Funciones Químicas.

En química, el grupo de algunas sustancias compuestas que poseen propiedades químicas semejantes, denominadas propiedades funcionales, recibe el nombre de función química. Cuando un determinado compuesto posee características como acidez o basicidad, solubilidad en agua, reactividad de acuerdo con determinada función química, se dice que este pertenece a esta función química. Las funciones químicas son divididas de acuerdo con la división clásica de la química.

Existen cuatro tipos de función inorgánica: óxido, ácido, base y sal. El criterio de clasificación de una sustancia en una de esas funciones es el tipo de iones que se forman cuando ella es disuelta en agua.

En función de la naturaleza inexistente de los compuestos químicos, las funciones pueden primariamente ser divididas entre funciones inorgánicas que son las funciones de compuestos que no poseen cadena carbonada, que es la principal característica de esos compuestos. Están divididas en ácidos, bases, sales y óxidos y funciones orgánicas que son las relativas a los compuestos orgánicos.

óxidos

Los Óxidos son compuestos binarios en que el elemento oxígeno presenta número de oxidación igual a -2 y es el más electronegativo de la fórmula, volviéndolo al elemento más potente.

Un óxido es un compuesto binario que contiene uno o varios átomos de oxígeno (el cual, normalmente, presenta un estado de oxidación -2), y otros elementos. Existe una gran variedad de óxidos,los cuales se presentan en los 3 principales estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso, a temperatura ambiente. Casi todos los elementos forman combinaciones estables con oxígeno y muchos en varios estados de oxidación. Debido a esta gran variedad las propiedades son muy diversas y las características del enlace varían desde el típico sólido iónico hasta los enlaces covalentes.

Por ejemplo, son óxidos óxido nítrico (NO) o el dióxido de nitrógeno (NO₂). Los óxidos son muy comunes y variados en la corteza terrestre. Los óxidos no metálicos también son llamados anhídridos porque son compuestos que han perdido una molécula de agua dentro de sus moléculas. Por ejemplo, al hidratar anhídrido carbónico en determinadas condiciones puede obtenerse ácido carbónico:  

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

En general, los óxidos se pueden sintetizar directamente mediante procesos de oxidación; por ejemplo, óxidos básicos con elementos metálicos (alcalinos, alcalinotérreos o metales de transición) como el magnesio:

2Mg + O₂ → 2 MgO;

O bien óxidos ácidos con elementos no metálicos, como el fósforo:

P₄ + 5O₂ → 2 P₂O₅

Ejemplos:

Clasificación de los óxidos 

clasificación	formadores	ejemplos
básicos	metales con nox +1 o +2 y del grupo 1A e 2A	CaO, FeO, K2O
ácidos o anídridos	metales con nox +5, +6 e +7 y ametais con cualquier nox, excepto C+2, N+1 y N+2	SO3, Cl2O, Mn2O7
neutros	C+2, N+1 e N+2	NO, CO, N2O
anfóteros	Los más comunes están formados por los metales RaI, Da, BuN, Da, BrA, BReMBA	Al2O3, MnO2, ZnO, PbO, SnO
salinos, mixtos o dobles	metales con nox medio +8/3	Pb3O4, Fe3O3

Obs: los óxidos anfóteros se comportan como óxidos básicos en presencia de ácidos y como óxidos ácidos en presencia de bases.

Obs²: los óxidos mixtos son la "suma" de los óxidos formados por un elemento, o sea, es una nube con todos los tipos de óxidos de ese elemento:

FeO + Fe₂O₃ → Fe₃O₄

Nomenclatura de los óxidos

a) para cualquier óxido

prefijo + óxido de + prefijo + elemento

Ejemplos:

Fe3O4 = tetróxido de triferro o tetróxido de hierro (4)

N2O3 = trióxido de dinitrogénio o trióxido de nitrógeno (3)

b) para elementos con nox fijo

óxido de + elemento

Ejemplos:

Na2O- óxido de sodio

Al2O3- óxido de aluminio

c) para elementos que no presentan nox fijo

óxido + elemento + sufijo U óxido de + elemento + nox en algarismo romano

Ejemplos:

FeO = óxido ferroso u óxido de hierro II

Fe2O3 = óxido férrico u óxido de hierro III

d) para óxidos ácidos (o anidridos) apenas

anhídrido + prefijo + elemento + sufijo

nox	prefijo	Sufijo
+1 o +2	hipo	Oso
+3 o +4	-	Oso
+5 o +6	-	Ico
+7	(hi)per	Ico

Excepciones: para los elementos B⁺³, C⁺⁴ e Si⁺⁴ solo se usa el sufijo "ico".

Ejemplos:

CO2= anhídrido carbónico

Mn2O7 = anhídrido permangánico

Nomenclatura de los peróxidos 

peróxido de + elemento

Ejemplos:

H2O2 = peróxido de hidrógeno

K2O2 = peróxido de potasio

Nomenclatura de los superóxidos 

superóxido de + elemento

Ejemplo:

NaOH2 = superóxido de sodio

Ácidos

Según Arrhenius, ácido es toda la sustancia que libera un ion H⁺ en agua, o, más detalladamente sustancias que en medio acuoso se disocian, liberando el catión H+ es un anión diferente de OH. La teoría actual de Brønsted-Lowry define como ácido una sustancia capaz de recibir un par de electrones. Además, la teoría de Arrhenius también fue actualizada:

ácido es toda sustancia que libera un ion H₃O⁺

Clasificación de los ácidos

a) de acuerdo con la presencia de oxígeno

1.    Hidrácidos: no poseen oxígeno en la fórmula.

·      Ejemplos: HI, HCl, HF.

1.    Oxiácidos: poseen oxígeno en la fórmula.

·      Ejemplos: H₂CO₃, H₂SO₃, H₂SO₄, HNO₂.

b) de acuerdo con el grado de disociación iónica

    Obs: el cálculo de α en los ácidos es igual al desenvuelto en las bases.

α (en porcentaje) = 100 x número de moléculas disociadas/número total de moléculas disueltas

α > 50% → fuerte

α < 5% → débil

1.    Hidrácidos:

·         Fuertes: HCl < HBr < HI

·         Medios: HF (puede ser considerado débil)

·         Débiles: los demás

1.    Oxiácidos:

·         Fuertes: si x > 1 (H₂SO₄)

·         Médios: si x = 1 (HClO₂)

·         Débiles: si x < 1 (HClO)

               x = número de oxígeno - número de hidrógeno

Nomenclatura de los ácidos 

     a) Hidrácidos

ácido + elemento + hídrico

       Ejemplos:

HI = ácido yodhídrico

HCl= ácido clorhídrico

H2S = ácido sulfhídrico

     b) Oxiácidos

Como pueden ser obtenidos a través de la hidratación de los óxidos ácidos, hay la misma sistemática de nomenclatura.

ácido + prefijo + elemento + sufijo

nox	prefijo	Sufijo
+1 o +2	hipo	Oso
+3 o +4	-	Oso
+5 o +6	-	Ico
+7	(hi)per	Ico

Obs: cuanto menos oxígeno, menor es el nox del elemento central y cuanto más oxígeno, mayor es el nox del mismo, como muestran los ejemplos abajo.

Ejemplos:

HClO = ácido hipocloroso (nox Cl = +1)

HClO2 = ácido cloroso (nox Cl = +3)

HClO3 = ácido clórico (nox Cl = +5)

HClO4 = ácido perclórico (nox Cl = +7)

 Ácidos 

Funciones químicas

Química inorgánica

Podríamos decir que la química inorgánica es el estudio general de la composición, el comportamiento y la estructura de los elementos químicos. Los compuestos inorgánicos se dividen en diferentes grupos según su función en bases, ácidos, sales y óxidos.

Esta discriminación se debe a que los compuestos de un mismo grupo se comportan de una manera similar. Para darse cuenta a que grupo pertenecen basta tan solo con mirar su formula y analizar el contenido de ella.

Una formula que comienza con un metal y es seguido por un anión hidróxido (OH), son la estructura de todas las bases. Un ejemplo de ello es el hidróxido de sodio en el que se puede distinguir bien el anión del metal (NaOH).

Cuando tenemos una formula que comience con hidrógeno y luego el metal, vamos a sacar en conclusión que estos son los ácidos. Un ejemplo de ello es el acido clorhídrico (HCl) con el hidrogeno claramente delante.

En el caso de los óxidos, estos pueden ser óxidos metálicos como por ejemplo el oxido férrico (Fe2O3) u óxidos no metálicos como el monóxido de carbono (ClO) 

dependiendo del elemento que se enlace con el oxígeno. Este grupo se identifica por tener símbolo del oxígeno en la formula ubicado siempre a la derecha.

Por ultimo tenemos las sales como por ejemplo lo es el cloruro de sodio (NaCl) que están compuestos por un metal y un anión. Este anión cabe destacar que no es ni hidróxido ni oxido.

La química inorgánica estudia diferentes aéreas entre las que se destacan el estudio de la tabla periódica como es la química de los metales de transición, la química de los elementos representativos y la química de las tierras raras.

Otra de las aéreas que incluye es la química de coordinación que se encarga de estudiar los compuestos que al no ser comunes se le llamaron complejos debido a las diferencias con respecto a las leyes de valencia.

La química inorgánica también se encarga de estudiar los compuestos con enlace metal – metal. Si bien hace pocos años no se tenía conocimiento o la certeza de que los átomos unidos podrían formar moléculas.

Hoy esta materia estudia esta transición de los elementos de la segunda y tercera serie principalmente, que se unen para formar enlaces metal – metal.

Compuestos y sustancias importantes

Hay muchos compuestos y sustancias inorgánicas de gran importancia, comercial y biológica. Entre ellos:

·         muchos fertilizantes, como el nitrato amónico, potásico, fosfatos o sulfatos...

·         muchas sustancias y disolventes cotidianos, como el amoníaco, el agua oxigenada, la lejía, el salfumán

·         muchos gases de la atmósfera, como el oxígeno, el nitrógeno, el dióxido de carbono, los óxidos de nitrógeno y de azufre...

·         todos los metales y las aleaciones

·         los vidrios de ventanas, botellas, televisores...

·         las cerámicas de utensilios domésticos, industriales, o las losetas de las lanzaderas espaciales.

·         el carbonato de calcio de nuestros huesos

·         los chips de silicio semiconductores que hacen posible la microelectrónica y los ordenadores

·         las pantallas LCD

·         el cable de fibra óptica

muchos catalizadores de interés industrial

química orgánica

La química orgánica se constituyó como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de análisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias orgánicas que recibieron el nombre de "principios inmediatos". La aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de Wöhler rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas. Los químicos modernos consideran compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o más), siendo los más comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos. Por ello, en la actualidad, la química orgánica tiende a denominarse química del carbono.

La química orgánica es la disciplina científica que estudia la estructura, propiedades, síntesis y reactividad de compuestos químicos formados principalmente por carbono e hidrógeno, los cuales pueden contener otros elementos, generalmente en pequeña cantidad como oxígeno, azufre, nitrógeno, halógenos, fósforo, silicio.

El término “orgánico” procede de la relación existente entre estos compuestos y los procesos vitales, sin embargo, existen muchos compuestos estudiados por la  química orgánica que no están presentes en los seres vivos, mientras que numerosos compuestos inorgánicos forman parte de procesos vitales básicos, sales minerales, metales como el hierro que se encuentra presente en la hemoglobina….

Los compuestos orgánicos presentan una enorme variedad de propiedades y aplicaciones y son la base de numerosos compuestos básicos en nuestras vidas, entre los que podemos citar: plásticos, detergentes, pinturas, explosivos, productos farmacéuticos, colorantes, insecticidas…