Compostos binaris: nomenclatura i formulació

Compostos Binari

Definició

Els compostos binaris són aquells que estan formats per la combinació de dos elements químics diferents.

València

La valència és la capacitat que té un element de combinar-se amb un altre. L'àtom d'hidrogen es pren com a referència, per tant, també la podem definir com el nombre d'àtoms d'hidrogen que es pot combinar amb un àtom de qualsevol altre element. És molt útil per formular compostos binaris.

Exemple: Cl₂O₅: Cl⁺⁵ i O^-2

2 × (+5) + 5 × (-2) = (+10) + (-10) = 0

Substàncies Simples

Les substàncies simples són les que estan constituïdes per àtoms d'un mateix element. Els àtoms d'un element poden presentar-se lliures, és a dir, aïllats els uns dels altres.

Formulació

L'hidrogen, el nitrogen, l'oxigen, el fluor, el clor, el brom i el iode estan formats habitualment per molècules diatòmiques (de 2 àtoms). Les seves fórmules són: H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂, Br₂ i I₂.

Nomenclatura

Exemples:

• H₂: dihidrogen o simplement hidrogen
• O₂: dioxigen o oxigen
• F₂: difluor o fluor
• Cl₂: diclor o clor
• Br₂: dibrom o brom
• I₂: diiode o iode
• N₂: dinitrogen o nitrogen
• O₃: trioxigen o ozó
• P₄: tetrafòsfor
• S₈: octasofre

Excepcionalment, gasos com l'hidrogen, l'oxigen, el nitrogen i altres es poden presentar en forma d'àtoms individuals separats els uns dels altres. Els seus noms són:

• Monohidrogen o hidrogen atòmic
• Monooxigen o oxigen atòmic
• Monoclor o clor atòmic
• Monofluor o fluor atòmic

Ions

Cations

Són cations els ions dels metalls. Per formular-los s'escriu el símbol del metall i escrivim la seva valència en forma de superíndex. Per exemple:

• Ió calci: Ca²⁺
• Ió sodi: Na⁺

Es nomenen: ió nom metall (valència) o ió nom metall -ic/-ós. Per exemple:

• Fe³⁺: ió ferro (III) o ió fèrric
• Au⁺: ió or (I) o ió aurós
• K⁺: ió potassi

L'ió mercuri (I) no existeix, existeix l'ió dimercuri (I): Hg₂²⁺

Anions

Per exemple:

• Cl^-: ió clorur
• S^2-: ió sulfur

Es formulen escrivint el símbol del no-metall i la seva valència negativa en forma de superíndex. Per exemple:

• Ió bromur: Br^-
• Ió seleniur: Se^2-

Tipus de Compostos Binari

• Òxids
• Peròxids
• Sals binàries
• Combinació no-metall/no-metall
• Combinacions amb l'hidrogen:
  • Hidrurs metàl·lics
  • Hidràcids
  • Hidrurs no metàl·lics

Formulació de Compostos Binari

Per formular qualsevol tipus de compost binari:

• S'escriu a l'esquerra el símbol de l'element que actua amb valència positiva.
• S'escriu a la dreta el símbol de l'element que actua amb valència negativa.

Exemple: Al³⁺ (ió alumini) i O^2- (òxid)

Primer col·loquem l'ió alumini i després l'òxid:

Al³⁺ O^2-

Després intercanviem les valències en forma de subíndex sense signes:

Al₂O₃

CaCl₂: clorur de calci.

Nomenclatura

Fem servir tres nomenclatures diferents:

• Nomenclatura de Stock
• Nomenclatura tradicional
• Nomenclatura sistemàtica o IUPAC

Nomenclatura de Stock

Exemples:

• Au₂O₃: òxid d'or (III) (Au: +1, +3)
• Au₂O: òxid d'or (I)
• K₂O: òxid de potassi (K: +1)

En molts casos, el prefix mono- s'omet.

• Al₂O₃: òxid d'alumini
• Au₂O: òxid d'or
• KBr: bromur de potassi

Nomenclatura Tradicional

Exemples:

• K⁺¹: KCl: clorur potàssic
• Fe^{+2, +3}: FeCl₂: clorur ferrós; FeCl₃: clorur fèrric
• Cr^{+2, +3, +6}: CrCl₂: clorur hipocrómico; CrCl₃: clorur crómico; CrCl₆: clorur cròmic
• V^{+2, +3, +4, +5}: VCl₂: clorur hipovanadós; VCl₃: clorur vanadós; VCl₄: clorur vanàdic; VCl₅: clorur pervanàdic

Òxids

Els òxids són compostos binaris constituïts per oxigen i un element qualsevol excepte el fluor. Tenen per fórmula general: E₂O_x

• Òxids bàsics: metalls + O^2-
• Òxids àcids: no metalls + O^2-

Na₂O₁ -------> Na₂O; Al₂O₃; Ca₂O₂ ----> CaO

Exemples: Quan el ferro presenta el nombre d'oxidació II formarà un òxid de fórmula:

FeO: càrrega total: 1(2) + 1(-2) = 0

En canvi, si el ferro presenta el nombre d'oxidació III, la fórmula de l'òxid és:

Fe₂O₃: càrrega total: 2(3) + 3(-2) = 0

Exemples:

• FeO: òxid de ferro (II)
• Fe₂O₃: òxid de ferro (III)
• Cl₂O: òxid de clor (I)
• Cl₂O₅: òxid de clor (V)
• Na₂O: òxid de sodi (I)
• CaO: òxid de calci (II) (fórmula simplificada)

Nomenclatura Sistemàtica o IUPAC

Exemples:

• FeO: monòxid de ferro
• Fe₂O₃: triòxid de diferro
• Cl₂O: monòxid de diclor
• Cl₂O₅: pentaòxid de diclor
• Na₂O: monòxid de disodi

El prefix mono és opcional: pot posar-se o bé no escriure'l.

València més petita: hipo...ós

València més gran: per...ic

Exemples:

• FeO: òxid ferrós
• Fe₂O₃: òxid fèrric
• Cl₂O: anhídrid hipoclorós
• Cl₂O₃: anhídrid clorós
• Cl₂O₅: anhídrid clòric
• Cl₂O₇: anhídrid perclòric
• Na₂O: òxid sòdic (o òxid de sodi)
• Al₂O₃: òxid aluminic (d'alumini)
• CaO: òxid càlcic