Compostos inorgânicos

Os compostos inorgânicos são os compostos químicos naturais ou sintéticos que não são formados por cadeias carbônicas. A gama de compostos inorgânicos é muito grande, englobando compostos minerais, como óxidos e sais, além dos metais e boa parte dos gases presentes em nossa atmosfera.

Os compostos inorgânicos terão suas propriedades e características derivadas da natureza da ligação química (iônica, covalente ou molecular), propiciando um número grande e distinto de substâncias. Seu sistema de nomenclatura é regulamentado pela Iupac (União Internacional de Química Pura e Aplicada), através de uma publicação conhecida como Livro Vermelho.

Leia também: Química Inorgânica — detalhes sobre a área da Química que se dedica ao estudo dos compostos inorgânicos

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre compostos inorgânicos
• 2 - O que são compostos inorgânicos?
• 3 - Quais são os compostos inorgânicos?
• 4 - Características dos compostos inorgânicos
  • → Características dos compostos inorgânicos iônicos
  • → Características dos compostos inorgânicos covalentes
  • → Características dos compostos inorgânicos metálicos
• 5 - Como identificar um composto inorgânico?
• 6 - Diferenças entre compostos inorgânicos e orgânicos
• 7 - Nomenclatura dos compostos inorgânicos
  • → Nomenclatura dos compostos inorgânicos covalentes binários
  • → Nomenclatura dos compostos inorgânicos iônicos
  • → Nomenclatura dos ácidos inorgânicos
• 8 - Exercícios resolvidos sobre compostos inorgânicos

Resumo sobre compostos inorgânicos

• Os compostos inorgânicos são todos aqueles compostos que não são formados por cadeias carbônicas.
• A variedade de compostos inorgânicos é vasta, englobando compostos minerais, assim como metais.
• A fronteira entre Química Inorgânica e Química Orgânica é cada vez mais difusa com o avanço dos compostos organometálicos.
• As propriedades e as características dos compostos inorgânicos é consequência da natureza da ligação química que existe entre esses compostos.
• A nomenclatura dos compostos inorgânicos é regulamentada pela União Internacional de Química Pura e Aplicada, a Iupac.

O que são compostos inorgânicos?

Os compostos inorgânicos são compostos químicos naturais ou sintéticos de matriz não orgânica, ou seja, aqueles que não são formados por cadeias carbônicas. Dentre os compostos inorgânicos, podemos citar metais e substâncias minerais, por exemplo.

Quais são os compostos inorgânicos?

Se entendermos que compostos inorgânicos são todos aqueles que não são orgânicos, é possível citar algumas substâncias, simples e compostas, que são classificadas como inorgânicas. São substâncias formadas pela união de metais e/ou ametais, como, por exemplo:

• água, H₂O;
• amônia, NH₃;
• gás oxigênio, O₂;
• gás Nitrogênio, N₂;
• ferro metálico, Fe.

Por mais que os compostos orgânicos sejam centrados em compostos que apresentem cadeias carbônicas, também é possível citar, inclusive, compostos inorgânicos de carbono, como, por exemplo:

• as formas alotrópicas grafite e diamante;
• o dióxido de carbono, popularmente conhecido como gás carbônico, CO₂;
• carbetos e carbonatos;
• o ácido carbônico, H₂CO₃.

Boa parte dos compostos inorgânicos também é subdividida em classes, o que facilita o melhor entendimento e a melhor identificação desses compostos. Podemos citar:

• os ácidos inorgânicos, como HCl, HBr, H₂SO₄ e HNO₃;
• as bases inorgânicas, como NaOH, Ca(OH)₂, KOH e Mg(OH)₂;
• os óxidos, como CaO, Na₂O, Al₂O₃ e FeO;
• os sais, como KBr, NaCl, CaCO₃ e Mg₃(PO₄)₂;
• os metais e os compostos metálicos, como Fe, Al, as ligas Cu-Sn e Cu-Zn;
• os ametais, como C, As, I e O₂.

Características dos compostos inorgânicos

Os compostos inorgânicos podem apresentar características distintas, que irão depender das ligações químicas realizadas entre os átomos. Dessa forma, quanto à natureza da ligação química, os compostos inorgânicos podem ser classificados em iônicos, em covalentes ou em metálicos. Uma coisa importante a se dizer é que os compostos inorgânicos apresentam caráter neutro, ou seja, o somatório das cargas positivas e negativas dentro do composto é sempre igual a zero.

→ Características dos compostos inorgânicos iônicos

Os compostos inorgânicos de natureza iônica são formados por meio da ligação iônica entre os átomos, que é uma atração eletrostática entre íons de cargas opostas. Por isso, os compostos iônicos são formados pela ligação de metais (grande tendência a formar cátions) e ametais (grande tendência a formar ânions).

Em geral, compostos iônicos possuem elevadas temperaturas de fusão e de ebulição, dada a força intensa das interações iônicas. São quebradiços e, quando dissolvidos em água, possuem a capacidade de condução de corrente elétrica, uma vez que seus íons se separam e formam cargas em solução (solução eletrolítica). São exemplos de compostos iônicos os sais, como o NaCl, o CaCO₃ e o MgSO₄.

→ Características dos compostos inorgânicos covalentes

Os compostos inorgânicos de natureza covalente (ou molecular) são formados por meio da ligação covalente entre os átomos, que é o compartilhamento dos elétrons de valência dos átomos envolvidos. Compostos covalentes são chamados de moléculas.

As características dos compostos covalentes serão dependentes de uma propriedade conhecida como polaridade, uma vez que, a depender da eletronegatividade dos átomos envolvidos no composto covalente, tais elétrons podem se concentrar em regiões específicas da molécula, criando uma heterogeneidade na distribuição de cargas ao longo da superfície molecular (polarização).

Quando existe a polarização das cargas (moléculas polares), os compostos covalentes tendem a apresentar interações mais intensas, o que eleva suas temperaturas de fusão e ebulição. Além disso, compostos polares são solúveis em outros compostos polares. No entanto, quando não ocorre a polarização das cargas (moléculas apolares), os compostos covalentes apresentam interações mais fracas, o que leva a substâncias com pontos de fusão e de ebulição menores. Além disso, compostos apolares são solúveis em outros compostos apolares.

Entre os compostos covalentes polares, podemos citar a água, H₂O, e a amônia, NH₃. Por sua vez, entre os compostos covalentes apolares, podemos citar o dióxido de carbono, CO₂, e os gases oxigênio, O₂, e nitrogênio, N₂.

→ Características dos compostos inorgânicos metálicos

Os compostos inorgânicos metálicos são formados exclusivamente por metais, os quais se ligam por meio das chamadas ligações metálicas. Os metais conseguem apresentar condutividade elétrica e condutividade térmica no estado sólido. Além disso, apresentam, na maioria dos casos, elevadas temperaturas de fusão e ebulição, além de elevada densidade.

Os metais apresentam um brilho muito característico, além de serem materiais com boa resistência mecânica, tenazes, dúcteis e maleáveis. Portanto, em geral, compostos metálicos deformam, mas não quebram. São exemplos de compostos metálicos o ferro, Fe, o alumínio, Al, além de ligas metálicas, como o bronze (Cu-Sn) e o latão (Cu-Zn).

Importante: Há ainda uma classe mais complexa de compostos inorgânicos, os chamados compostos de coordenação, que são formados por um átomo ou por íon metálico central que está ligado a um arranjo de átomos ou grupos de átomos, íons ou moléculas, chamados de ligantes. Os ligantes, nesse caso, doam elétrons para o metal ou íon metálico central, uma vez que possuem pares de elétrons não ligantes disponíveis. Em geral, os metais dos compostos de coordenação são metais de transição. A seguir, a estrutura do íon hexacianoferrato(II), [Fe(CN)₆]⁴⁻, um exemplo de um composto de coordenação.

Como identificar um composto inorgânico?

Para identificar um composto inorgânico, é preciso observar se o composto não é formado por cadeias carbônicas, as quais apresentam ligações carbono-carbono em sequência, assim como ligações carbono-hidrogênio.

Essa simplificação é consequência das fronteiras existentes entre os campos da Química Inorgânica e da Química Orgânica. Por muito tempo, acreditou-se que os compostos inorgânicos eram minerais e que os compostos orgânicos eram obtidos apenas de seres vivos, a chamada Teoria da Força Vital. Contudo, depois de certo tempo, percebeu-se que essa teoria era falsa, quando, em 1828, Friedrich Wöhler conseguiu fazer a síntese da ureia, um composto orgânico, a partir de substâncias inorgânicas.

Outro ponto importante é que compostos inorgânicos, embora possam ser divididos nas classes já anteriormente citadas, como ácidos, bases ou sais, acabam também sendo classificados nos termos dos elementos ou do grupo dos elementos que eles possuem. Por exemplo:

• Óxidos: compostos inorgânicos binários de oxigênio, como SO₂, Na₂O e K₂O.
• Sulfetos: compostos inorgânicos binários de enxofre, como CS₂, K₂S e MgS.
• Nitretos: compostos inorgânicos binários de nitrogênio, como K₃N, BN e Mg₃N₂.
• Hidretos: compostos inorgânicos binários de hidrogênio, como NaH, CaH₂ e PH₃.

E, assim, sucessivamente.

Diferenças entre compostos inorgânicos e orgânicos

Os compostos orgânicos e inorgânicos são bem distintos. Os compostos orgânicos possuem cadeias carbônicas, as quais são formadas por meio das ligações covalentes entre átomos de carbono com outros átomos de carbono. Os mais simples são os hidrocarbonetos, os quais possuem apenas carbono e hidrogênio na sua formulação.

Contudo, não se pode dizer que compostos inorgânicos são isentos de carbono, apenas aqueles que não são formados por moléculas de cadeias carbônicas. Existem diversos compostos inorgânicos feitos por carbono, como os carbetos (compostos binários de carbono, como o WC) e os carbonatos (compostos que possuem o ânion CO₃²⁻), além do dióxido e do monóxido de carbono, CO₂ e CO, respectivamente, além das formas alotrópicas grafite e diamante.

É difícil distinguir compostos orgânicos e inorgânicos quanto às propriedades físicas, afinal, é possível que existam compostos orgânicos e inorgânicos com boa ou má solubilidade em água, ou com altas ou baixas temperaturas de fusão e de ebulição, por exemplo.

Contudo, atualmente, existe a chamada química dos organometálicos, que parece dificultar ainda mais o estabelecimento de fronteiras entre a Química Orgânica e a Química Inorgânica. Tais compostos apresentam ligações metal-carbono, e os estudos na área têm se desenvolvido efusivamente desde meados do século XX. Entre os compostos organometálicos, por exemplo, temos os reagentes de Grignard, que são compostos de magnésio alquila, R−MgX, em que R é um grupo alquila (cadeia carbônica qualquer) e X é um halogênio, sendo obtidos por meio da reação de haletos de alquila com magnésio em éter.

Outro exemplo de composto organometálico é o ferroceno, pioneiro na área e conhecido também como metaloceno, tendo uma estrutura conhecida como “sanduíche”, já que o átomo metálico está entre dois anéis ciclopentadienil.

Veja também: Compostos orgânicos — mais detalhes sobre esses compostos

Nomenclatura dos compostos inorgânicos

A nomenclatura de compostos inorgânicos é regulamentada pela União Internacional de Química Pura e Aplicada, a Iupac. As últimas recomendações, de 2005, estão presentes no chamado Livro Vermelho, cujo nome é Nomenclature of Inorganic Chemistry – IUPAC Recommendations 2005.

Tirando os ácidos clássicos da Química Inorgânica, boa parte dos compostos inorgânicos segue o sistema de nomenclatura conhecido como composicional, o qual é baseado na composição da substância e não na sua estrutura. A forma mais simples de se realizar a nomenclatura composicional é por meio da nomenclatura estequiométrica, em que as proporções dos constituintes são indicadas por prefixos multiplicativos, por números de oxidação ou por número de cargas.

→ Nomenclatura dos compostos inorgânicos covalentes binários

Em compostos covalentes binários, o primeiro elemento da fórmula molecular é o menos eletronegativo. Tal elemento, na nomenclatura, será indicado sem qualquer alteração, podendo apenas apresentar prefixos multiplicativos (como di-, tri-, tetra-, etc) se for o caso. Por sua vez, o elemento mais eletronegativo, representado depois na fórmula, deve receber o sufixo -eto, com exceção do oxigênio (será chamado sempre de óxido). Dessa forma, o nome geral para compostos binários é:

(mono-, di-, tri-, tetra-...) nome do elemento mais eletronegativo com sufixo -eto + de + (di-, tri-, tetra-) nome do elemento menos eletronegativo.

Vejamos alguns exemplos:

1. HCl – cloreto de hidrogênio
2. NO – monóxido de nitrogênio
3. NO₂ – dióxido de nitrogênio
4. N₂O₄ – tetróxido de dinitrogênio
5. SiC – carbeto de silício
6. SiCl₄ – tetracloreto de silício

→ Nomenclatura dos compostos inorgânicos iônicos

Compostos inorgânicos iônicos apresentam um sistema de nomenclatura muito semelhante ao dos compostos covalentes. No caso, utiliza-se a nomenclatura do ânion (espécie negativa) e, posteriormente, a nomenclatura do cátion (espécie positiva).

Os ânions monoatômicos possuem sufixo -eto, com exceção dos ânions de oxigênio. Confira na tabela o nome de alguns ânions monoatômicos.

Por sua vez, ânions homopoliatômicos irão apresentar prefixos multiplicativos, mantendo o sufixo -eto (novamente com exceção para o oxigênio), como, por exemplo:

1. S₂²⁻: ânion dissulfeto
2. I₃⁻: ânion tri-iodeto
3. O₂²⁻: ânion peróxido
4. O₂⁻: ânion superóxido

Os ânions heteropoliatômicos oxigenados poderão receber os sufixos -ito ou -ato, a depender da quantidade de oxigênios presentes: o sufixo -ito indica menor quantidade de oxigênio, e o sufixo -ato indica maior quantidade deste elemento.

Caso exista mais de duas possibilidades, os prefixos hipo- (para quantidade ainda menor de oxigênio) e per- (para quantidade ainda maior de oxigênio) poderão ser utilizados. Vejamos alguns exemplos na tabela a seguir.

Os ânions heteropoliatômicos oxigenados que possuam um hidrogênio podem receber o prefixo hidrogeno- ou hidro-, embora também se aceite o prefixo bi-. Vejamos alguns exemplos:

1. HCO₃⁻: ânion hidrogenocarbonato ou bicarbonato
2. OH⁻: ânion hidróxido
3. HS⁻: ânion hidrogenossulfeto ou bissulfeto
4. HSO₄⁻: ânion hidrogenossulfato ou bissulfato
5. HPO₄²⁻: ânion hidrogenofosfato
6. H₂PO₄⁻: ânion di-hidrogenofosfato

Os ânions heteropoliatômicos que não apresentem o oxigênio, como é o caso do CN⁻, apresentam também o sufixo -eto. Dessa forma, CN⁻ é o ânion cianeto.

Os cátions de metais que possuem número de oxidação variável, apresentarão o indicativo da carga logo após o nome do elemento, por meio de algarismos romanos entre parênteses. Por exemplo:

1. Fe²⁺: ferro(II)
2. Fe³⁺: ferro(III)
3. Cu⁺: cobre(I)
4. Cu²⁺: cobre(II)

Por sua vez, cátions de metais que possuem número de oxidação fixo dispensam o indicativo de carga. Existem também cátions heteropoliatômicos, os quais receberão nomes não sistemáticos, como o caso do cátion NH₄⁺, chamado de cátion amônio.

Vejamos alguns exemplos de nomenclatura de compostos inorgânicos iônicos, em que o nome geral segue a estrutura básica:

nome do ânion + de + nome do cátion

1. Na₂O – óxido de sódio
2. Ca₃P₂ – fosfeto de cálcio
3. MgSe – seleneto de magnésio
4. NaH₂PO₄ – di-hidrogenofosfato de sódio
5. CaCO₃ – carbonato de cálcio
6. KClO₃ – clorato de potássio
7. Fe(OH)₂ – hidróxido de ferro(II)
8. Fe(NO₃)₃ – nitrato de ferro(III)
9. CuOH – hidróxido de cobre(I)
10. CuS – sulfeto de cobre(II)
11. NH₄NO₃ – nitrato de amônio

→ Nomenclatura dos ácidos inorgânicos

Os principais ácidos inorgânicos apresentam uma nomenclatura que é anterior aos sistemas de nomenclatura da Iupac, o que acaba persistindo até os dias atuais.

A nomenclatura dos ácidos os divide em duas classes: hidrácidos, sem a presença de oxigênio, e oxiácidos, com a presença de oxigênio.

Os hidrácidos apresentarão ânions com sufixo -ídrico, porém devem ser iniciados o nome com a palavra ácido. Vejamos alguns exemplos:

1. HCl – ácido clorídrico
2. HBr – ácido bromídrico
3. H₂S – ácido sulfídrico
4. HF – ácido fluorídrico
5. HI – ácido iodídrico
6. HCN – ácido cianídrico

Defende-se que, pela teoria ácido-base, uma substância necessita de um meio para demonstrar seu caráter ácido. Por isso, quando, por exemplo, se fala do HCl (g), ou seja, na sua forma gasosa, não dissolvida em água, é mais comum a utilização da nomenclatura cloreto de hidrogênio. Porém, quando se fala do HCl (aq), ou seja, na sua forma dissolvida em água, é mais comum a utilização da nomenclatura ácido clorídrico. Isso vale para todos os hidrácidos anteriormente citados.

Por sua vez, os oxiácidos podem apresentar, para um mesmo elemento químico, diferentes atomicidades de oxigênio. Por exemplo, o enxofre pode formar o H₂SO₃ e o H₂SO₄. Dessa forma, utilizam-se os sufixos -oso, para o oxiácido com menor quantidade de oxigênio, e -ico, para o oxiácido com maior quantidade de oxigênio.

Quando apenas um oxiácido é possível por elemento, utiliza-se o sufixo -ico.

Para quantidades maiores de dois oxiácidos, como ocorre nos halogênios, é possível a utilização dos prefixos hipo-, para indicar quantidade ainda menor de oxigênio, e per-, para indicar quantidade ainda maior de oxigênio. Vejamos alguns exemplos:

1. H3BO3 – ácido bórico
2. H₂CO₃ – ácido carbônico
3. HNO₂ – ácido nitroso
4. HNO₃ – ácido nítrico
5. H₂SO₃ – ácido sulfúroso
6. H₂SO₄ – ácido sulfúrico
7. HClO – ácido hipocloroso
8. HClO₂ – ácido cloroso
9. HClO₃ – ácido clórico
10. HClO₄ – ácido perclórico

Exercícios resolvidos sobre compostos inorgânicos

Questão 1

(Uerj)

Envenenamento por arsênio

Na véspera do Natal de 2024, uma família gaúcha se reuniu para celebrar com o tradicional bolo de reis. No entanto, o que deveria ser um momento de confraternização terminou em tragédia. Três pessoas morreram e outras três foram hospitalizadas pois o bolo estava contaminado com óxido de arsênio III.

Adaptado de g1.globo.com.

O óxido de arsênio III possui a seguinte fórmula molecular:

A) AsO₃

B) As₃O

C) As₃O₂

D) As₂O₃

Resolução:

Alternativa D.

O óxido de arsênio(III) é um óxido de caráter iônico, em que o arsênio, As, possui número de oxidação +3. O ânion óxido possui carga igual a −2. Dessa forma, para a neutralização completa das cargas, são necessários dois cátions As³⁺ e três ânions O²⁻, ficando com a fórmula As₂O³ para o óxido de arsênio(III).

Questão 2

(UNICSAL) Assinale na coluna (I) para compostos inorgânicos e (O) para compostos orgânicos.

( ) Água

( ) Glicose

( ) Lipídios

( ) Na⁺

A ordem correta de cima para baixo é:

A) I, I, O e O.

B) O, O, O e I.

C) I, O, O e I.

D) I, O, I e O.

E) O, I, I e I.

Resolução:

Alternativa C.

Compostos orgânicos são formados por meio de cadeias carbônicas, que são estruturas em que átomos de carbono se ligam entre si por meio de ligações covalentes. É o que acontece na glicose, um sacarídeo, e nos lipídeos, que são derivados dos ácidos graxos (ácidos carboxílicos).

Já a água e o íon Na⁺ não apresentam cadeias carbônicas e, por isso, são inorgânicos. Dessa forma, a ordem fica I, O, O e I.

Crédito de imagem

Civil / Shutterstock

Fontes

AMERICAN CHEMICAL SOCIETY (ACS). Inorganic Chemistry. Washington, DC: ACS, [202-?]. Disponível em: https://www.acs.org/careers/chemical-sciences/areas/inorganic-chemistry.html.

ATKINS, Peter; JONES, Loretta; LAVERMAN, Leroy. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Tradução: Félix José Nonnenmacher. Revisão técnica: Ricardo Bicca de Alencastro. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.

CONNELLY, Neil G. et al. (ed.). Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC Recommendations 2005. Cambridge: RSC Publishing, 2005. (IUPAC Red Book). ISBN 0-85404-438-8.

INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY. Compendium of Chemical Terminology: Gold Book. [S. l.]: IUPAC, 2019. Disponível em: https://goldbook.iupac.org/.

MIESSLER, Gary L.; FISCHER, Paul J.; TARR, Donald A. Química inorgânica. Tradução: Ana Julia Perrotti-Garcia. Revisão técnica: Cid Pereira, André Luiz Bogado. 5. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

ZUMDAHL, Steven S. Inorganic compound. In: Encyclopedia Britannica. [S. l.], 18 set. 2024. Disponível em: https://www.britannica.com/science/inorganic-compound.