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Algumas anotações sobre química



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Tópicos diversos em ordem alfabética para consultas sobre a matéria. O conteúdo poderá ser ampliado futuramente.

Compostos iônicos e covalentes | Íons (ânions e cátions) | Nomenclatura: ácidos inorgânicos | Nomenclatura: fórmulas químicas e nomes | Nomenclatura: íons negativos (ânions) | Nomenclatura: íons positivos (cátions) | Oxidação e redução |


Compostos iônicos e covalentes

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• Compostos iônicos têm ligações entre os átomos mantidas por atrações elétricas entre os íons. Exemplos: NaCl (cloreto de sódio), NaHCO3 bicarbonato de sódio, etc.

Algumas características (podendo haver exceções) dos compostos iônicos são

• Formados por um metal e um não metal.
• Soluções são condutoras de eletricidade.
• Solúveis em água.
• Tendem a formar sólidos cristalinos com alto ponto de fusão.

• Compostos covalentes apresentam ligações covalentes, isto é, ligações devidas a combinações de orbitais dos elétrons de valência. Exemplos: H2 (hidrogênio), HCl (cloreto de hidrogênio), NH3 (amônia), etc.

Algumas características (podendo haver exceções) dos compostos covalentes são

• Pontos de fusão e de ebulição menores que os dos compostos iônicos (as forças entre moléculas são menores porque não há a atração elétrica provocada pelos íons).
• Pouca solubilidade em água.
• Tendem a ser mais inflamáveis que os compostos iônicos (carbono e hidrogênio queimam facilmente e são encontrados  em grande parte dos compostos covalentes).


Íons (ânios e cátions)

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• Íon é um átomo ou grupo de átomos com carga elétrica positiva ou negativa, isto é, com número de oxidação diferente de zero.

• Ânion é um íon com carga negativa.

• Cátion é um íon com carga positiva.

Os íons são representados com um expoente à direita do símbolo no formato "x+" ou "x-" onde x é o número de oxidação e o sinal indica se é um ânion ou um cátion. Se o valor de x é 1, ele é omitido. Usa-se também a repetição do sinal em vez do número. Exemplo: 3+ ou +++.

Exemplo de formação de um composto a partir de íons: 3Mg++ + 2N--- → Mg3N2.

Exemplo de um íon de grupo de átomos: OH-. O número de oxidação final é o resultado da soma dos individuais: -2 do oxigênio e +1 do hidrogênio.


Nomenclatura: ácidos inorgânicos

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Hidrácidos: têm a fórmula genérica "HX", onde "X" é um íon não metálico. O nome segue a regra geral:

ácido + nome do íon X + ídrico. Exemplos: HBr ácido bromídrico, HCl ácido clorídrico, HCN ácido cianídrico, etc.

Ânion Ácido
hipo ... ito hipo ... oso
... ito ... oso
... ato ... ico
per ... ato per ... ico

Oxiácidos: contêm pelo menos um átomo de oxigênio na molécula.

Os nomes têm relação com o ânion conforme tabela acima. Exemplos a seguir.

De ClO4 (perclorato) para HClO4: ácido perclórico.
De SO3 (sulfito) para H2SO3: ácido sulfuroso.
De SO4 (sulfato) para H2SO4: ácido sulfúrico.


Nomenclatura: fórmulas químicas e nomes

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• Regra geral para compostos iônicos: fórmula é dada pelo cátion (íon positivo) seguido do ânion (íon negativo). O nome é dado na ordem inversa (sem a palavra "íon"): "nome do ânion" + "de" + "nome do cátion".

Exemplos: CuSO4 sulfato de cobre II, NaHCO3 bicarbonato de sódio.

Hidratos são compostos iônicos que absorveram água. São usados o nome do composto principal e prefixos decimais para indicar o número de moléculas de água.

Exemplos: CuSO4.5H2O sulfato de cobre pentahidratado, MgSO4.7H2O sulfato de magnésio heptahidratado.

• Regra geral para compostos covalentes: o elemento mais eletronegativo é nomeado por "óxido" ou com o sufixo "eto". Prefixos decimais indicam o número de átomos na molécula.

Exemplos: CCl4 tetracloreto de carbono, CO monóxido de carbono, CO2 dióxido de carbono, P4S10 decassulfeto de tetrafósforo.

• Exemplos de compostos diversos: AlF3 fluoreto de alumínio, Al(NO3)3 nitrato de alumínio, Ba(NO2)2 nitrito de bário, Ca(C2H3O2) acetato de cálcio, CaCO3 carbonato de cálcio, CCl4 tetrafluoreto de carbono, Fe2O3 óxido de ferro III, HClO ácido hipocloroso, H2CO3 ácido carbônico, Hg2Cl2 cloreto de mercúrio I, Hg(NO3)2 nitrato de mercúrio II, HNO3 ácido nítrico, H3PO4 ácido fosfórico, H2S ácido sulfídrico, H2SO3 ácido sulfuroso, KClO3 clorato de potássio, K2Cr2O7 bicromato de potássio, KOH hidróxido de potássio, Li2CrO4 cromato de lítio, Mg(C2H3O2)2 acetato de magnésio, Mg3(PO4)2 fosfato de magnésio, NaHCO3 bicarbonato de sódio, NaHSO4 bissulfato de sódio, NaSCN sulfocianato de sódio, Na2SO3 sulfito de sódio, (NH4)2Cr2O7 bicromato de amônia, SCl2 bicloreto de enxofre, SO3 trióxido de enxofre, Sr(NO3)2 nitrato de estrôncio, Zn(OH)2 hidróxido de zinco.


Nomenclatura: íons negativos (ânions)

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Ânions monoatômicos: é usado o sufixo eto ou a palavra óxido no caso do oxigênio.

Exemplos: Cl- (cloreto), F- (fluoreto), O2- (óxido), etc.

Para óxidos, são usados os prefixos:

Peróxido O22- (estado de oxidação -1).
Superóxido O2- (redução com 1 elétron do oxigênio molecular O2).

Ânions poliatômicos com oxigênio: regra geral, é usado o sufixo ato. Exemplo: ClO3- (clorato).

Alguns prefixos e sufixos são aplicados para número de átomos de oxigênio (O) diferente do número mais comum. Ver exemplos a seguir.

• 2 átomos de O a menos que o número mais comum: ClO- hipoclorito.

• 1 átomo de O a menos que o número mais comum:  ClO2- clorito, NO2- nitrito, SO32- sulfito.

• Número de átomos de O mais comum é 3 ou 4: ClO3- clorato, NO3- nitrato, SO42- sulfato.

• 1 átomo de O a mais que o número mais comum: ClO4- perclorato.

Ânions poliatômicos com hidrogênio adicionado: é usado o prefixo bi ou hidrogeno. Exemplos:

CO32- carbonato / HCO3- bicarbonato ou hidrogenocarbonato.
PO43- fosfato / HPO42- bifosfato ou hidrogenofosfato. 

• Alguns ânions -1: C2H3O2- acetato, ClO3- clorato, CN- cianeto, ClO4- perclorato, H- hidreto, HCO3- bicarbonato, MnO4- permanganato, NO3- nitrato, OH- hidróxido, SCN- sulfocianato.

• Alguns ânions -2: CO32- carbonato, CrO42- cromato, Cr2O72- bicromato, HPO42- hidrogenofosfato, O2- óxido, O22- peróxido, S2- sulfeto, SO32- sulfito, SO42- sulfato.

• Alguns ânions -3: P3- fosfeto, PO43- fosfato, N3- nitreto.


Nomenclatura: íons positivos (cátions)

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Os cátions da maioria dos compostos contêm apenas um elemento.

• Se o elemento tem apenas um número de oxidação, escreve-se "íon de" seguido do nome do elemento. Exemplos: Mg2+ íon de magnésio, Na+ íon de sódio.

• Se o elemento tem mais de um número de oxidação, esse número é escrito em algarismos romanos após o nome do elemento. Exemplos: Fe2+ íon de ferro II, Fe3+ íon de ferro III.

São também usados os sufixos:

• oso para o menor número de oxidação.

• ico para o maior número de oxidação.

Exemplos: cuproso / cúprico para o cobre, ferroso / férrico para o ferro, fosforoso / fosfórico para o fósforo, sulfuroso / sulfúrico para o enxofre, etc.

Al3+ (alumínio), Ag+ (prata), Cd2+ (cádmio), Cr3+ (cromo III), Cu+(cobre I), Fe3+ (ferro III), H+ (hidrogênio), Hg22+ (mercúrio I *), Hg2+ (mercúrio II), NH4+ (amônia), Zn2+ (zinco).

(*) são dois átomos de mercúrio I e, assim, o número de oxidação total é 2+.


Oxidação e redução

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Em seu estado normal, um átomo é eletricamente neutro, isto é, o número de elétrons é igual ao número de prótons. Entretanto, um átomo pode perder ou ganhar elétrons.

• Oxidação é o processo em que o átomo perde um ou mais elétrons.

• Redução é o processo em que o átomo ganha um ou mais elétrons.

Número de oxidação é a quantidade de elétrons que átomos de determinado elemento podem perder ou ganhar. Se positivo, há perda, isto é, oxidação e o contrário se for negativo.

Estados de oxidação são os diferentes números de oxidação que os átomos de um certo elemento podem ter. Alguns elementos só admitem um número de oxidação. Outros admitem dois ou mais e alguns podem ter números positivos e negativos.

Números de oxidação para alguns elementos

• Halogênios são em geral -1, sendo o flúor sempre -1 (F-).

• Hidrogênio em compostos é em geral +1 (H+).

• Metais alcalinos são sempre +1 (Li+, Na+, etc).

• Metais alcalino-terrosos são sempre +2 (Be++, Mg++, etc).

• Oxigênio em compostos é em geral -2 (O--)

Oxidação Redução
Oxigênio ↑ Oxigênio ↓
Hidrogênio ↓ Hidrogênio ↑
Perda de elétrons Ganho de elétrons
Estado de oxidação ↑ Estado de oxidação ↓

A tabela acima pode ajudar a identificação de reações de redução ou oxidação. Exemplo: 2Mg + O2 → 2MgO. Mg ganha O e é oxidado. O2 é reduzido.


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