- Característiques dels compostos quaternaris
- químiques
- Físiques
- Nomenclatura
- oxisals àcides
- oxisals bàsiques
- sals dobles
- Sales hidratades
- formació
- exemples
- referències
Els compostos quaternaris són tots aquells que posseeixen quatre àtoms o ions diferents. Per tant, poden tractar-se d'espècies moleculars o iòniques. Els seus diversitats abasten tant la química orgànica com la inorgànica, sent un grup molt voluminós; encara que potser, no tant en comparació amb els compostos binaris o ternaris.
La raó que el seu nombre sigui més petit es deu al fet que els quatre àtoms o ions han de mantenir-se units per les seves afinitats químiques. No tots els elements són compatibles entre si, i menys encara que es considera un quartet; de cop i volta un parell d'ells són més afins entre ells que amb l'altre parell.
Fórmula general i aleatòria per a un compost quaternari. Font: Gabriel Bolívar.
Consideri un compost quaternari de fórmula aleatòria ABCD. Els subíndexs n, m, pey, són els coeficients estequiomètrics, que al seu torn indiquen quina proporció de cada àtom hi ha en relació als altres.
Així doncs, la fórmula A n B m C p D i serà vàlida si compleix amb l'electroneutralitat. A més, tal compost serà possible si els seus quatre àtoms són prou afins entre ells. Es veurà que aquesta fórmula no s'aplica per a molts compostos, sinó sobretot per a aliatges o minerals.
Característiques dels compostos quaternaris
químiques
Un compost quaternari pot ser iònic o covalent, exhibint les característiques esperades per la seva naturalesa. Els compostos ABCD iònics és d'esperar que siguin solubles en aigua, alcohols o en altres solvents polars; han de tenir punts d'ebullició i fusió alts, i ser bons conductors de l'electricitat quan es fonen.
Pel que fa als compostos ABCD covalents, la majoria consisteixen de compostos orgànics nitrogenats, oxigenats o halogenats; és a dir, la seva fórmula passaria a ser C n H m O p N i o C n H m O p X i, essent X un àtom d'halogen. D'aquestes molècules seria lògic pensar que fossin polars, donada les altes electronegativitats de l'O, N i X.
Un compost ABCD purament covalent, pot tenir moltes possibilitats d'enllaç: AB, BC, DA, etc., depenent evidentment de les afinitats i capacitats electròniques dels àtoms. Mentre que en un compost ABCD purament iònic, les seves interaccions són electrostàtiques: A + B - C + D -, per exemple.
En el cas d'un aliatge, considerada més una barreja sòlida que un compost pròpiament parlant, ABCD consisteixen d'àtoms neutres en estats basals (en teoria).
De la resta, un compost ABCD pot ser neutre, àcid o bàsic, depenent de la identitat dels seus àtoms.
Físiques
Físicament parlant, és probable que ABCD no arribi a ser un gas, a causa que quatre àtoms diferents impliquen sempre una major massa molecular o formular. Si no és un líquid amb alt punt d'ebullició, és d'esperar que es tracti d'un sòlid, la descomposició ha de generar molts productes.
Novament, els seus colors, olor, textura, vidres, etc., estaran subjectes a com coexisteixen A, B, C i D en el compost, i dependran de la seva sinergia i estructures.
Nomenclatura
Fins al moment s'ha abordat el tema dels compostos quaternaris de manera global i imprecisa. Deixant de banda la química orgànica (amides, clorurs de benzil, sals d'amoni quaternari, etc.), a la química inorgànica hi ha exemples ben definits anomenats oxisals àcides i bàsiques.
oxisals àcides
Les oxisals àcides són aquelles que deriven de la neutralització parcial d'un oxoàcid polipròtic. Així, un o més dels seus hidrògens són substituïts per cations metàl·lics, i com menys hidrògens romanents posseeixi, menys àcida serà.
Per exemple, de l'àcid fosfòric, H 3 PO 4, es poden obtenir fins a dos sals àcides de, a dir, sodi. Aquestes són: NaH 2 PO 4 (Na + substitueix a un hidrogen equivalent a H +) i Na 2 HPO 4.
D'acord a la nomenclatura tradicional, aquestes sals es nomenen el mateixa manera que les oxisales (totalment desprotonadas), però antecediendo la paraula 'àcid' a el nom de l'metall. Així, el NaH 2 PO 4 vindria a ser el fosfat diàcid de sodi, i el Na 2 HPO 4 fosfat àcid de sodi (perquè li queda un H).
D'altra banda, la nomenclatura estoc prefereix utilitzar la paraula 'hidrogen "que" àcid'. El NaH 2 PO 4 vindria a ser llavors Dihidrogenofosfat de sodi, i el Na 2 HPO 4 hidrogen fosfat de sodi. Cal notar que aquestes sals tenen quatre àtoms: Na, H, P i O.
oxisals bàsiques
Les oxisals bàsiques són aquelles que contenen en la seva composició a l'anió OH -. Per exemple, consideri la sal Cano 3 OH (Ca 2+ NO 3 - OH -). Per anomenar-la, n'hi hauria prou amb antecedir la paraula 'bàsic' a el nom de l'metall. Així, el seu nom seria: nitrat bàsic de calci. I què tal el cuio 3 OH? El seu nom seria: iodat bàsic cúpric (Cu 2+ IO 3 - OH -).
D'acord a la nomenclatura estoc, es substitueix la paraula 'bàsic' per hidròxid, seguit de l'ús d'un guió abans de el nom de l'oxoanió.
Repetint els exemples anteriors els seus noms vindrien a ser per a cada un: Hidròxid-nitrat de calci, i hidròxid-iodat de coure (II); recordant que la valència de l'metall ha d'estar indicada entre parèntesis i amb nombres romans.
sals dobles
En les sals dobles hi ha dos cations diferents interaccionant amb un mateix tipus d'anió. Suposem la sal doble: Cu 3 Fe (PO 4) 3 (Cu 2+ Fe 3+ PO 4 3-). És un fosfat de ferro i coure, però el nom més apropiat per referir-se a aquest és: fosfat triple de coure (II) i ferro (III).
Sales hidratades
Aquests són els hidrats, i l'única diferència és que a al final dels seus noms s'especifica el nombre d'aigua formular. Per exemple, el MnCl 2 és el clorur de manganès (II).
El seu hidrat, MnCl 2 · 4H 2 O ve a dir-clorur de manganès (II) tetrahidratat. Cal notar que hi ha quatre àtoms diferents: Mn, Cl, H i O.
Una sal doble i hidratada famosa és la de Mohr, Fe (NH 4) 2 (SO 4) 2 · 6H 2 O. El seu nom és: sulfat doble de ferro (II) i amoni hexahidratat.
formació
Novament, centrant-nos en els compostos quaternaris inorgànics, s'ha que majoritàriament són producte de neutralitzacions parcials. Si aquestes ocorren en presència de diversos òxids metàl·lics, és probable que sorgeixin les sals dobles; i si el mitjà és molt bàsic, precipitaran les oxisales bàsiques.
I si a més, d'altra banda, les molècules d'aigua tenen afinitat pel metall, es coordinaran directament amb ell o amb els ions que l'envolten, formant-se els hidrats.
Pel costat dels aliatges, han de soldar 4 metalls o metal·loides diferents per a la fabricació de condensadors, semiconductors o transistors.
exemples
Per finalitzar es mostra a continuació una llista amb diferents exemples de compostos quaternaris. El lector podrà utilitzar-la per posar a prova els seus coneixements de nomenclatura:
- PbCO 3 (OH) 2
- Cr (HSO 4) març
- NaHCO 3
- ZnIOH
- Cu 2 (OH) 2 SO 3
- Li 2 kaso 4
- CuSO 4 · 5H 2 O
- agau (SO 4) 2
- CAS 4 · 2H 2 O
- FeCl 3 · 6H 2 O
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
- Nomenclatura i formulació inorgànica.. Recuperat de: recursostic.educacion.es
- Erika Thalía Bé. (2019). Sals dobles. Acadèmia. Recuperat de: academia.edu
- Wikipedia. (2019). Quaternary ammonium cation. Recuperat de: en.wikipedia.org