miércoles, 23 de junio de 2021

Formulación y nomenclatura de los hidróxidos

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Los hidróxidos son las primeras sustancias que podemos clasificar como parte de la química del agua, ya que emergen de la reacción entre el agua y un óxido básico.

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Los óxidos básicos son aquellos óxidos formados por metales, generalmente con bajos estado de oxidación (+1, +2, +3). Muchos hidróxidos tienen un comportamiento de base en agua, es decir, al disociarse en agua liberan grupos hidroxilo. Los hidróxidos son bases fuertes, aun los que no se solubilizan en agua, cuando están en ella, se disociación iónicamente:


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Fórmula general de la disociación de un hidróxido.

Los hidróxidos de los elementos del grupo 1 y del grupo 2 son bases fuertes, especialmente los del litio y el sodio, los cuales poseen múltiples aplicaciones industriales, además de ser bastante iónicos, a demás son solubles completamente en agua.

Los hidróxidos que se forman con los metales de transición, lo hacen generalmente en los estados de oxidación +2 y +3 del metal. Sin embargo, existen algunas excepciones, por ejemplo, el vanadio en estado de oxidación +3 tiene un comportamiento no metálico, por lo que cuando su óxido reacciona con el agua sintetiza un ácido y no un hidróxido.

Figura 24. Los hidróxidos tienden a ser sólidos cristalinos debido a su naturaleza prácticamente iónica. En la imagen podemos apreciar el hidróxido de potasio.

El cromo es un ejemplo de lo que sucede en estados de oxidación más elevados ya que cuando se encuentra en su estado de oxidación de +6 se comporta como un no metal del grupo 16/(VI) “grupo del oxígeno”, generando un ácido en lugar de un hidróxido.

Nuevamente, realizaremos los siguientes procedimientos de nomenclatura y formulación, más como un esfuerzo de sistematización de reglas que otra cosa, después de todo muchos de los compuestos que formulamos teóricamente no existen, son muy inestables o como en el vanadio, se comportan como no metales.

Los hidróxidos se forman por reacción de un óxido básico y agua.  La característica principal de los elementos con comportamiento metálico es que todos sus enlaces se liberan del oxígeno en su óxido, para recibir un grupo hidróxido(-1). En consecuencia, el grupo hidroxilo puede ser modelado como un grupo de valencia -1 y se lo puede ejecutar por medio de la regla de aspa, la cual genera la siguiente fórmula general (M(OH)y).

Donde el subíndice (y) representa: (1) la cantidad de hidróxidos que pueden liberarse y (2) el valor de la carga positiva del metal. Los hidróxidos son sustancias iónicas, y por ende no poseen fórmulas moleculares basadas en barras.

Con los hidróxidos nos encontramos con el mismo problema que con los hidruros, el poder oxidante del grupo hidroxilo es bajo y solo se generan los hidróxidos con los menores estados de oxidación, en casos como el cromo el tercer estado de oxidación lo que forma es un ácido. Por tal razón solo haremos ejemplos hasta el segundo estado de oxidación. La fórmula general para nombrar a los óxidos es la siguiente: Hidróxido de metalsufijo.

Para elementos con estado de oxidación empleamos la forma base:

LiOH hidróxido de lítio

NaOH hidróxido de sodio

KOH hidróxido de potasio

Sc(OH)3 hidróxido de escandio

Para elementos con dos estados de oxidación:

Fe(OH)2  hidróxido ferroso para Fe(+2); Fe(OH)3  hidróxido Férrico para Fe(+3).

CuOH hidróxido cuproso para Cu(+1); Cu(OH)2  hidróxido cúprico para Cu(+2).

Se escribe el estado de oxidación del elemento metálico en número romano del siguiente modo general: Hidróxido de metal(número de oxidación en romano).

LiOH hidróxido de lítio(I)

Cu(OH)2 hidróxido de cobre(II)

Debido a la valencia (-1) del grupo hidroxilo, los elementos metálicos de la molécula de un hidroxilo siempre se encuentran en forma única, es decir hay un solo átomo metálico en la molécula. En la nomenclatura sistemática esto trae como consecuencia que siempre sean monometálicos, y en esta nomenclatura el prefijo mono- no se aplica al nombre específico, pero si al nombre genérico: Numeralhidróxido de metal.

LiOH Monohidróxido de lítio.

Cu(OH)2 Dihidróxido de cobre.

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