Química inorgánica

La química inorgánica estudia el análisis de las propiedades y reacciones de los elementos químicos y sus compuestos, a excepción de aquellos que contienen carbono, los cuales son estudiados en la química orgánica. Esta rama de la química tuvo sus orígenes en la investigación de minerales y la búsqueda de técnicas para extraer metales de las rocas y suelos donde se encuentran depositados.

Introducción

La química inorgánica es una disciplina muy diversa para ser considerada como un objeto de estudio único. En algunos programas académicos, se confunde con la química general. Sin embargo, la materia de esta materia comprende los principios básicos de la química, incluyendo símbolos y nomenclatura, así como una introducción a los métodos experimentales empleados en esta ciencia, incluyendo las prácticas de laboratorio comunes en la investigación química.

En las clases de química inorgánica, los estudiantes adquieren conocimientos sobre diversos conceptos, tales como valencia, ionización, reactividad, átomos, teoría cinética de los gases y, en particular, las propiedades y reacciones de las sustancias en disoluciones acuosas. Gracias a una mejor comprensión del comportamiento químico de los elementos y compuestos inorgánicos, se han desarrollado diversas técnicas de síntesis y se han descubierto nuevas sustancias inorgánicas.

La química inorgánica moderna se relaciona con otros campos científicos, como la bioquímica, la metalurgia, la mineralogía, la química orgánica, la química física y la física del estado sólido. En el pasado, los químicos inorgánicos se enfocaron en el estudio de metales, halógenos y silicio. Sin embargo, desde la Segunda Guerra Mundial, la química del boro ha experimentado un rápido avance debido a su similitud con el carbono y el silicio. Por ejemplo, el boro forma enlaces covalentes con otros elementos, incluyendo sí mismo, de una manera muy similar a como lo hacen el carbono y el silicio.

Investigaciones Recientes

Durante las últimas tres décadas, los químicos han mostrado interés en la síntesis de compuestos organometálicos y de coordinación, así como en el estudio de sus propiedades químicas y físicas, dentro del campo de la química de los metales. Los compuestos organometálicos se definen como moléculas orgánicas que contienen al menos un átomo de metal unido a un átomo de carbono. Por ejemplo, el tetraetilplomo es un conocido compuesto organometálico que se utiliza como antidetonante en motores de combustión interna. Además, se emplean catalizadores de este tipo de compuestos en la fabricación de plásticos y en diversas reacciones de síntesis orgánica.

Los compuestos de coordinación son moléculas que tienen un átomo central metálico rodeado de átomos no metálicos o grupos de átomos, conocidos como ligandos, con los que se encuentra unido. Entre los ejemplos más destacados de este tipo de compuestos se encuentran la mayoría de los tintes y pigmentos, como la sal de Zeise.

Además de las áreas ya mencionadas, la química inorgánica también incluye ramas como la química del estado sólido, que abarca temas como la química de los semiconductores; la química de la cerámica; la química de alta temperatura y presión; la geoquímica y la química de elementos como los transuránicos, actínidos y lantánidos.

Nomenclatura

Los compuestos binarios inorgánicos se componen de dos elementos distintos y se nombran utilizando el nombre del elemento no metálico terminado en "-uro" seguido del nombre del elemento metálico. Para escribir la fórmula del compuesto, se invierte el orden de los elementos, escribiendo primero el símbolo del elemento metálico y luego el del no metálico. Por ejemplo, el cloruro de sodio se escribe como NaCl, el sulfuro de calcio como CaS, el óxido de magnesio como MgO y el nitruro de silicio como SiN.

Cuando los compuestos binarios inorgánicos tienen una relación atómica distinta de 1:1, se usa un prefijo para indicar la cantidad de átomos de cada elemento en la fórmula. Algunos ejemplos son: CS2, disulfuro de carbono; GeCl4, tetracloruro de germanio; SF6, hexafluoruro de azufre; NO2, dióxido de nitrógeno, y N2O4, tetróxido de dinitrógeno. Además, muchos grupos de elementos reciben nombres basados en los iones que forman, como el nitrato (NO3-), sulfato (SO42-) y fosfato (PO43-). El sufijo "-ato" se usa para indicar la presencia de oxígeno. Por ejemplo, el NH4+ es el ion amonio, como en el caso del cloruro de amonio (NH4Cl) o el fosfato de amonio ((NH4)3PO4).

Aunque existen reglas específicas para nombrar compuestos más complejos, en ocasiones se emplean nombres comunes o triviales para referirse a ellos, como en el caso del bórax (Na2B4O7·10H2O) o del calgon (hexametafosfato de sodio). Estos nombres no siguen las normas generales, pero son fáciles de recordar y de utilizar. No obstante, pueden generar confusiones o interpretaciones erróneas debido a su falta de precisión y especificidad.

En la siguiente tabla se encuentran los nombres y fórmulas de los iones inorgánicos poliatómicos más comunes. Estos iones se combinan para formar compuestos en los que la carga neta de la molécula es cero, y la suma de las cargas positivas es igual a la suma de las cargas negativas. Cuando estos compuestos se forman a partir de disoluciones acuosas, se obtienen hidratos que contienen moléculas de agua, como ocurre con el bórax, cuya fórmula química es en realidad Na2B4O7·10H2O, es decir, tetraborato disódico decahidratado.

En la tabla de iones poliatómicos comunes, se utiliza el sufijo -ito para indicar la presencia de menos átomos de oxígeno en comparación con el ion -ato correspondiente. Además, el prefijo hipo- se utiliza junto con el sufijo -ito para indicar aún menos átomos de oxígeno. Por otro lado, el prefijo per- se utiliza para indicar un mayor número de átomos de oxígeno o una carga negativa menor que el ion -ato correspondiente.