RESUMEN DE LA UNIDAD# 3 SEMANA # 6

3.1 CLASIFICACION Y PROPIEDADES DE LOS COOMPUESTOS INORGANICOS

Los compuestos inorgánicos son aquellos que proceden de los minerales,  en su origen los compuestos inorgánicos se forman ordinariamente por la acción de las fuerzas fisicoquímicas: fusión, sublimación, difusión, electrolisis y reacciones químicas a diversas temperaturas. La energía solar, el oxígeno, el agua y el silicio han sido los principales agentes en la formación de estas sustancias.

Los compuestos químicos inorgánico se clasifican por grupos que poseen la misma característica y comportamiento. Estos grupos, llamados también funciones, están estructurados de la siguiente manera:

·         Óxidos básicos

·         Óxidos ácidos o anhídridos

·         Hidruros

·         Ácidos

·         Sales

Óxidos básicos: Estos compuestos están formados por la unión de un metal y oxígeno; se encuentran comúnmente e la naturaleza, ya que se obtienen cuando un metal se pone en contacto con el oxígeno del medio ambiente, y que con el paso del tiempo se va formando óxido del metal correspondiente. Pueden prepararse industrialmente mediante la oxidación de los metales. Ejemplos: óxido de calcio:

2Ca2  +    O2 (2-)     a   2CaO (Óxido de Calcio)

Óxidos ácidos o Anhídridos: Se forman al hacer reaccionar el oxígeno con elementos no metálicos. Como interviene el oxígeno en su formación, son también conocidos como óxidos, pero para diferenciar un óxido básico de un óxido ácido, a estos últimos se les nombra anhídridos. Ejemplo: anhídrido carbónico.

  C4+          +  O2 (2-)    a  CO2 (anhídrido carbónico)

Hidruros: Son compuestos formados de la unión del hidrogeno con elementos metálicos como el hidruro de estroncio, etc. La formación de los hidruros es el único caso en que el hidrogeno trabaja con valencia negativa. Ejemplo: hidruro de sodio.

2Na1+  +   H2 (1-)         à 2NaH (hidruro de sodio)

Hidróxidos: Se caracterizan por llevar en su molécula el radical (OH-) llamado radical oxhidrilo o hidroxilo. Se forman al agregar agua a un óxido metálico. Ejemplo: hidróxido de calcio.

 CaO      +  H2O      à Ca (OH-) (hidróxido de calcio)

Ácidos: Tienen la característica de que sus moléculas inician siempre con el hidrógeno. Pueden ser:

Hidrácidos: Se forman con el hidrógeno y un no metal. Ej. ácido clorhídrico.

Oxiácidos: Son aquellos que llevan oxígeno en su molécula además del hidrógeno y el no metal. Ej.ácido sulfúrico.

Sales: Son compuestos que provienen de la sustitución de los hidrógenos de los ácidos por un metal, cuando reacciona un ácido con un hidróxido; por lo tanto, de los hidrácidos resultan las sales haloideas o binarias, las cuales quedan formadas por un metal y un no metal. Ej. cloruro de sodio.

De los oxiácidos pueden formarse tres tipos de sales: oxisales neutras, ácidas y complejas.

Oxisales neutras: Se forman cuando se sustituyen totalmente los hidrógenos del ácido.

Oxisales ácidas: Se obtienen cuando la sustitución de los hidrógenos es parcial.

Oxisales complejas: Resultan de la sustitución de los hidrógenos del ácido por dos o tres metales diferentes.

3.2 OXIDOS

Es un compuesto binario que contiene uno o varios átomos de oxígeno y otros elementos. Existe una gran variedad de óxidos, los cuales se presentan en los 3 principales estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso, a temperatura ambiente. Casi todos los elementos forman combinaciones estables con oxígeno y muchos en varios estados de oxidación. Debido a esta gran variedad las propiedades son muy diversas y las características del enlace varían desde el típico sólido iónico hasta los enlaces covalentes. Los óxidos se pueden sintetizar directamente mediante procesos de oxidación

Nombres de los óxidos

Los óxidos se pueden nombrar según el número de átomos de oxígeno en el óxido (nomenclatura sistemática), o monóxido; los que contienen dos átomos de oxígeno, dióxido; tres, trióxido; cuatro, tetra óxido; y así sucesivamente siguiendo los prefijos numéricos griegos.

También se pueden nombrar usando otras nomenclaturas

• Nomenclatura stock-Werner: donde se indica el número de oxidación del elemento oxidado, con números romanos. (Se utiliza tanto para los óxidos básicos como para los óxidos ácidos)

N₂O₃ = Óxido de Nitrógeno (III)

• Nomenclatura Tradicional (se usa para óxidos básicos, no los óxidos ácidos)

SO₂ = Anhídrido sulfuroso

Hay otros dos tipos de óxido: peróxido y su peróxido. Ambos cuentan como óxidos pero tienen diversos estados de oxidación y reaccionan en diversas maneras con respecto a otros óxidos.

También es posible nombrar el protóxido, que es una forma de llamar a los óxidos comunes (O trabajando con -2) cuando el elemento oxidado trabaja con su mínimo estado de oxidación.

Tipos de óxidos

Según la estequiometria del compuesto:

• Óxidos binarios, formados por oxígeno y otro elemento.

• Óxidos mixtos, formados por dos elementos distintos y oxígeno como son las espinelas.

Atendiendo al comportamiento químico hay tres tipos de óxidos: óxidos básicos, ácidos y óxidos anfóteros, aunque no muy comunes en la naturaleza.

3.3 HIDROXIDOS

Los hidróxidos son un grupo de compuestos químicos formados por un metal y uno o varios aniones hidroxilos, en lugar de oxígeno como sucede con los óxidos.

El hidróxido, combinación que deriva del agua por sustitución de uno de sus átomos de hidrógeno por un metal, está presente en muchas bases. No debe confundirse con hidroxilo, el grupo OH formado por un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno, característico de los alcoholes y fenoles.

Los hidróxidos se formulan escribiendo el metal seguido del grupo dependiente con la base de un ion de radical adecuado con hidroxilo; éste va entre paréntesis si el subíndice es mayor de uno. Se nombran utilizando la palabra hidróxido seguida del nombre del metal, con indicación de su valencia, si tuviera más de una. Por ejemplo, el Ni(OH)₂ es el hidróxido de níquel (II) y el Ca(OH)₂ es el hidróxido de calcio (véase Nomenclatura química).

Las disoluciones acuosas de los hidróxidos tienen carácter básico, ya que éstos se disocian en el catión metálico y los iones hidróxido. Esto es así porque el enlace entre el metal y el grupo hidróxido es de tipo iónico, mientras que el enlace entre el oxígeno y el hidrógeno es covalente. Por ejemplo:

NaOH(aq) → Na⁺(aq) + OH^-

Los hidróxidos resultan de la combinación de un óxido básico con el agua. Los hidróxidos también se conocen con el nombre de bases. Estos compuestos son sustancias que en solución producen iones hidroxilo.

En la clasificación mineralógica de Strunz se les suele englobar dentro del grupo de los óxidos, aunque hay bibliografías que los tratan como un grupo aparte.

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

3.4 ACIDOS

    Cualquier compuesto químico que puede ceder protones es un ácido. Es una sustancia que en disolucion produce iones de hidronio H3O.

    Los ácidos tienen sabor agrio: por ejemplo, el vinagre debe su sabor al ácido acético. y los limones y otros tintos cítricos contienen ácido cítrico. Ocasionan cambios de color en los pigmentos vegetales: por ejemplo, cambian el color del papel tornasol de azul a rojo. Reaccionan con algunos metales como el zinc, magnesio o hierro para producir hidrógeno gaseoso. Una reacción típica es la que sucede entre el ácido clorhídrico y el magnesio:

Propiedades de  los acidos

• Tienen sabor agrio como en el caso del ácido cítrico en la naranja y el limón.

• Cambian el color del papel tornasol azul a rosa, el anaranjado de metilo de anaranjado a rojo y deja incolora a la fenolftaleín

• Son corrosivos.

• Producen quemaduras de la piel.

• Son buenos conductores de electricidad en disoluciones acuosas.

• Reaccionan con metales activos formando una sal e hidrógeno.

• Reaccionan con bases para formar una sal más agua.

• Reaccionan con óxidos metálicos para formar una sal más agua.

Fuerza de los acidos

La fuerza de un ácido se refiere a su habilidad o tendencia a perder un protón. Un ácido fuerte es uno que se disocia completamente en agua; en otras palabras, un mol de un ácido fuerte HA se disuelve en agua produciendo un mol de H⁺ y un mol de su base conjugada, A^-, y nada del ácido protonado HA. En contraste, un ácido débil se disocia sólo parcialmente y, en el equilibrio, existen en la solución tanto el ácido como su base conjugada. Algunos ejemplos de ácidos fuertes son el ácidos clorhídrico (HCl), ácido yodhídrico (HI), ácido bromhídrico (HBr), ácido perclórico (HClO₄), ácido nítrico (HNO₃) y ácido sulfúrico (H₂SO₄). En agua, cada uno de estos se ioniza prácticamente al 100%. Mientras más fuerte sea un ácido, más fácilmente pierde un protón, H⁺. Dos factores clave que contribuyen a la facilidad de deprotonación son la polaridad del enlace H-A. La fuerza de los ácidos suele ser discutida también en términos de la estabilidad de la base conjugada.

3.5 SALES

Las sales son compuestos que resultan de la combinación de sustancias ácidas con sustancias básicas. Las sales comprenden tanto compuestos binarios o diatómicos, como ternarios. Y hay distintos tipos o formas de clasificarlas que son: sales neutras, sales ácidas, sales básicas y sales mixtas.

Sales neutras

Las sales neutras son compuestos formados por la reacción de un ácido con un hidróxido (compuesto ternario básico) formando también agua. Entre las sales neutras se encuentran las binarias y las ternarias, que se diferencian entre si por el ácido con el que reaccionan, siendo estos un hidrácido o un oxácido.

Las sales neutras binarias o sales haloideas son compuestos formados por un hidrácido y un hidróxido. Para nombrarlos en el sistema tradicional, stock y sistemático se aplican las reglas generales usando el nombre del no metal con el sufijo –uro como nombre genérico y el nombre del metal como nombre especifico.

En las dos primeras ecuaciones se presenta el proceso completo para la formación de una sal neutra binaria y en las ultimas dos se ejemplifica por separado la neutralización y la formación de la sal neutra.

Las sales neutras ternarias son compuestos formados por un hidróxido y un oxácido. La denominación que reciben las sales proviene del nombre del ácido, oxácido, que las origina. Para nombrar una sal cuando deriva de un ácido cuyo nombre especifico termina en -oso, se reemplaza dicha terminación por -ito. Análogamente cuando el nombre especifico del ácido termina en –ico, se reemplaza por -ato. Por ejemplo: el Hidroxido de sodio (Na(OH)) reacciona con el ácido ortofósforico o ácido fosfórico (H₃PO₄) para formar la sal fosfato de sodio u ortofosfato de sodio (Na₃PO₄).

Otra manera para saber cuándo utilizar los sufijos –ito o –ato, en lugar de determinar de qué ácido proviene la sal neutra, para así nombrar el compuesto; se determina el número de valencia con el que trabaja el no metal diferente de oxigeno en el compuesto. El procedimiento es similar al utilizado en los oxácidos (sección oxácidos, tercer párrafo). Los puntos que hay que tener en cuanta son:

§  El elemento más electronegativo es el oxígeno y los elementos mas electropositivos son el metal y el no metal.

§  En la fórmula molecular el metal va a la izquierda, el no metal va al centro y el oxígeno va a la derecha.

§  El oxígeno trabaja con el número de valencia -2.

§  Los elementos que formaran el radical u oxoanión son el no metal y el oxígeno, razón que obliga a que la suma de valencias o cargas entre estos dos elementos sea negativa.

§  La suma de cargas entre los tres elementos o entre el metal y el radical será igual a cero, lo que significa que la molécula sera neutra.

Por ejemplo: Ca(ClO₃)₂. En resumen el procedimiento se basa en determinar la carga de uno de los dos radicales, que será negativo, y con esto se puede establecer el número con el que debe trabajar el metal, para que la suma entre este y los dos radicales sea igual a cero. Como primer paso hay que determinar la carga del radical; como hay 3 oxígenos en el radical y cada oxígeno trabaja con -2 la carga total de los oxígenos en un radical es de -6; como hay 1 cloro en el radical y la suma de valencias entre el oxígeno y el cloro dentro del radical debe ser negativo, el cloro trabajara con +5 de valencia. Para probar que el cloro debe trabajar con +5 únicamente, en este compuesto, se hace la operatoria con cada número de valencia del cloro; si el cloro trabajara con +1, la sumatoria con la carga -6 de los oxígenos seria igual a -5, esta carga de -5 seria de un solo radical y como hay dos, los radicales tendrían una carga de -10, así que el calcio para sumar una carga neta de cero para la molécula debería trabajar con un número de valencia +10, el cual no existe, entonces el cloro no puede trabajar con -1 en el radical; si el cloro trabajara con el +3 ocurriría lo mismo, al final el calcio para equilibrar la molécula debería trabajar con la valencia +6, valencia con la que no cuenta el cloro; y si el cloro trabajara con +6 la sumatoria de valencias entre el cloro y los oxígenos dentro del radical seria igual a cero, lo cual no es correcto ya que el radical debe tener una carga negativa. Ya que el cloro trabaja con +5 la carga sumada de los dos radicales es de -2, así que el calcio tendría que usar la valencia +2 para hacer cero la carga neta de la molécula. Cuando en una molécula hay solamente un radical se omiten los paréntesis de la fórmula

Sales ácidas

Las sales ácidas son compuestos cuaternarios que resultan del reemplazo parcial de los hidrógenos de un ácido por átomos metálicos. Los ácidos deben presentar dos o más hidrógenos en su molécula para formar estas sales. Para nombrarlos en el sistema tradicional se siguen las reglas de las sales neutras ternarias agregando la palabra “acido” antes del nombre del metal. Y para nombrarlos en el sistema Stock y sistemático se usan las reglas generales para las sales neutras ternarias, en estos dos sistemas, agregando la palabra “hidrógeno” antes del nombre del no metal. Para poder encontrar la valencia del no metal para así poder nombrar correctamente la sal se puede usar el método utilizado en los compuestos de sales neutras ternarias, teniendo en cuenta: que el oxígeno trabaja con valencia -2; el hidrógeno trabaja con valencia +1; estos compuestos siguen la fórmula general Metal + Hidrógeno + No Metal + Oxigeno; los elementos con valencias positivas son el metal, el hidrógeno y los elementos con valencias negativas son el no metal y el hidrogeno.

Sales básicas

Estas sales son compuestos que resultan de reemplazar parcialmente los oxhidrilos de un hidróxido por los aniones de un ácido. Para nombrarlos en el sistema tradicional depende de si el ácido es binario o ternario, es decir que si se trata de un hidróxido o un hidrácido. Cuando el ácido es un hidrácido se utiliza el nombre del no metal con su sufijo uro y se le antepone el prefijo “hidroxo” para el nombre general y como nombre especifico el nombre del metal. Y cuando el ácido es un hidróxido, como nombre general, se utiliza el nombre del no metal con el prefijo “hidroxo” y su correspondiente sufijo según su valencia (como se indica en la sección de las sales neutras ternarias), y como nombre específico el nombre del metal.

Sales mixtas

Las sales mixtas son compuestos que resultan al sustituir los hidrógenos de un ácido por átomos metálicos distintos de hidróxidos. Las reglas para nombrar las sales mixtas en el sistema tradicional son análogas a las sales ácidas.

3.6 HIDRUROS

Los hidruros son compuestos binarios formados por átomos de hidrógeno y de otro elemento químico, pudiendo ser este metal o no metal. Existen dos tipos de hidruros: los metálicos y los no metálicos (hidrácidos).

Estado de oxidación

En un hidruro metálico el estado de oxidación del Hidrógeno es -1; mientras que en un hidruro no metálico, el estado de oxidación del Hidrógeno es +1.

 Hidruros no metálicos

 Son compuestos formados por hidrógeno y un elemento no metálico. El no metal siempre actúa con su menor número de valencia, por lo cual cada uno de ellos forma un solo hidruro no metálico. Generalmente se encuentran en estado gaseoso a la temperatura ambiente. Algunos manifiestan propiedades ácidas, tales como los hidruros de los elementos flúor, cloro, bromo, yodo, azufre, selenio y telurio; mientras que otros no son ácidos, como el agua, amoníaco, metano, silanos, etc.

Hidruros no metálicos de carácter ácido

 Se formulan escribiendo primero el símbolo del hidrógeno y después el del elemento. A continuación se intercambian las valencias. Los elementos flúor, cloro, bromo y yodo se combinan con el hidrógeno con valencia 1, y los elementos azufre, selenio y telurio lo hacen con valencia 2.

 Se nombran añadiendo la terminación uro en la raíz del nombre del no metal y especificando, a continuación, de hidrógeno.

 Ejemplos

 HF → fluoruro de hidrógeno

 HCl → cloruro de hidrógeno

 HBr → bromuro de hidrógeno

 HI → yoduro de hidrógeno

 H2S → sulfuro de hidrógeno

 H2Se → seleniuro de hidrógeno

 H2Te → telururo de hidrógeno***

  Otros hidruros no metálicos

 Se formulan indicando, primero el símbolo del elemento y, luego, el del hidrógeno. A continuación, se intercambian las valencias.

 Todos estos compuestos reciben nombres tradicionales admitidos por la IUPAC, y son los que habitualmente utilizan los químicos. Los más importantes son:

 NH3 → amoníaco

 CH4 → metano

Hidruros metálicos

Son compuestos binarios constituidos por hidrógeno y un elemento metálico.

 Se formulan escribiendo primero el símbolo del elemento metálico.

 Se nombran con la palabra hidruro seguida del nombre del metal.

 Ejemplos

 NaH → hidruro de sodio

 LiH → hidruro de litio

 CaH2 → hidruro de calcio

 SrH2 → hidruro de estroncio

Los hidruros metálicos son el resultado de la unión entre el hidrógeno y un elemento metálico.

3.7 COMPUESTOS INORGANICOS DEL IMPACTO ECONOMICO INDUSTRIAL,AMBIENTAL Y SOCIAL EN LA REGION O EN EL PAIS

Impacto económico
Combustibles y carburantes.

Los combustibles son cuerpos capaces de combinarse con él oxigeno con desprendimiento de calor. Los productos de la combustión son generalmente gaseosos. Por razones prácticas, la combustión no debe ser ni muy rápida ni demasiado lenta.
Puede hacerse una distinción entre los combustibles quemados en los hogares y los carburantes utilizados en los motores de explosión; aunque todos los carburantes pueden ser empleados como combustibles, no ocurre lo mismo a la viceversa. Los distintos combustibles y carburantes utilizados pueden ser: sólidos, líquidos o gaseosos.

Impacto industrial
Nitruros, grupo de compuestos inorgánicos, formados por nitrógeno y otro elemento más electropositivo (que tiende a ceder electrones), a excepción de los halógenos y el hidrógeno. Los nitruros de metales alcalinos como el nitruro de sodio, Na3N, se descomponen a baja temperatura y reaccionan con vapor de agua formando amoníaco y el hidróxido del metal. Los nitruros de elementos como el boro y el silicio son, en cambio, duros y estables a alta temperatura y resultan resistentes frente a los agentes químicos. Por esta razón se usan para fabricar crisoles y como abrasivos. En el proceso metalúrgico llamado nitruración, que sirve para endurecer la superficie de los aceros, se calienta el acero en presencia de amoníaco. El acero ha de ser una aleación que contenga un elemento, normalmente aluminio, que forme un nitruro. El acero tratado de este modo posee una mayor resistencia al desgaste y a la formación de grietas.

Impacto ambiental y efectos en la salud.

El principal impacto ambiental del ácido sulfúrico es sobre el pH del agua. El rango de pH acuoso que no es del todo letal para los peces es de 5-9. Por debajo de un pH de 5.0 se produce una rápida disminución de las especies de peces y de la biota que los sustenta. El impacto ambiental secundario del ácido sulfúrico está en que su presencia que incrementa la toxicidad de otros contaminantes, tales como los sulfuros y los metales, a través de su disolución. Se deberá neutralizar, a la brevedad posible, los derrames de ácido sulfúrico en el suelo. Por lo general, el ácido sulfúrico es transportado en camiones cisterna y almacenado en instalaciones en la superficie para almacenamiento a granel.

Impacto social

La sociedad, al igual que el cuerpo humano, requiere un estudio integral con evaluación permanente que le permita valorar su desempeño orgánico como cuerpo activo que vive y actúa.
Así como se realizan los exámenes médicos pertinentes para medir los indicadores de la salud y establecer la normalidad del funcionamiento de órganos y sentidos, es necesario analizar para estudiar y sintetizar para resolver los problemas sociales, vale decir, las necesidades, los escollos, contratiempos, dificultades que afrontamos diariamente como colectivo. El impacto social se refiere a los efectos que la investigación planteada tiene sobre la comunidad en general.