forma rápida y eficiente, con ellos podremos saber hasta la disposición de los átomos en la molécula.

Se tienen dos formas de expresar la nomenclatura, las llamaremos; la forma ácida y la forma iónica:

La forma iónica utiliza el número de oxidación del elemento no metálico y podemos encontrarlos con carga negativa o bien unidos con oxígeno y dando una molécula aniónica:

No metal con carga negativa	Nombre del ión	Como se puede observar cuando el elemento trabaja con número de oxidación negativo, el nombre que se le da llevará la terminación ¬¬¬ uro El oxígeno es un caso “especial”   y no sigue esta regla.
H-1	Hidruro
C-4	Carburo
N-3	Nitruro
P-3	Fosfuro
As-3	Arseniuro
Sb-3	Antimoniuro
O-2	Óxido
S-2	Sulfuro
Se-2	Seleniuro
Te-2	Teluro
F-1	Fluoruro
Cl-1	Cloruro
Br-1	Bromuro
I-1	Yoduro

Las siguientes formas son de no metales con sus diferentes números de oxidación, pero formando aniones con oxígeno:

No metal con oxígeno	Nombre del ión	Número de oxidación del no metal	FAMILIA 17 o VII A
ClO-1	Hipoclorito	+1
BrO-1	Hipobromito	+1
IO-1	Hipoyodito	+1
ClO2-1	Clorito	+3
BrO2-1	Bromito	+3
IO2-1	Yodito	+3
ClO3-1	Clorato	+5
BrO3-1	Bromato	+5
IO3-1	Yodato	+5
ClO4-1	Perclorato	+7
BrO4-1	Perbromato	+7
IO4-1	Peryodato	+7

No metal con oxígeno	Nombre del ión	Número de oxidación del no metal	FAMILIA 16 o VI A
SO3-2	Sulfito	+4
S2O2-2	Tiosulfito	+4
SeO3-2	Selenito	+4
TeO3-2	Telurito	+4
HSO3-1	Sulfito ácido	+4
HS2O2-1	Tiosulfito ácido	+4
HSeO3-1	Selenito ácido	+4
HTeO3-1	Telurito ácido	+4
SO4-2	Sulfato	+6
S2O3-2	Tiosulfato	+6
SeO4-2	Selenato	+6
TeO4-2	Telurato	+6
HSO4-1	Sulfato ácido	+6
HS2O3-1	Tiosulfato ácido	+6
HSeO4-1	Selenato ácido	+6
HTeO4-1	Telurato ácido	+6

No metal con oxígeno	Nombre del ión	Número de oxidación del no metal	FAMILIA 15 o V A
NO2-1	Nitrito	+3
PO3-3	Fosfito	+3
AsO3-3	Arsenito	+3
SbO3-3	Antimonito	+3
HPO3-2	Fosfito ácido	+3
HAsO3-2	Arsenito ácido	+3
HSbO3-2	Antimonito ácido	+3
H2PO3-1	Fosfito diácido	+3
H2AsO3-1	Arsenito diácido	+3
H2SbO3-1	Antimonito diácido	+3
NO3-1	Nitrato	+5
PO4-3	Fosfato	+5
AsO4-3	Arsenato	+5
SbO4-3	Antimonato	+5
HPO4-2	Fosfato ácido	+5
HAsO4-2	Arsenato ácido	+5
HSbO4-2	Antimonato ácido	+5
H2PO4-1	Fosfato diácido	+5
H2AsO4-1	Arsenato diácido	+5
H2SbO4-1	Antimonato diácido	+5

No metal con oxígeno	Nombre del ión	Número de oxidación del no metal	FAMILIA 14 o IV A
CO3-2	Carbonato	+4
SiO3-2	Silicato	+4
HCO3-1	Carbonato ácido	+4
HSiO3-1	Silicato ácido	+4

Al hacer uso de estas tablas se puede armar moléculas, o bien, nombres de compuestos, para lo cual se deben conocer las reglas para nombrar a los CATIONES:

• Si el elemento que tiene carga positiva solo tiene un (único) número de oxidación, se escribirá el nombre del elemento de la siguiente forma:

KBrO      Hipobromito de potasio

• Si el elemento que es catión tiene dos números de oxidación, al menor se le pondrá terminación ¬¬oso; al mayor se le pondrá terminación ¬¬ico. Ejemplo:

Ni(BrO)₂          Hipobromito niqueloso

Ni(BrO)₃          Hipobromito niquélico

• Si el catión tiene más de dos números de oxidación, se utiliza la nomenclatura llamada Stock, donde se escribirá el nombre del elemento y al final, con número romano el número de oxidación utilizado:

Cr(BrO)₂          Hipobromito de cromo II

Cr(BrO)₃          Hipobromito de cromo III

Cr(BrO)₆          Hipobromito de cromo VI

Con esta información se pueden armar las moléculas y establecer sus nombres, teniendo en cuenta que lo que importa y determina el nombre del compuesto es el NÚMERO DE OXIDACIÓN de los elementos que lo forman.

A manera de ejercicio se sugiere resolver la propuesta de este enlace.

El complemento de la nomenclatura (nomenclatura de formas ácidas) se puede revisar en este enlace.

Mi Didáctica En Química 2

La razón eléctrica de la materia.

Hay cosas que se deben establecer y que se ven como axiomas en química: Los elementos se unen, forman COMPUESTOS... ¿Porqué se unen? ¿Qué "ventaja" sacarían de esta acción?


Esas preguntas se pueden resolver si tenemos conocimiento de ciertas bases químicas, como las siguientes:
Los elementos que no reaccionan (al menos no fácilmente) en la naturaleza son los GASES NOBLES. ¿Qué tienen ellos de particular? si observamos su disposición electrónica podemos dar un haz de luz sobre el problema:

Veamos dos casos, primero el caso del NEÓN, su configuración electrónica es:

Este es el caso del XENÓN:

¿Cómo utilizamos esta información de gases nobles? Pongamos por caso una molécula sencilla, el cloruro de sodio (sal común) NaCl:
Antes de formar la molécula su configuración electrónica es así:

Después de la unión y por efecto de la electronegatividad, quedan así:

El sodio perdiendo un electrón adquirió estructura de gas noble, pero quedó con carga positiva.
El cloro ganó un electrón y tiene estructura de gas noble, quedando con carga negativa.
Lo importante es tener órbitas isoeléctricas a un gas noble, ya sea que se gane electrones (quedando con carga negativa) o se pierdan (quedando con carga positiva).

Los elementos forman compuestos para alcanzar su estabilidad; lo que es lo mismo, tener órbitas isoeléctricas a los gases nobles.

Podemos establecer comportamientos de los elementos si sabemos cuando ganan o pierden electrones, esto es si sabemos cual es su número de oxidación.


Hay unas reglas sencillas para conocer los números de oxidación con que trabajan los elementos en las moléculas... son las siguientes:

REGLAS PARA ASIGNAR EL NÚMERO DE OXIDACIÓN

1. Cualquier elemento, libre en la naturaleza, su número de oxidación es cero.
2. Los átomos de un elemento que están unidos entre si, su número de oxidación es cero.
3. Si un elemento presenta una carga, el número de oxidación es igual a la carga que presenta.
4. El hidrógeno siempre utilizará número de oxidación +1, excepto en los hidruros donde utilizará el número de oxidación -1.
5. El oxígeno siempre utilizará número de oxidación -2, excepto en los peróxidos donde tendrá número de oxidación -1.
6. En una molécula sin carga, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que la forman será cero.
7. En una molécula con carga, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que la forman, darán como resultado, la carga que presenta la molécula.
8. Los elementos que tienen un solo número de oxidación, ese será su aportación en la suma total de la molécula.

Ejemplo:

Dada una molécula:

Los números de oxidación son: Hidrógeno= +1; Nitrógeno=+5 y Oxígeno=-2

Los números de oxidación nos sirven en diversos problemas químicos, nos ayudan a saber con quien se unen los átomos, que nombre adquiere la molécula, se apoyan en la electronegatividad de los elementos. En fin, nos hablan del comportamiento de la materia y podemos tomarlos como la justificación de algunas acciones que observamos en nuestro entorno; que para términos formales, lo que nos interesa es saber como se comporta y poder explicar los fenómenos que suceden en la cotidianidad.

Hay más, pero se tomará en una siguiente oportunidad.

¿Cómo se arman las moléculas?

Mi Didáctica En Química 1

El conocimiento de lo que nos rodea se constituye en una necesidad para saber como conducirnos en todo momento. Será necesario llegar a la base de la materia misma para comprender las variables que nos presenta, teniendo en conciencia que lo pequeño modifica lo grande y que se establece una relación reciproca.

LOS COMPUESTOS EN QUÍMICA
Llamamos compuesto a la unión en que los átomos de los elementos comparten pares de electrones, generando enlaces. Las propiedades del nuevo producto difieren de los elementos que lo forman y su separación o rompimiento de enlace, involucra la inversión de energía para lograrlo (la mayoría de las veces).

Éste esquema muestra una forma de modelar los compuestos químicos, se utilizan los electrones de valencia de cada átomo, y se les une buscando que su ultima órbita se asemeje a la de un gas noble (que son muy estables). El hidrógeno dispondrá de dos electrones (órbitas isoeléctricas al helio, gas noble) y el flúor completará a ocho (órbitas isoeléctricas al neón, otro gas noble).



Los elementos forman enlaces para alcanzar su estabilidad, esto significa tener órbitas isoeléctricas a un gas noble. En el proceso el elemento podrá ganar electrones (quedar con carga negativa), o bien, perderlos (quedando con carga positiva)... ¿Pero que determina si ganan electrones o los pierden?
La respuesta es la ELECTRONEGATIVIDAD: Que es un valor que representa la "fuerza" con que un elemento atrae electrones cuando forma moléculas. Siguiendo con el ejemplo de la imagen anterior, tendríamos lo siguiente:

ENLACES QUÍMICOS

Para establecer el comportamiento de los compuestos se ha planteado un rango de comportamiento, que va de uniones muy firmes a formas muy lábiles; todas ellas determinadas por la diferencia de electronegatividad que presentan los elementos involucrados, de esta forma tendremos:

ENLACE COVALENTE:

Unión de elementos en que cada cual provee un electrón para formar el par electrónico de unión, la diferencia de electronegatividad es menor a 1.7. Cuando la diferencia es más cercana a cero la unión es más firme y cuando se acerca a 1.7 se da una distribución alterada de electrones que propicia la POLARIDAD.

ENLACE IÓNICO:

Unión en que cada elemento provee un electrón para el enlace; la diferencia de electronegatividad es mayor a 1.7, por lo que se disocian con facilidad.

ENLACE COVALENTE COORDINADO:

Es un enlace en que un elemento provee del par electrónico, el otro elemento solo hace uso del par para generar el enlace y adelantar en su labor de alcanzar las órbitas isoeléctricas de un gas noble.

ENLACE METÁLICO:

Es un enlace muy particular, los átomos metálicos solo intersectan sus nubes electrónicas, con lo que comparten electrones y esto les permite la unión. Con este modelo, se pueden explicar algunas propiedades de los metales, como son la maleabilidad, ductilidad y las conducciones calórica y eléctrica.

ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO

Esta es una unión muy débil, que se genera cuando se tienen moléculas polares, el hidrógeno con densidad de carga positiva, genera atracción sobre átomos que tengan densidad de carga negativa. Es una unión que altera  el comportamiento en los diferentes compuestos, pues es utilizado el puente de hidrógeno para generar estructuras en algunas moléculas y en otras las hace permanecer unidas, cambiando su estado de agregación.

La química es un proceso en constante transformación y aprendizaje, por eso continuaremos con un tema que permita entender cada vez mejor el ambiente que nos rodea.

TEMA SIGUIENTE:

Números de oxidación.