ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

FORMULACIÓN ESTRUCTURAL INORGÁNICA (CONTINUACIÓN) ( Simbología química 10)

 

6.         SALES  NEUTRAS  Y  ÁCIDAS  DE  HIDRÁCIDOS

6.1.     SALES NEUTRAS.

Las sales tienen fundamentalmente estructuras iónicas sólidas, y por lo tanto para ellas no deben darse fórmulas moleculares. Las que se mencionan corresponden a agrupaciones en estado gaseoso o en estado líquido en interacción con el disolvente.

Dado que estas sales no tienen oxígeno, inicialmente, se sitúa el elemento central, esto es, aquel que se rodea de un mayor número de átomos o grupos, y que en algunos casos puede nominar la molécula. Si actúa con valencia iónica negativa, a la hora de la distribución del espacio electrónico se deberá tener muy en cuenta los pares electrónicos no compartidos de este elemento. Así mismo existen determinadas anomalías, como la tendencia a formar moléculas dímeras, y iones dímeros que van a modificar la geometría molecular.

 

EJEMPLO 28:      NITRURO SÓDICO

PASO 1:          Se escribe sólo el símbolo del N (con valencia 3^-)

PASO 2:          Se rodea de 3 Na, que se unen directamente al N

OBSERVACIÓN: Aunque en el plano la geometría de la molécula es triangular, realmente en el espacio no lo es, pues el N s²p³, va a disponer sus 5 electrones de valencia en 4 orbitales híbridos sp³ , dando lugar a una estructura tetraédrica con un par electrones no compartido .Por ese motivo el ángulo de enlace no es de 120 grados sino de 109,5 (tetraédrico) que al distorsionarse por la acción del par no ligante, se desvía hasta casi 107 grados.

PASO 1:          Como en la fórmula empírica el aluminio se combina con 3 Cl, disponemos aquél elemento como central.

PASO 2:          Se distribuyen los 3 Cl, lo más separadamente posible.

OBSERVACIÓN: Esta molécula, dado que el Al s²p¹, presenta un hueco electrónico, frente a la tendencia al octete(8 electrones externos), tiene cierto carácter dímero Al₂Cl₆, con unión coordinada intramolecular, lo cual implica una geometría tetraédrica en el espacio.

 

PASO 1:         

Dado que el ion mercurioso es dímero -Hg-Hg- (anómalo),se dispone como central.

PASO 2:         

Se unen los 2 cloros al central: Cl-Hg-Hg-Cl, produciendo en la molécula dímera una estructura lineal.

 

6.2.     SALES   ÁCIDAS

En este tipo de sales, las valencias del elemento negativo, se saturan con los hidrógenos indicados en el nombre, de forma que sólo las libres se emplean para unirse al metal.

PASO 1:  

Se escribe el ion hidrógeno sulfuro, al saturar una de las valencias del -S- , con H, formando el H-S- con una valencia.

PASO 2:  

Como el Al tiene valencia 3, deberá rodearse de 3 -S-H, dispuestos lo más separadamente posible, en una estructura triangular, con ángulos S-Al-S de 120 grados.

OBSERVACIÓN: Como el grupo hidrógeno sulfuro -S-H, es más voluminoso que el -Cl, esta molécula no debe dimerizarse, ya que implicaría un cierto impedimento estérico [ el ángulo de separación pasaría de 120 a 109 grados, lo que provocaría un mayor acercamiento entre los grupos -S-H]. Sin embargo el ángulo de enlace H-S-Al, no será de 180 grados como podría creerse, dado que el S con dos pares no compartidos tiene una estructura tetraédrica, que impide una disposición lineal.

PASO 1:

PASO 2:   

Dado que el -Ca- , tiene valencia 2, se saturarán con dos grupos dihidrógeno nitruro, proporcionando una disposición lineal N-Ca-N.

OBSERVACIÓN: El ion dihidrógeno nitruro, es tetraédrico, debido al par no compartido que tiene el nitrógeno, por eso el ángulo de enlace H-N-Ca, no es de 120 grados como pudiera parecerlo al escribir la fórmula en el papel, sino de aproximadamente 107.

7.        SALES   NEUTRAS  Y ÁCIDAS DE OXOÁCIDOS.

 

7.1.     SALES NEUTRAS.

Las estructuras sólidas de estas sales corresponden a compuestos iónicos, y por lo tanto se mantiene lo expuesto anteriormente (6.1),para estos casos. La formulación estructural implica que antes se dispuso de la empírica correspondiente, que nos servirá de referencia dado que es el resumen de aquella. Por lo tanto partirá de la estructura del oxoácido "progenitor",tal como se ha expuesto en  el apartado 2.

 

PASO 1: Se formula el ácido sulfúrico como en el ejemplo 1.

PASO 2:  Se extraen los H, disponiendo el tretraoxo-sulfato(VI),de dos valencias libres.

PASO 3:  Se saturan estas valencias libres con el metal, teniendo en cuenta el principio de la electroneutralidad. En este caso el calcio, complementa  perfectamente a un sulfato.

OBSERVACIÓN: Dado que los 4 O se disponen en los vértices de un tetraedro con centro en el S, la agrupación con el Ca, será tridimensional.

PASO1:          

Se parte del ácido sulfúrico(Ej1), se extraen 2H, lo que implicará dos puntos de unión con el Fe

PASO 2:         

Como el Fe tiene valencia 3, son necesarios 2Fe (en el modelo espacial, como bolas verdes) para combinarse con 3sulfatos

PASO 1: Se formula el ácido carbónico como en el ejemplo 2.                     

PASO 3: Como el Fe tiene valencia 3 (dispone de 3 cargas positivas),se nece-sitarán 2 Fe para neutralizar a 3 carbo-natos, lo cual a efectos estructurales implicará que los 2 Fe combinarán sus 6 valencias, con la que le queda libre a los 6 O de los 3 carbonatos. La disposición espacial implicará que un carbonato actúa de puente entre los dos Fe.

EJEMPLO 36: PEROXOTIOCARBONATO DE ALUMINIO, o dioxoperoxotiocarbonato(IV) de aluminio.

PASO 1: Se escribe el ácido CARBÓNICO .

PASO 2:  Se sustituye un-O- por un peroxo-O-O- .

PASO 3:  Se reemplaza un -O- por un tio -S- .

PASO 4:  Se extraen los H, formando el anión dioxoperoxo-tiosulfato(VI).

PASO 5: Como el aluminio tiene valencia 3 y el anión 2, la electroneutralidad exige la disposición de 3 grupos aniónicos 2, frente a 2 catióniócos Al, ³⁺, lo cual a efecto de uniones estructurales implica que un grupo aniónico actúe como puente entre 2 Al.

 

PASO 1:

Se escribe el ácido difosfórico como en el ejemplo 8 ( P azul en el modelo espacial).

PASO 2:

Se sustituyen 4 oxos –O-) por 4 tios (-S-) ( amarillo en el modelo espacial

PASO 3:  

Se extraen los H, quedando sin saturar las 4 valencias de los grupos tio S, a efectos estructurales, que se tendrán que saturar con el calcio. El anión formado sería el tetratiodifosfato con 4^-.

PASO 4:  

La neutralidad eléctrica implica que saturen a 2 Ca ²⁺, (verde en el modelo espacial) lo cual a efectos de formulación estructural provocará que cada calcio se una a dos S.