De dos en dos: Moléculas binarias

NH3, Amoníaco

Muy buenas a todos. Hoy volvemos con química y vamos a hablar de aquellas moléculas compuestas solamente por átomos de dos elementos: Compuestos binarios

Un compuesto binario es aquel formado por átomos de dos elementos. Un ejemplo claro es el agua: H₂O, que está compuesta por hidrógeno y oxígeno.

Los compuestos binarios se pueden dividir en dos grupos principales:

• Compuestos iónicos binarios: Incluyen las sales binarias, los óxidos metálicos y los hidruros metálicos.
• Compuestos covalentes binarios: Incluyen los óxidos de no metal y los halogenuros de no metal.

Un compuesto iónico binario es aquel que está formado por átomos unidos mediante un enlace iónico. Un enlace iónico, como ya vimos en este post, es aquel que se produce entre átomos debido a la atracción electroestática entre dos iones de distinto signo, un anión y un catión.

Cloruro de sodio, ejemplo de enlace iónico.

Un compuesto covalente es aquel cuyos átomos se unen compartiendo electrones. La estructura más estable para un átomo es tener 8 electrones en la última capa electrónica: compartiendo electrones dos átomos pueden conseguir juntos la configuración más estable.

En los compuestos binarios, cada átomo actúa con un número de oxidación o valencia. Estos números se intercambian al formarse el compuesto binario Así, supongamos que tenemos trihidruro de fósforo. Fósforo actúa con número de oxidación 3 e hidrógeno, con 1. La fórmula química sería PH3, como podemos ver, el 3 ha pasado al hidrógeno y el 1 ha pasado al fósforo (al ser 1, no se escribe). Esto nos dice que este compuesto está formado por 3 átomos de hidrógeno y uno de fósforo

Vamos a ver algunos de los principales compuestos binarios:

Óxidos 

Típica fórmula de un óxido. El 2 indica la valencia del oxígeno y la n indica la valencia del otro elemento

Son compuestos binarios formados por oxígeno y otro elemento. El oxígeno actúa con valencia -2 y el otro elemento actúa con valencia  positiva.

Por ejemplo, óxido de litio sería Li2O. Esto quiere decir que esta molécula se forma con dos átomos de litio y uno de óxigeno.

Otros ejemplos serían:

• CaO: Óxido de calcio. Los dos tienen valencia 2, por lo que sería Ca2O2, pero se simplifica quitando los 2.
• Al2O3: Trióxido de dialuminio. Oxígeno tiene valencia -2, aluminio tiene valencia +3, así que se intercambian las valencias.
• Ag2O: Óxido de plata
• Hg2O: Óxido de mercurio (I)
• HgO: Óxido de mercurio (II) (Mercurio puede tener valencia +1 y +2)

Hay que tener en cuenta que se puede nombrar las fórmulas mediante dos métodos:

• Nomenclatura IUPAC, con prefijos: También llamada antiguamente nomenclatura sistemática. Consiste en nombrar el compuesto añadiendo prefijos griegos que indican el número de átomos presente en la mólecula. Su estructura sería así: Prefijo + tipo de compuesto+ de + prefijo + nombre del elemento. Con tipos de compuesto nos referimos a óxido (oxígeno), hidruro (hidrógeno), cloruro (cloro)... 

Por ejemplo, trióxido de dihierro (tres átomos de oxígeno y dos de hierro) o dióxido de carbono (dos átomos de oxígeno y uno de carbono)

• Nomenclatura IUPAC, con números romanos: Tambien llamada antiguamente nomenclatura de Stock. Consiste en escribir el nombre del compuesto y al final, poner en números romanos el número de oxidación del elemento con ''nombre específico'', es decir, aquel que se nombra con el nombre propio del elemento (si es óxido de cobre, se pone el número de oxidación del cobre, si es hidruro de aluminio, el del aluminio y así). En caso de que el segundo elemento solo tenga un número de oxidación, no hace falta concretarlo.

Así, tenemos óxido de hierro (III) (oxígeno y hierro con número de oxidación 3) u óxido de carbono (IV) (oxígeno y carbono con número de oxidación 4)

Peróxidos

Fórmulas típicas de peróxidos, a la izquierda, con un alcalino y a la derecha, con un alcalinotérreo

Son combinaciones binarias del oxigeno con metales con valencias 1 o 2 (no pueden ser con otras valencias). Principalmente estos metales son alcalinos o alcalinotérreos. En estas combinaciones, el oxígeno actúa con valencia -1. Los peróxidos suelen ser con alcalinos y alcalinotérreos debido a que los metales alcalinos siempre actúan con valencia +1 y los metales alcalinotérreos, con valencia +2.

Por ejemplo tenemos:

• H2O2: Peróxido de hidrógeno o dióxido de dilitio. Esta es el agua oxigenada. Lo lógico sería pensar que puesto que ambos tienen valencia 1, se formulase HO, pero un acuerdo de la IUPAC (siglas en inglés de Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) hizo que en estos casos, se pusiera 2 a los dos elementos para evitar posibles confusiones. 
• CaO2: Peróxido de calcio o dioxido de calcio.
• K2O2: Peróxido de potasio o dióxido de dipotasio.
• Cd2O: Peróxido de cadmio o monóxido de dicadmio. 

Hidruros

Fórmula de un hidruro

Son combinaciones binarias del hidrógeno con otro elemento, que puede ser metal o no metal. En estos compuestos, el hidrógeno actúa con valencia +1 (con no metales) o -1 (con metales).

Ejemplos de hidruros son:

• CH4: Hidruro de metilo o tetrahidruro de carbono. Más conocido como metano
• SiH4: Hidruro de silicio (IV) o tetrahidruro de silicio. Conocido como silano.
• NaH: Hidruro de sodio.
• SnH2: Hidruro de estaño (II) o dihidruro de estaño.
• H2O: Dihidruro de oxígeno. También se lo conoce como agua.

Ácidos hidrácidos

Fórmula de un ácido hidrácido con un elemento del grupo 16

Fórmula de un ácido hidrácido con un elemento del grupo 17

Son combinaciones binarias del hidrógeno con otro elemento no metálico, que actúa con su menor valencia. Este elemento debe ser perteneciente al grupo 16 de la tabla periódica (grupo del oxígeno) o al grupo 17 (grupo del flúor, halógenos). Son hidruros con carácter ácido. Al contrario del resto de hidruros, en las fórmulas de los hidrácidos el hidrógeno se coloca a la izquierda (en los hidruros, el hidrógeno se coloca a la derecha).

Se nombran mediante nomenclatura normal (cloruro de hidrógeno) o por su nombre al añadirse a una disolución acuosa (ácido clorhídrico).

La lista de hidrácidos la componen los siguientes compuestos:

• HCl: Cloruro de hidrógeno o, en disolución acuosa, ácido clorhídrico.
• HF: Fluoruro de hidrógeno o ácido fluorhídrico
• HBr: Bromuro de hidrógeno o ácido bromhídrico
• HI: Yoduro de hidrógeno o ácido yodhídrico
• H2S: Sulfuro de hidrógeno o ácido sulfhídrico
• H2Se: Seleniuro de hidrógeno o ácido selenhídrico
• H2Te: Telururo de hidrógeno o ácido telurhídrico.
• HCN: Cianuro de hidrógeno o ácido cianhídrico. Posee un ión cianuro, el cual actúa con valencia 1 y está compuesto por un átomo de carbono unido por enlace triple a un átomo de nitrógeno.

Sales binarias

Fórmula de una sal binaria. La A representa un elemento metálico o no metálico, y la B un elemento del grupo 16 (derecha) o un halógeno (izquierda)

Derivan de los ácidos hidrácidos y son combinaciones de un metal con un no metal, pero también las hay de no metal con no metal. Se formula de la misma manera con la que se formularía un ácido hidrácido, solo que en el lugar del hidrógeno se coloca el elemento del compuesto. Se nombra con el nombre del elemento de la derecha acabado de -uro (cloro-cloruro, flúor- fluoruro...)

Son sales binarias:

• NaCl: Cloruro de sodio. También conocido como sal común.
• SF6: Fluoruro de azufre (VI) o hexafluoruro de azufre.
• CdTe: Telururo de cadmio (sería Cd2Te2, pero como ya dijimos, se simplifica)
• HgBr: Bromuro de mercurio (I).
• CuS: Sulfuro de cobre (II).
• AgI: Yoduro de plata.

Eso es todo. ¡Espero que os haya gustado y nos vemos en el siguiente post!