- Caractéristiques des composés quaternaires
- Chimique
- Physique
- Nomenclature
- Oxisales acides
- Oxisales basiques
- Sels doubles
- Sels hydratés
- Formation
- Exemples
- Références
Les quaternaires sont ceux qui ont quatre atomes ou ions différents. Par conséquent, ils peuvent être des espèces moléculaires ou ioniques. Ses diversités incluent la chimie organique et inorganique, étant un groupe très volumineux; mais peut-être pas tellement en comparaison avec les composés binaires ou ternaires.
La raison pour laquelle leur nombre est plus petit est que les quatre atomes ou ions doivent être maintenus ensemble par leurs affinités chimiques. Tous les éléments ne sont pas compatibles les uns avec les autres, et encore moins lorsqu'il est considéré comme un quatuor; tout à coup, deux d'entre eux sont plus proches l'un de l'autre que l'autre.
Formule générale et aléatoire d'un composé quaternaire. Source: Gabriel Bolívar.
Considérons un composé quaternaire de formule aléatoire ABCD. Les indices n, m, pey, sont les coefficients stoechiométriques, qui à leur tour indiquent la proportion de chaque atome par rapport aux autres.
Ainsi, la formule A n B m C p D y sera valable si elle est conforme à l'électroneutralité. De plus, un tel composé sera possible si ses quatre atomes sont suffisamment liés les uns aux autres. On verra que cette formule ne s'applique pas à de nombreux composés, mais principalement aux alliages ou aux minéraux.
Caractéristiques des composés quaternaires
Chimique
Un composé quaternaire peut être ionique ou covalent, présentant les caractéristiques attendues de sa nature. On s'attend à ce que les composés ABCD ioniques soient solubles dans l'eau, les alcools ou d'autres solvants polaires; ils doivent avoir des points d'ébullition et de fusion élevés et être de bons conducteurs d'électricité lorsqu'ils sont fondus.
En ce qui concerne les composés ABCD covalents, la plupart sont constitués de composés organiques azotés, oxygénés ou halogénés; c'est-à-dire que sa formule deviendrait C n H m O p N et / ou C n H m O p X y, X étant un atome d'halogène. Parmi ces molécules, il serait logique de penser qu'elles étaient polaires, étant donné les fortes électronégativités de O, N et X.
Un composé ABCD purement covalent peut avoir de nombreuses possibilités de liaison: AB, BC, DA, etc., en fonction évidemment des affinités et des capacités électroniques des atomes. Alors que dans un composé ABCD purement ionique, ses interactions sont électrostatiques: A + B - C + D -, par exemple.
Dans le cas d'un alliage, considéré plus comme un mélange solide que comme un composé propre, ABCD est constitué d'atomes neutres dans les états fondamentaux (en théorie).
Parmi les autres, un composé ABCD peut être neutre, acide ou basique, selon l'identité de ses atomes.
Physique
Physiquement parlant, il est probable que l'ABCD ne devienne pas un gaz, car quatre atomes différents impliquent toujours une masse moléculaire ou une formule plus élevée. S'il ne s'agit pas d'un liquide à point d'ébullition élevé, il faut s'attendre à ce qu'il s'agisse d'un solide dont la décomposition doit générer de nombreux produits.
Encore une fois, leurs couleurs, leur odeur, leur texture, leurs cristaux, etc., seront soumis à la façon dont A, B, C et D coexistent dans le composé, et dépendront de leur synergie et de leurs structures.
Nomenclature
Jusqu'à présent, la question des composés quaternaires a été abordée de manière globale et imprécise. La chimie organique mise à part (amides, chlorures de benzyle, sels d'ammonium quaternaire, etc.), en chimie inorganique, il existe des exemples bien définis appelés oxysels acides et basiques.
Oxisales acides
Les oxysels acides sont ceux qui dérivent de la neutralisation partielle d'un oxoacide polyprotique. Ainsi, un ou plusieurs de ses hydrogènes sont remplacés par des cations métalliques, et moins il a d'hydrogènes restants, moins il sera acide.
Par exemple, à partir d' acide phosphorique, H 3 PO 4, jusqu'à deux sels acides de, par exemple, peut être obtenu sodium. Ce sont: NaH 2 PO 4 (Na + remplace un hydrogène équivalent à H +) et Na 2 HPO 4.
Selon la nomenclature traditionnelle, ces sels sont nommés comme des oxysels (totalement déprotonés), mais avec le mot «acide» précédant le nom du métal. Ainsi, NaH 2 PO 4 serait du phosphate diacide de sodium et du phosphate acide de sodium Na 2 HPO 4 (car il reste un H).
En revanche, la nomenclature des stocks préfère utiliser le mot «hydrogène» plutôt que «acide». Le NaH 2 PO 4 deviendrait alors du dihydrogénophosphate de sodium et le Na 2 HPO 4 hydrogénophosphate de sodium. Notez que ces sels ont quatre atomes: Na, H, P et O.
Oxisales basiques
Les oxysels basiques sont ceux qui contiennent l'anion OH - dans leur composition. Par exemple, considérons le sel CaNO 3 OH (Ca 2+ NO 3 - OH -). Pour le nommer, il suffirait de faire précéder le mot «basique» du nom du métal. Ainsi, son nom serait: nitrate de calcium basique. Et qu'en est-il de CuIO 3 OH? Son nom serait: iodate basique cuivrique (Cu 2+ IO 3 - OH -).
Selon la nomenclature de base, le mot «basique» est remplacé par hydroxyde, suivi de l'utilisation d'un trait d'union devant le nom de l'oxoanion.
En répétant les exemples précédents, leurs noms seraient pour chacun d'eux: hydroxyde-nitrate de calcium et hydroxyde-iodate de cuivre (II); en rappelant que la valence du métal doit être indiquée entre parenthèses et avec des chiffres romains.
Sels doubles
Dans les sels doubles, deux cations différents interagissent avec le même type d'anion. Supposons le sel double: Cu 3 Fe (PO 4) 3 (Cu 2+ Fe 3+ PO 4 3-). C'est un phosphate de fer et de cuivre, mais le nom le plus approprié pour y faire référence est: triple phosphate de cuivre (II) et de fer (III).
Sels hydratés
Ce sont des hydrates, et la seule différence est que le nombre d'eau à formuler est spécifié à la fin de leurs noms. Par exemple, MnCl 2 est le chlorure de manganèse (II).
Son hydrate, MnCl 2 · 4H 2 O, est appelé chlorure de manganèse (II) tétrahydraté. Notez qu'il existe quatre atomes différents: Mn, Cl, H et O.
Un sel double et hydraté célèbre est celui de Mohr, Fe (NH 4) 2 (SO 4) 2 · 6H 2 O. Son nom est: double sulfate de fer (II) et hexahydrate d'ammonium.
Formation
Encore une fois, en se concentrant sur les composés quaternaires inorganiques, la plupart d'entre eux sont le produit de neutralisations partielles. Si ceux-ci se produisent en présence de plusieurs oxydes métalliques, il est probable que des sels doubles apparaîtront; et si le milieu est très basique, les oxysels basiques précipiteront.
Et si en plus, en revanche, les molécules d'eau ont une affinité pour le métal, elles se coordonneront directement avec lui ou avec les ions qui l'entourent, formant les hydrates.
Du côté de l'alliage, quatre métaux ou métalloïdes différents doivent être soudés pour fabriquer des condensateurs, des semi-conducteurs ou des transistors.
Exemples
Enfin, une liste avec différents exemples de composés quaternaires est présentée ci-dessous. Le lecteur peut l'utiliser pour tester sa connaissance de la nomenclature:
- PbCO 3 (OH) 2
- Cr (HSO 4) 3
- NaHCO 3
- ZnIOH
- Cu 2 (OH) 2 SO 3
- Li 2 KAsO 4
- CuSO 4 · 5H 2 O
- AgAu (SO 4) 2
- CaSO 4 2H 2 O
- FeCl 3 · 6H 2 O
Références
- Shiver et Atkins. (2008). Chimie inorganique. (Quatrième édition). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie. (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
- Nomenclature et formulation inorganique.. Récupéré de: recursostic.educacion.es
- Erika Thalîa Bon. (2019). Sels doubles. Académie. Récupéré de: academia.edu
- Wikipédia. (2019). Cation ammonium quaternaire. Récupéré de: en.wikipedia.org