Abordagens histórica e moderna da classificação
Historicamente, os químicos dividiam as substâncias com base em sua fonte natural. As substâncias inorgânicas eram extraídas de minerais da crosta terrestre, enquanto as orgânicas eram obtidas de plantas, tecidos animais ou produtos de sua decomposição (por exemplo, carvão e turfa). O químico sueco J. J. Berzelius foi o primeiro a separar a química orgânica como uma disciplina absolutamente independente.
Hoje, o principal critério de classificação é a presença de átomos de carbono:
- Compostos orgânicos: Incluem a esmagadora maioria das substâncias contendo carbono (com exceção dos hidrocarbonetos que, embora consistam em dois elementos, pertencem à química orgânica).
- Compostos inorgânicos: Todas as substâncias sem carbono, bem como uma pequena lista de exceções de carbono: óxidos binários ($CO, CO_2$), carbonetos e sais de ácido carbônico (carbonatos).
Compostos binários: regras e nomenclatura
São considerados binários os compostos constituídos exatamente por dois elementos químicos. Praticamente todos eles são inorgânicos. Via de regra, contêm um ou dois não-metais, cuja natureza serve de base para a classificação posterior.
Princípios da nomenclatura sistemática:
- O nome é lido a partir do final da fórmula química.
- Primeiro, pronuncia-se o nome do não-metal com a adição do sufixo -eto.
- Em seguida, vem o nome do segundo elemento (metal ou não-metal menos eletronegativo) no genitivo.
- Se o primeiro elemento (cátion) tiver valência variável, esta deve ser indicada em algarismos romanos entre parênteses, sem espaço (por exemplo, cloreto de ferro(III)).
Se o composto consistir em dois não-metais, o sufixo -eto é atribuído ao elemento que estiver mais acima e/ou mais à direita na Tabela Periódica. Nesse caso, esse elemento é sempre colocado na segunda posição na fórmula química.
Famílias de compostos binários
| Elemento determinante | Nome do grupo | Exemplo de composto |
|---|---|---|
| Hidrogênio | Hidretos | Hydreto de cálcio ($CaH_2$) |
| Carbono | Carbonetos | Carboneto de cálcio ($CaC_2$) |
| Oxigênio | Óxidos | Óxido de nitrogênio(IV) ($NO_2$) |
| Enxofre | Sulfetos | Sulfeto de alumínio ($Al_2S_3$) |
| Cloro | Cloretos | Cloreto de ouro(III) ($AuCl_3$) |
Propriedades dos compostos binários
Os compostos binários ocorrem em todos os estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Eles abrangem diferentes classes de substâncias, incluindo sais (por exemplo, halogenetos e sulfetos metálicos), que possuem imensa importância prática.
Sua interação com a água varia consideravelmente:
- A maioria dos halogenetos metálicos é altamente solúvel.
- Outras substâncias binárias são inertes em relação à água ou sofrem hidrólise (são decompostas sob sua ação).
Tais compostos são obtidos mais frequentemente por meio da reação de substâncias simples, variando as condições desde a simples mistura até aquecimento intenso e alta pressão. Por exemplo, o sódio altamente reativo reage com o hidrogênio apenas quando aquecido a 300 °C, formando uma camada branca de hidreto de sódio na superfície: $2Na + H_2 = 2NaH$.
Compostos multielementares
Compostos multielementares (incluindo ternários) são geralmente formados pela interação de substâncias binárias. Um exemplo típico é a reação entre óxidos com a formação de sais, oxoácidos ou bases (por exemplo, a síntese do ácido fosfórico: $P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$).
Características estruturais: A escrita das fórmulas químicas dessas substâncias é tradicional e muitas vezes não reflete a geometria real da molécula. A característica estrutural mais importante é que o primeiro elemento da fórmula (hidrogênio ou metal) quase nunca se liga diretamente ao átomo central. A ligação é realizada através de uma ponte de oxigênio.
A maioria dos minerais naturais também pertence aos compostos químicos multielementares. Um exemplo característico é a mica comum com a fórmula química complexa $KAl_3Si_3O_{10}(OH)_2$.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais famílias de compostos binários são distinguidas pelo elemento determinante?
De acordo com o elemento determinante (eletronegativo), distinguem-se as seguintes famílias de compostos binários:
- Hidrogênio — hidretos;
- Carbono — carbetos;
- Silício — silicetos;
- Nitrogênio — nitretos;
- Oxigênio — óxidos;
- Enxofre — sulfetos;
- Flúor — fluoretos;
- Cloro — cloretos;
- Bromo — brometos;
- Iodo — iodetos.
Os compostos de flúor, cloro, bromo e iodo também são unificados pelo termo geral halogenetos.
Quais são os tipos de hidrólise de compostos binários?
Existem os seguintes tipos de hidrólise de compostos binários:
- Hidrólise forte — característica de sulfetos solúveis, sendo que as soluções adquirem o odor de gás sulfídrico.
- Hidrólise total (irreversível) — decomposição completa da substância pela água. Estão sujeitos a este tipo de hidrólise os compostos com ligações de alumínio com cloro, enxofre, carbono (por exemplo, cloreto e sulfeto de alumínio), bem como nitretos de metais ativos.
De que maneiras os compostos binários são obtidos?
Os compostos binários são obtidos principalmente por reações entre substâncias simples. As condições de tais reações podem variar: mistura em condições normais, aquecimento ou alta pressão.
Os óxidos também são formados durante transformações químicas de substâncias compostas:
- combustão de substâncias compostas (por exemplo, madeira, metano, álcool, propano);
- reações de decomposição;
- reações de substituição;
- reações de troca.
Quais elementos podem atuar como o átomo central em compostos oxigenados multicomponentes?
As fontes indicam que, na maioria dos compostos oxigenados multicomponentes, tanto os átomos de metais quanto os de ametais estão ligados ao oxigênio. A lista específica de elementos que atuam como átomos centrais não é fornecida nas fontes. Nas fórmulas desses compostos, o primeiro elemento — geralmente hidrogênio ou um metal — habitualmente não está ligado diretamente ao átomo central; a ligação ocorre através de uma ponte de oxigênio.
Quais nomes triviais de compostos binários são usados na prática química em vez dos sistemáticos?
As fontes dão diretamente um exemplo de nome tradicional de um composto binário:
- Água — em vez do nome sistemático «óxido de hidrogênio» ($H_2O$).
As fontes também mencionam os nomes amônia ($NH_3$), fosfina ($PH_3$), arsina ($AsH_3$), hidrazina ($N_2H_4$), quartzo ($SiO_2$) e gás carbônico ($CO_2$), no entanto, apenas o nome «água» é explicitamente chamado de nome tradicional em vez de sistemático.
Para não confundir a ordem das palavras em compostos binários de dois ametais, lembre-se da regra «Direita-Acima-Ito»: o elemento localizado mais à direita e/ua mais acima na tabela periódica recebe o sufixo «-eto» e é colocado no final da fórmula.
Questões de aulas e exames
Por que o monóxido de carbono (CO) pertence aos compostos inorgânicos?
Esta é uma exceção de nomenclatura consolidada historicamente. Apesar de conterem carbono, os óxidos de carbono, carbetos e carbonatos são mais próximos das substâncias inorgânicas em termos de propriedades e origem.
Os nomes tradicionais ainda são usados hoje em dia em vez dos sistemáticos?
Sim, são usados em todo lugar. Por exemplo, o nome sistemático «óxido de hidrogênio» quase nunca é ouvido na prática química — abandonar o nome trivial «água» não é viável.
A fórmula de uma substância ternária sempre mostra a ordem de ligação?
Não. A fórmula é escrita de acordo com as regras tradicionais. Na prática, em compostos oxigenados, os elementos terminais (metais ou hidrogênio) estão ligados ao átomo central através de oxigênio.
O que mais estudar sobre o tema
- Fórmulas estruturais de oxiácidos
- Processos de hidrólise de compostos binários
- Propriedades químicas e aplicação de halogenetos
- Reações de obtenção de hidretos de metais ativos
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