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martes, 6 de enero de 2009

El idioma de la química Parte I CF Nº 107

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 107

Conozcamos el idioma de la química

Parte I

Los óxidos metálicos

Sabemos que cuando un metal se coloca a la intemperie, se oxida más o menos fácilmente. Todo depende del tipo de metal.

Recordemos que se denominan metales propiamente dichos a todos los elementos de la Tabla periódica que pertenecen al
Ø Grupo I: Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Rubidio(Rb),Cesio (Cs), Francio (Fr)
Ø Grupo II: Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Estroncio (Sr), Bario(Ba), y Radio(Ra)

Otros elementos que también forman óxidos son los Elementos de Transición que como ya mencionamos en notas anteriores actúan como si fuesen metales aunque muchos de ellos poseen propiedades anfóteras es decir, según frente a qué sustancia reaccionen actuaran a veces como metales y otras como no metales.

Bastante conocidos como metales por todos son: el Hierro (Fe), el Cobre (Cu), La Plata (Ag), el Zinc (Zn), El níquel (Ni), etc.

Aprendamos a leer y a escribir

La química es un idioma que hay que saber leer, en esta serie de notas trataremos de conocer el lenguaje químico.

Los átomos se combinan entre sí por la necesidad de completar su última órbita con ocho electrones y así semejarse a los elementos más estables en las condiciones de este planeta que son los gases nobles: Helio (He), Neón (Ne), Argón (Ar), Kriptón (Kr) Xenón (Xe), Radón (Rn)

Recordemos algunos comentarios de La nota de Ciencia Fácil sobre uniones químicas:


“El Sodio (su símbolo es Na) posee 11 electrones dispuestos de la siguiente manera 2 en la primer órbita, 8 en la segunda y 1 en la tercera (2_8_1) si este elemento se encuentra con Cloro (símbolo Cl) que posee 17 electrones dispuestos (2_8_7) no hará otra cosa que cederle el último electrón para parecerse al Neón ( 2_8) y el Cloro lo tomará rápidamente pues de este modo se parecerá al Argón ( 2_8_8), formando una unión entre cloro y sodio y la conocida sustancia cloruro de sodio o lo que cotidianamente llamamos sal de cocina. Esta unión en que un átomo cede los electrones que el otro toma se llama unión iónica.

Cuando el Hidrógeno que tiene un sólo electrón (1) se encuentra con el oxígeno que tiene 8 electrones (2_6), este último necesita dos electrones para parecerse al Neón (2_8) pero al hidrógeno no le interesa perder su electrón pues de este modo no se parecería a ninguno de los nobles. En realidad, también necesita un electrón para parecerse al Helio (2) por lo tanto el problema se soluciona fácilmente: Se asocian 2 (dos) hidrógenos con un oxígeno y comparten sus electrones de este modo cada uno de ellos se mantiene en la sustancia como si fueran gases nobles ¿Cuál es esa sustancia? Simplemente el agua (dos hidrógenos y un oxígeno) H2O. Este tipo de unión donde los electrones se comparten se llama unión covalente.

De este modo y en forma permanente los átomos, que son en total alrededor de 92, se combinan intentando parecerse a los gases nobles y dando origen a las distintas sustancias que componen la materia.”


Así la naturaleza va recreando su diversidad y formando innumerables sustancias que a pesar de las diferencias que presentan ante nuestros ojos están formadas por la combinación de elementos químicos que se asocian manteniendo la tendencia a semejarse a los gases Nobles o Inertes cumpliendo con la famosa Regla del octeto.


Cuando los metales se combinan con oxígeno forman sustancias que llamamos en química óxidos y lo hacen manteniendo la misma regla.

Veamos un ejemplo del Grupo I

El Sodio (Na) tiene sus 11 electrones dispuestos en los niveles de la siguiente forma: 2-8-1 y como ya mencionamos, se estabiliza en los compuestos como el Neón (segundo gas noble), que posee 10 electrones dispuestos en forma 2-8 , de modo que tendrá una gran tendencia a perder el último electrón quedando como Na+ (átomo positivo-ión monovalente-catión).

El oxígeno posee 8 electrones dispuestos como 2-6 de modo que necesita tomar dos electrones para estabilizarse como el Neón, cuando el sodio se combina con el oxígeno para formar el oxido, solo tiene 1 (uno ) electrón para cederle de modo que se necesitan 2(dos) átomos de Na para que el oxígeno pueda completar su octeto. Así se forma el Oxido de Sodio cuya fórmula mínima tendrá una relación de 2 (dos) átomos de sodio (Na) por cada oxígeno (O)

Na2O con diferentes nombres según las diversas nomenclaturas



Con la tradicional se nombrará óxido sódico u óxido de sodio

Esta nomenclatura genera el nombre según el número de electrones con los que trabaja el átomo (número de oxidación), si lo hace siempre con el mismo número de electrones como en el caso de los metales propiamente dichos, el nombre se generará como óxido elemento….ico u óxido de (nombre de elemento).

Con la nomenclatura moderna se llamará: monóxido de di sodio

Esta nomenclatura nombra los compuestos según la cantidad de átomos (atomicidad) que forman la fórmula mínima o molecular leyéndolos de derecha a izquierda.

Con la nomenclatura stock se llamará: Oxido de sodio

Con esta nomenclatura se lo denomina Óxido de elemento (numeral stock en números romanos) (Número de electrones con los que actúa), cuando el numeral es obvio o sea que el elemento posee un solo número de oxidación no se coloca dicho numeral. Los elementos del Grupo I siempre actúan con 1 electrón y los del Grupo II siempre lo hacen con 2 electrones por lo tanto no se coloca el numeral stock en la nomenclatura.


Ahora un ejemplo del Grupo II

El Calcio posee 20 electrones distribuidos se la siguiente manera: 2-8-8-2 de modo que perdiendo sus dos electrones externos se estabilizará semejándose al Argón que tiene una distribución: 2-8-8

Así el calcio (Ca) se estabiliza como Ión o catión divalente Ca++ cediéndo al oxígeno sus electrones externos y éste a su vez, se estabilizará como O = por tomar los electrones que el Ca le cede.

Así se formará el compuesto CaO llamado

Tradicionalmente óxido cálcico
Modernamente monóxido de calcio
Por la nomenclatura stock óxido de calcio sin numeral stock porque es obvio.


Tomemos un elemento de transición como el tan conocido hierro (Fe)

El hierro tiene la capacidad de trabajar a veces con 2(dos) electrones y otras con (tres), de modo que generará dos óxidos diferentes

En el caso el caso de que actúe con dos electrones lo hará como lo hace el calcio del Grupo 2 y formará

FeO

Tradicionalmente óxido ferroso


Cabe aclarar que la nomenclatura tradicional en el caso de que un metal tenga 2 posibilidades de trabajo con sus electrones, asigna terminación oso al óxido en donde el metal cedió la menor cantidad de sus electrones y terminación ico al óxido en el que el metal actúa con la mayor cantidad de electrones.

Modernamente monóxido de hierro
Por nomenclatura stock óxido de Fe (II)


En el caso de que el hierro (Fe) ceda tres electrones el compuesto quedará con la forma

Fe2O3

Los dos hierros ceden cada uno sus tres electrones (en total 6 electrones) que son tomados por los tres oxígenos (toma cada uno 2 electrones).

Se nombrará:
Tradicionalmente
oxido férrico
Modernamente trióxido de di Hierro
Por nomenclatura Stock Óxido de Fe (III)


Poco a poco iremos aprendiendo el idioma y la escritura de esta parte de la ciencia que es la Química.
Recordemos que ningún idioma resulta fácil pero con paciencia se aprende y asimila.

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