3. Formulació i nomenclatura

El llenguatge de la Química.

ÍNDEX dels CONTINGUTS

1. Nomenar i formular compostos: el llenguatge de la química

1.1. Formulació

1.2. Nomenclatura

2. Compostos binaris: Formulació i nomenclatura de compostos binaris

2.1. Òxids

2.2. Hidrurs

2.3 Sals binàries

3. Compostos ternaris: Formulació i nomenclatura de compostos ternaris

3.1. Hidròxids

3.2. Oxoàcids

3.3. Oxosals

4. Mol i Massa molar.

5. Composició centesimal.

1. FORMULACIÓ I NOMENCLATURA

Totes les substàncies es coneixen pel seu nom, mentre que la seva fórmula permet conèixer la seva composició.

Des del principi dels temps la humanitat va donar nom als metalls i altres substàncies. A mitjan segle XVIII, el desenvolupament de l’alquímia i les arts aplicades va augmentar el nombre de substàncies i compostos a nomenar, la química es desenvolupava i els noms i símbols de les substàncies químiques, sovint relacionats amb la mitologia, no facilitaven la comunicació entre els químics, a causa del llenguatge críptic i al fosc simbolisme que utilitzaven.  Aquests noms no proporcionaven informació sobre la composició i no responien a cap criteri sistemàtic.

En 1787, es va publicar l’obra Méthode de Nomenclature chimique, fruit del treball de Guyton de Morveau i d’altres químics importants de l’època: Lavoisier, Fourcroy i Bertholet. La publicació d’aquest llibre va ser l’inici de l’una nomenclatura sistemàtica.

Aquest sistema de nomenclatura va ser la base del nostre sistema actual.

Amb la  formulació i la nomenclatura químiques pretenem adquirir un llenguatge per poder representar i anomenar tots els elements i composts químics amb claredat i sense equívocs. La nomenclatura facilita el pas de la fórmula química al nom de la substància i viceversa.

Abans d’entrar matèria caldrà que tinguis clar el concepte de nombre d’oxidació.

El nombre d’oxidació serveix per conèixer en quina proporció es combina amb els altres elements. Per la seva importància, convé memoritzar-los.

El nombre d’oxidació i una Taula dels nombres d’oxidació dels elements.

1.1 Formulació:

La formulació és el conjunt de regles que permet establir quina fórmula química correspon a cada compost. fórmules

La fórmula química és una representació convencional dels elements que formen la molècula o el cristall. 

Això ens fa distingir:

Fórmula empírica: pròpia dels compostos que formen cristalls, la fórmula representa la proporció en què es troben els elements dins la xarxa cristal·lina. Tots els compostos amb enllaç iònic utilitzen fórmules empíriques (tot i així, la fórmula empírica es pot usar tant en compostos formats per molècules com en els que formen cristalls i macromolècules).

imatge-molecula.jpgFórmula molecular: ens indica la quantitat real d’àtoms que conformen una molècula. Només té sentit parlar de fórmula molecular si l’element o el compost estan formats per molècules.

 

• Les fórmules s’indiquen mitjançant els símbols dels elements presents en cada compost i com a subíndex al costat de cadascun el nombre d’àtoms d’aquest element presents en una molècula o com proporció general en el mateix.

• A cada element se li assigna un símbol format per una o dues lletres, generalment la inicial del seu nom i, si cal, una altra lletra per diferenciar-lo d’un altre element amb la mateixa inicial. De vegades, les inicials corresponen al nom llatí o grec de l’element: carboni, C ; clor, Cl; calci, Ca; urani, U; cadmi, Cd, sodi, Na (natrium); potassi, K (kalium); coure, Cu (cuprum)

• Per representar elements i compostos moleculars utilitzarem la fórmula molecular, indicant amb subíndex el nombre d’àtoms que formen la molècula. Només té sentit parlar de fórmula molecular si l’element o el compost estan formats per molècules. Per determinar la fórmula d’una molècula s’escriuen els símbols de tots els elements que en formen part, i per indicar el nombre d’àtoms de cada element es col·loca un subíndex al seu costat.

Ex: triòxid de sofre SO3  (indica la quantitat real d’àtoms que conformen la molècula)

• Tots els compostos amb enllaç iònic es representen amb fórmules empíriques (tot i així, la fórmula empírica es pot usar tant en compostos formats per molècules com en els que formen cristalls i macromolècules). Es simplifiquen els subíndexs quan es pot.

• En la fórmula d’un compost molecular sempre s’escriu a la dreta el símbol de l’element més electronegatiu, per ex. escrivim CO2 perquè l’oxigen és més electronegatiu que el carboni.

• Per saber quin element és més electronegatiu entre dos no-metalls tindrem en compte el llistat:

B < Si < C < Sb < As < P < N < H < Te <  Se < S < I < Br < Cl < O < F

• En la fórmula d’un cristall sempre s’escriu a l’esquerra el símbol del catió (metall) i a la dreta el de l’anió (no-metall). És a dir, es posa davant l’element que té el número d’oxidació positiu i darrere el número d’oxidació negatiu. A continuació s’intercanvien els nombres d’oxidació (valències).

• Formulació en general: En formular un compost binari (dos elements) s’escriu en primer lloc l’element menys electronegatiu i en 2n lloc el més electronegatiu. Les valències s’intercanvien col·locant com subíndexs i quan calgui simplificant, tenint en compte que el nombre 1 no s’escriu i que en la fórmula final només poden aparèixer nombres enters.

formulació binària

• De manera general, una fórmula s’anomena indicant primer l’element del final, l’element escrit a la dreta.

Ex. CaO s’anomena òxid de calci.

1.2 Nomenclatura

La nomenclatura química és un conjunt de regles i normes que permeten donar nom a tots els compostos químics de manera sistemàtica i internacional. Idealment, qualsevol compost hauria de tenir un nom del qual es pugui extreure una fórmula química sense ambigüitat, facilitant així la comunicació científica.

La IUPAC (Unió Internacional de Química Pura i Aplicada) ha establert unes normes que fixen com s’han d’escriure les fórmules i com s’han d’anomenar els elements i compostos Aquestes regles i recomanacions estan recollides en el que es coneix comunament com “El llibre Vermell“.

També hi ha una nomenclatura IUPAC per a la Química orgànica. Els compostos orgànics són els que contenen carboni, comunament enllaçats amb hidrogen, oxigen, nitrogen, sofre i alguns halògens.

Tradicionalment per anomenar un compost inorgànic s’utilitzen tres nomenclatures distintes: Sistemàtica, de Stock i Tradicional. La IUPAC admet una única fórmula per a cada compost químic, hi ha una única formulació. No obstant això la mateixa IUPAC admet dos nomenclatures, dues formes de nomenar les diferents substàncies, la nomenclatura sistemàtica i la nomenclatura de Stock. Per a alguns compostos admet, a més, noms tradicionals.

Nomenclatura sistemàtica:

Es basa a nomenar les substàncies usant prefixos numèrics grecs que indiquen el nombre d’àtoms de cadascun dels elements presents en cada molècula.

La forma de nomenar els compostos en aquest sistema és:
prefix (mono, di, tri,tetra..)- nom genèric + prefix (mono, di, tri,tetra..)-nom específic.
Generalment només s’utilitza fins al prefix hepta.

Cl2O3 : Triòxid de diclor
I2O : Monòxid de díode
CrBr3 : Tribromur de cromo;
CO : monòxid de carboni

Nomenclatura de Stock:

En aquest tipus de nomenclatura, quan l’element que forma el compost té més d’una valència, aquesta s’indica al final, en nombres romans i entre parèntesis.

De forma general, amb aquest sistema de nomenclatura, els compostos s’anomenen citant en primer lloc l’element més electronegatiu amb el sufix -ur (òxid per l’O), la preposició de i finalment el nom de l’element menys electronegatiu, seguit d’un parèntesi amb el nombre d’oxidació en xifres romanes si en té més d’un. D’aquesta manera:

nom genèric (òxid, …-ur) + de + nom d’element específic (valència en nombres romans)

Fe (OH)2  Hidròxid de ferro (II)
Fe (OH)3   Hidròxid de ferro (III)
Fe2S3           Sulfur de ferro (III)

Quan un dels elements del compost és un metall s’utilitza amb preferència la nomenclatura d’Stock.  Tradicionalment s’empra amb les sals, els òxids i els hidròxids.
Normalment, a menys que s’hagi simplificat la fórmula, la valència pot veure’s en el subíndex de l’altre element (en compostos binaris i ternaris)

Nomenclatura tradicional

Aquesta nomenclatura utilitza un codi de prefixos i sufixos per identificar la valència amb la qual actua algun dels elements que formen part del compost. Amb aquesta nomenclatura es pot diferenciar elements que tinguin fins a quatre valències diferents:

nomenclatura tradicional valencieslAquesta nomenclatura cada vegada està més en desús, i ha deixat pas a les nomenclatures que recomana la IUPAC: la nomenclatura sistemàtica (també anomenada ‘estequiomètrica o de nom lectura) i  la nomenclatura de Stock. A partir de les normes IUPAC 2005 es deixa d’emprar, només s’accepta per als oxoàcids i oxosals.

Exemples:

H2SO4: àcid sulfúric

NaNO3: nitrat de sodi

HCl: àcid clorhídric

Formulació i nomenclatura

Resum de les recomanacions de la IUPAC del 2005. Però si vols el mateix document sense resumir fes clic a recomanacions de la IUPAC (sense resumir): Libro Rojo.

2. COMPOSTOS BINARIS

Teoria (presentació de powert point):


Enllaços per repassar i practicar els compostos binaris:

– Una bona web que repassa els conceptes bàsics sobre formulació de compostos binaris. També conté exercicis per a que et poses a prova.

Els òxids

Els hidrurs

Les sals binàries

Formulació inorgànica

3. COMPOSTOS TERNARIS

Són compostos que estan formats per tres àtoms de diferent naturalesa.

Això no vol dir que els compostos ternaris estiguin formats per tres àtoms, poden tenir un nombre més gran d’àtoms però tenen en comú que estan formats per tres elements diferents.

En aquest apartat veurem els hidròxids, els oxoàcids i les oxosals.

Teoria (presentació de powert point):


Enllaços per repassar i practicar els compostos ternaris:

Els hidròxids

 Els àcids

Les sals

– Una excel·lent web de formulació i nomenclatura de química inorgànica

– Aquí teniu un enllaç  per fer pràctiques de formulació.

– La web de l’escola Joan XXIII amb exercicis corregits per practicar

2 thoughts on “3. Formulació i nomenclatura

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà Els camps necessaris estan marcats amb *