Iones, formulación y nomenclatura inorgánica
Los átomos forman iones porque buscan ser estables. Los metales pierden electrones y quedan positivos, convirtiéndose en cationes, mientras que los no metales ganan electrones y quedan negativos, convirtiéndose en aniones.
Para formar cualquier compuesto inorgánico solo se aplica la regla del cruce de cargas: la carga del catión pasa a ser el subíndice del anión y la carga del anión pasa a ser el subíndice del catión, sin importar los signos. Si queda un subíndice uno, nunca se escribe, y si ambos subíndices son pares o números simplificables, se dividen para dejarlos en su mínima expresión; por eso, calcio (+2) con oxígeno (−2) pasa de Ca2O2 a ser simplemente CaO.
Para nombrarlos rápidamente según el sistema que se requiera: en la nomenclatura tradicional se observa la valencia del elemento y se le asigna la terminación oso si usa la menor o ico si usa la mayor. En la nomenclatura Stock se omiten los sufijos y se escribe el nombre del elemento seguido de su número de oxidación en números romanos entre paréntesis. En la nomenclatura sistemática se lee la fórmula literal contando cuántos átomos de cada tipo hay, usando los prefijos mono, di, tri, tetra, penta o los que correspondan.
Tipos de reacciones químicas
Los cinco tipos principales de reacciones químicas son:
- Síntesis o adición: dos o más sustancias se juntan para formar un solo producto más complejo.
- Descomposición: un compuesto único se rompe en dos o más sustancias simples aplicando calor o energía.
- Desplazamiento simple: un elemento libre sustituye a otro dentro de un compuesto porque es más activo.
- Doble desplazamiento o metátesis: dos compuestos intercambian sus iones entre sí para generar dos sustancias completamente nuevas.
- Combustión: un combustible orgánico reacciona con el oxígeno del aire liberando luz, calor, dióxido de carbono y agua.
Nomenclatura inorgánica y funciones químicas
La nomenclatura inorgánica se basa en identificar la función química del compuesto y aplicar el sistema de nombre correcto. Los óxidos metálicos resultan de unir un metal con oxígeno, y los no metálicos o anhídridos combinan un no metal con oxígeno. Los hidróxidos o bases se forman al unir un catión metálico con el grupo hidroxilo (OH). Los ácidos se dividen en:
- Hidrácidos: combinación de hidrógeno con un no metal de los grupos 16 o 17 en solución acuosa.
- Oxácidos: compuestos que llevan hidrógeno, un no metal y oxígeno.
Las sales se forman al neutralizar un ácido con una base, siendo sales binarias si provienen de un hidrácido o oxisales si contienen oxígeno y derivan de un oxácido.
Para nombrar cualquier compuesto existen tres sistemas principales:
- Nomenclatura tradicional: asigna las terminaciones oso e ico al metal o no metal según actúe con su menor o mayor valencia, o los prefijos hipo y per si tiene más de dos valencias.
- Nomenclatura Stock: ignora los sufijos y escribe el nombre del elemento indicando su estado de oxidación exacto con números romanos entre paréntesis al final.
- Nomenclatura sistemática: lee directamente la cantidad de átomos presentes en la fórmula utilizando los prefijos griegos mono, di, tri, tetra, penta, hexa y hepta.
Diluciones y cálculo de molaridad
Para las diluciones, la fórmula principal de conservación es C1·V1 = C2·V2, la cual también se usa con molaridad como M1·V1 = M2·V2 para calcular qué volumen de una solución madre se necesita o qué concentración final se obtendrá al agregar más disolvente.
Si se necesita calcular la molaridad de cualquier solución, la fórmula es: Molaridad = moles de soluto / volumen de la solución en litros, es decir, M = n / V, donde los moles (n) se obtienen dividiendo la masa de la sustancia en gramos entre su peso molecular o masa molar.
Para la formación de compuestos químicos y el cruce de iones, la regla general es que la carga del catión pasa como subíndice del anión y la carga del anión pasa como subíndice del catión (Ay+ Bx− → AxBy), omitiendo los unos y simplificando los subíndices si ambos tienen divisores o múltiplos comunes.
Iones: cationes y aniones
Un ion es cualquier átomo o grupo de átomos que ha ganado o perdido electrones y, por lo tanto, adquiere una carga eléctrica neta, dividiéndose principalmente en dos tipos. Por un lado están los cationes, iones con carga positiva que se forman cuando un átomo, por lo general un metal, pierde uno o más electrones de su capa de valencia porque tiene baja electronegatividad, quedando con más protones que electrones; ejemplos comunes son el sodio (+1) y el calcio (+2). Por otro lado están los aniones, iones con carga negativa que se forman cuando un átomo, por lo general un no metal, gana o acepta electrones adicionales para buscar su estabilidad energética, quedando con más electrones que protones; ejemplos típicos son el cloruro (−1) y el óxido (−2). Esta diferencia de cargas opuestas es justo lo que permite que cationes y aniones se atraigan fuertemente entre sí para unirse y formar compuestos químicos neutros mediante el cruce de sus valencias.
