Definição de Compostos Inorgânicos

Neste trabalho focaremos na formulação e nomenclatura de compostos inorgânicos, dos mais simples aos mais você sai. Trabalharemos com óxidos básicos, óxidos ácidos, hidróxidos, oxoácidos, hidretos não metálicos e hidretos metálicos. Por fim, chegaremos à formulação de oxosais e hidrossais.

Se pensarmos do ponto de vista de uma rede, podemos dizer que tudo começa com o oxigênio molecular. Se for combinado com metais ou não metais, os caminhos se bifurcam. Se combinado com metais, óxidos básicos são formados. Então, se este óxido básico é combinado com Água, formam-se hidróxidos.

Por outro lado, se o oxigênio diatômico é combinado com não-metais, óxidos ácidos são formados. Então, se o óxido ácido é combinado com água, ácidos (oxoácidos) são formados.

Outro caminho se abre quando combinamos hidrogênio com metais ou não metais. Quando combinados com não-metais, formam-se hidretos não-metálicos (hidrácidos), enquanto que quando combinados com um metal um hidreto de metal é formado.

Finalmente, a combinação de alguns desses compostos resulta na formação de sais. Quando um hidróxido é combinado com um oxoácido, forma-se um oxosal (mais água). Ao passo que, quando combinamos um hidróxido com um hidrácido, forma-se um hidrosal (mais água).

Para entender como formular compostos existem algumas questões básicas que devemos saber. Primeiro, o número de oxidação de um elemento ou substância simples é zero e, por outro lado, se o composto formado for neutro (sem carga), a soma dos números de oxidação multiplicada pela atomicidade do elemento deve ser zero.

Se você tem uma espécie carregada, seu número de oxidação é igual à carga desse íon, enquanto se o composto é carregado, a soma dos números de oxidação multiplicada pela atomicidade do elemento deve ser igual à carga de íon.

Além disso, algumas outras regras básicas são os estados de oxidação do hidrogênio e do oxigênio. Em geral, o estado de oxidação do oxigênio é -2 (exceto nos peróxidos, que é -1). Em contraste, o hidrogênio tem número de oxidação +1 (com exceção quando combinado com metais, atua com estado de oxidação -1).

Por outro lado, tenha em mente que, em geral, os metais formam cátions cedendo elétrons e assemelhando sua configuração eletrônica à do gás nobre mais próximo.

Nos exemplos a seguir buscaremos interpretar os estados de oxidação e atomicidades dos seguintes compostos, etapa que é fundamental para poder formular os diferentes compostos químicos:

Suponha o seguinte composto:

\({{H}_{2}}S{{O}_{4}}\)

Anteriormente mencionamos que o hidrogênio, em geral, tem estado de oxidação +1 enquanto o oxigênio -2. Assim, a soma algébrica se reduz a:

\(2~x~\left( +1 \right)+State~of~oxidation~of~sulfur+4~x~\left( -2 \right)=0\)

Como é um composto neutro, a soma deve ser igual a zero (não tem carga). Agora, multiplicamos cada estado de oxidação pelo número de átomos daquele elemento presente no composto (sua atomicidade). Então, limpando este equação, onde a única incógnita é o estado de oxidação do enxofre, vemos que isso resulta em (+6). Ao verificar, é válido, pois o enxofre pode ter esse estado de oxidação.

Vemos outro exemplo, o caso de um sal:

\(Au{{\left(ClO \right)}_{3}}\)

Nesta ocasião, vemos um grupo (\(ClO\)) que aparece três vezes, então o estado de oxidação do ouro será condicionado por este grupo Exibir. O ouro tem dois estados de oxidação possíveis (+1) e (+3). Como é um sal neutro, a soma das cargas deve ser 0. Se o ouro tivesse estado de oxidação +1, os três grupos do ânion clorato teriam que adicionar (entre os três) carga (-1), o que é impossível. Como existem três grupos clorato, entende-se que a carga do ouro é (+3) enquanto cada grupo clorato possui uma carga negativa, sendo: ClO^-. Agora, o oxigênio tem um estado de oxidação de (-2), então para que a carga do íon resultante seja (-1), o número de oxidação do cloro deve necessariamente ser +1.

Nomenclatura de compostos inorgânicos

Ao nomear os compostos químicos mais simples e inorgânicos, são definidos três tipos de nomenclaturas universalmente conhecidas. A primeira é baseada em sua atomicidade, a segunda é conhecida pelo nome de seu criador Numera de Stock, e a terceira e última é a tradicional.

Se nomeamos os compostos por sua atomicidade, devemos conhecer os prefixos gregos (mono-, di-, tri-, tetra-, entre outros). Em vez disso, se usarmos a nomenclatura Numeral Stock, o composto é nomeado e se o elemento metálico tiver mais de um estado de possível oxidação do número de oxidação com que intervém na composto. Por fim, a nomenclatura tradicional adiciona prefixos e sufixos de acordo com o estado de oxidação. No caso de haver apenas um estado possível de agregação, não são adicionados sufixos, enquanto se houver dois ou mais, é definido o seguinte:

Dois estados de oxidação - os seguintes sufixos são adicionados: ao menor “-oso” e ao maior “-ico”

Três estados de oxidação – são adicionados os seguintes prefixos e sufixos: ao menor “hypo-” e “-oso”, ao intermediário “-oso” e ao maior “-ico”.

Quatro estados de oxidação – são adicionados os seguintes prefixos e sufixos: ao menor “hypo-” e “-oso”, ao intermediário “-oso”, ao seguinte “-ico” e ao maior “per-” e “ -ico”.

Agora veremos cada composto em particular e sua nomenclatura.

óxidos básicos

Começaremos com os óxidos básicos, combinando um metal com oxigênio molecular:

\(4~Au+~3~{{O}_{2}}\to 2~A{{u}_{2}}{{O}_{3}}\)

Neste caso, o ouro tem dois estados de oxidação possíveis (+1) e (+3) e você está usando o mais alto. Assim, a nomenclatura se resume a:

Nomenclatura atômica: trióxido de diorus.
Nomenclatura das ações: óxido de ouro(III).
Nomenclatura tradicional: óxido áurico.

óxidos de ácido

Neste caso, combinamos um não metal com oxigênio molecular:

\(2~C{{l}_{2}}+~5~{{O}_{2}}\to 2~C{{l}_{2}}{{O}_{5}}) \)

Neste caso, o cloro tem quatro estados de oxidação possíveis e está usando o intermediário principal. Assim, a nomenclatura se resume a:

Nomenclatura de atomicidade: dicloro pentóxido.
Nomenclatura de estoque: Óxido de cloro (V).
Nomenclatura tradicional: óxido clorídrico.

Hidróxidos

Eles são formados pela combinação de um óxido básico com água, portanto:

\(N{{a}_{2}}O+~{{H}_{2}}O~\to 2~NaOH\)

Neste caso, a nomenclatura é definida, em geral, com a nomenclatura tradicional: hidróxido de sódio.

oxoácidos

Eles são compostos pela combinação de um óxido ácido com água, por exemplo o seguinte caso:

\({{N}_{2}}{{O}_{5}}+~{{H}_{2}}O~\to 2~HN{{O}_{3}}\)

Para definir seu nome, precisamos entender qual o estado de oxidação do átomo central de nitrogênio. Neste caso, podemos tirá-lo de seu óxido, onde vemos que o estado de oxidação é 5, o mais alto possível. Deve-se notar que Stock indica a presença do grupo formado pelo não-metal e o oxigênio com o sufixo “-ato”. Portanto:

Nomenclatura por atomicidade: trioxonitrato de hidrogênio.

Nomenclatura das ações: nitrato de hidrogênio (V).
Nomenclatura tradicional: ácido nítrico.
hidretos metálicos

Ao combinar o hidrogênio diatômico com um metal, forma-se um hidreto, lembrando que aqui o estado de oxidação do hidrogênio é (-1). Por exemplo:

\(2~Li+{{H}_{2}}~\to 2~LiH\)

Nomenclatura atômica: monohidreto de lítio
Nomenclatura de estoque: hidreto de lítio (I).
Nomenclatura tradicional: hidreto de lítio

hidretos não metálicos

Também conhecidos como hidrácidos quando dissolvidos em água, eles surgem da combinação de hidrogênio diatômico com um não metal. É o caso de:

\(2~Br+{{H}_{2}}~\to 2~HBr\)

Se estiver no estado gasoso, adiciona-se o sufixo “-ide”: brometo de hidrogênio.

No caso de estar em solução, é chamado de ácido bromídrico. Ou seja, deve ser mencionado como um ácido, proveniente de um hidreto com o sufixo "-hídrico".

Você sai

Os sais formados por um metal e um não metal, a nomenclatura mencionada acima é preservada. Exemplo:

\(FeC{{l}_{3}}\)

Nomenclatura atômica: tricloreto de ferro.
Nomenclatura das ações: cloreto de ferro (III).
Nomenclatura tradicional: cloreto férrico.

Esses sais neutros, oxosais ou oxissais, que surgem da combinação de um hidróxido com um oxoácido, são denominados da seguinte forma:

\(HN{{O}_{3}}+KOH~\to KN{{O}_{3}}+~{{H}_{2}}O~\)

Nesse caso, a nomenclatura tradicional é a mais utilizada e seu nome seria: nitrato de potássio ou nitrato de potássio, pois o metal possui apenas um estado de oxidação possível.