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Formulación y Nomenclatura en Química Inorgánica
1. Elementos y estados de oxidación
2. Compuestos binarios1. Compuestos binarios de
hidrógeno2. Óxidos3. Peróxidos4. Halogenuros5. Otros compuestos
binarios3. Hidróxidos4. Oxácidos5. Iones6. Oxosales7. Sales ácidas
Patricio Gómez Lesarri
1. Elementos y estados de oxidación
Un elemento químico es cualquier sustancia simple, es decir, aquella que no puede descomponerse en otras sustancias más simples.
Los elementos químicos se encuentran ordenados en la tabla periódica de acuerdo con su número atómico. Cada columna, o grupo, contiene elementos de propiedades químicas similares.
1. Elementos y estados de oxidación
Valencia o número de oxidación de un elemento: carga real o ficticia que se atribuiría a dicho elemento si la sustancia estuviera formada por iones.
Capacidad de combinación
Metales: los elementos que actúan normalmente con estados de oxidación positivos, ya que tienden a perder electrones.
No metales: los elementos que tienden a ganar electrones, actuando normalmente con valencias negativas.
Valencia Elementos
1 Grupo 1 (Litio, Sodio, Potasio, Rubidio, Cesio, Francio) y Plata
2 Grupo 2 (Berilio, Magnesio, Calcio, Estroncio, Bario, Radio), Cinc y Cadmio
3 Boro y Aluminio
1,2 Cobre y Mercurio
1,3 Oro
2,3 Hierro, Cobalto y Níquel
2,4 Paladio, Platino, Estaño y Plomo
Valencia Elementos
- 1 Flúor, Cloro, Bromo e Yodo
- 2 Azufre, Selenio y Teluro
1. Reglas para el cálculo del estado de oxidación
El estado de oxidación de un elemento neutro es igual a cero
El estado de oxidación de un ión simple es su propia carga eléctrica
El estado de oxidación del hidrógeno en todos sus compuestos es igual a 1, salvo en los hidruros, en los que actúa con estado de oxidación –1
El estado de oxidación del oxígeno en todos sus compuestos es igual a - 2, salvo en los peróxidos, en los que actúa con estado de oxidación –1
En un compuesto neutro, la suma de los números de oxidación de todos los elementos que lo forman es nula
En un ión, la suma de los números de oxidación de todos los elementos que lo forman es igual a la carga de dicho ión
2. Compuestos binarios Compuestos binarios son los formados
por dos elementos, uno de estado de oxidación positivo y otro negativo.
La fórmula del compuesto se escribe indicando primero el elemento positivo y luego el negativo.
Estequiometría: relación numérica en la que se combinan dos o más elementos. Se obtiene escribiendo unos coeficientes numéricos (coeficientes estequiométricos) en cada elemento, de tal forma que la suma de sus estados de oxidación sea nula.
La forma más común de hacerlo consiste en trasladar la valencia de cada elemento como coeficiente al elemento opuesto, y simplificando siempre que sea posible
2. Tipos de nomenclatura Nombre de un compuesto se forma añadiendo el sufijo
–uro al elemento de estado de oxidación negativo y nombrando a continuación el elemento positivo, con la excepción de los compuestos de oxígeno, llamados óxidos.
Nomenclatura Stock: Se nombran añadiendo al nombre del elemento metálico correspondiente su estado de oxidación, entre paréntesis y en números romanos. Si el elemento sólo puede combinarse con un estado de oxidación, éste se omite.
Nomenclatura sistemática: se usan prefijos que indican el número de átomos de cada elemento presentes en la molécula anteponiéndoles a su nombre correspondiente. Los prefijos son: mono- (sólo en relaciones estequiométricas 1:1), di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- y hepta- .
La nomenclatura sistemática tiene un carácter más general que la de Stock
2.1. Hidruros
Los hidruros metálicos son compuestos formados por hidrógeno, que actúa con estado de oxidación - 1, y un elemento metálico.
Fórmula general: MHx.
Se nombran utilizando la palabra hidruro y empleando a continuación cualquiera de los sistemas de nomenclatura
2.1. Compuestos moleculares con hidrógeno
H2O: agua
NH3: amoniaco
PH3: fosfina
AsH3: arsina
SbH3: estibina
CH4: metano
SiH4: silano
BH3: borano
2.2. Óxidos Compuestos formados por
oxígeno, que actúa con estado de oxidación - 2, y un elemento cualquiera.
Fórmula general es X2Ox,
XOx/2 para compuestos en los que x es un número par
Se nombran utilizando la palabra óxido, a continuación la preposición de y, finalmente, el nombre del elemento correspondiente, pudiéndose optar por la nomenclatura Stock o la sistemática.
2.3. Peróxidos Compuestos formados por el ión
peróxido (O2), que actúa con valencia - 2, y un elemento alcalino o alcalino-térreo. El ión peróxido no se puede romper al simplificar la fórmula. Su fórmula general es M2(O2)x.
En nomenclatura Stock se nombran utilizando la palabra peróxido, a continuación la preposición de y, finalmente, el elemento metálico correspondiente.
Nomenclatura sistemática: se nombran como dióxidos.
2.4. Halogenuros Los halogenuros son compuestos formados
por un halógeno, que actúa con estado de oxidación - 1, y otro elemento cualquiera.
Fórmula general : MXm.
Se nombran empezando por el nombre del halógeno seguido del sufijo -uro, a continuación la preposición de y, finalmente, el elemento correspondiente, pudiéndose elegir entre la nomenclatura Stock o la sistemática.
Las combinaciones de un halógeno con hidrógeno (hidrácidos) se pueden nombrar de dos formas diferentes. En forma pura se designan como halogenuro de hidrógeno, pero a la disolución acuosa, de carácter ácido, se le designa con la palabra ácido seguida de la raíz del elemento y el sufijo –hídrico.
Fórmula Sistemática Tradicional
HF Fluoruro de hidrógeno
Ácido fluorhídrido
HCl Cloruro de hidrógeno
Ácido clorhídrico
HBr Bromuro de hidrógeno
Ácido bromhídrico
HI Yoduro de hidrógeno
Ácido yodhídrico
2.5. Anfigenuros
Fórmula Sistemática Tradicional
H2S Sulfuro de hidrógeno
Ácido sulfrhídrido
H2Se Seleniuro de hidrógeno
Ácido selenhídrico
H2Te Telururo de hidrógeno
Ácido telurhídrico
Son compuestos binarios formados por un anfígeno (azufre, selenio o teluro), que actúan con estado de oxidación – 2, y otro elemento metálico. Se nombran como sulfuro, seleniuro y telururo, respectivamente, pudiendo utilizar la nomenclatura Stock o la sistemática.
Los compuestos formados por hidrógeno y un anfígeno se disuelven en agua originando disoluciones ácidas, que se nombran con la palabra ácido y a continuación la raíz del elemento seguida del sufijo –hídrico.
3. Hidróxidos Los hidróxidos son compuestos
de naturaleza básica formados por un metal y el ión hidroxilo (OH), que actúa con valencia igual a – 1. Responden a la fórmula general M(OH)x.
Se nombran mediante la palabra hidróxido, la preposición de y el nombre del metal correspondiente, utilizando a conveniencia los dos tipos de nomenclatura
4. Oxoácidos Los oxácidos son compuestos de
naturaleza ácida formados por hidrógeno, oxígeno y un elemento
Fórmula general HaXbOc.
Se nombran normalmente mediante un sistema de nomenclatura tradicional que combina la raíz del elemento central con un grupo de prefijos y sufijos (son los siguientes: hipo-oso, -oso, -ico y per-ico), relacionados con los estados de oxidación que presente el átomo central.
4. OxoácidosPrefijos Nº OXID Cl / Br / I N P / As / Sb B
HIPO-OSO I HClO, HBrO … - - -
- OSO III HClO2, HBrO2 . HNO2 HPO2 meta- osoH3PO3 -oso H4P2O5 di - oso
HBO2 meta- icoH3BO3 - ico
- ICO V HClO3, HBrO3.. HNO3 HPO3 meta- icoH3PO4 -ico H4P2O7 di - ico
-
PER-ICO VII HClO4, HBrO4.. - - -
Los oxácidos formados por fósforo, arsénico y antimonio presentan tres formas distintas
Meta : forma anhidra del ácido
Orto : forma normal del ácido en disolución acuosa. Se nombra sin prefijo o como ortoácido. Suele deducirse sumando una molécula de agua a la forma meta: HPO3 + H2O → H3PO4
Di : forma dímera del ácido. Se obtiene por condensación de dos moléculas con pérdida de agua: 2 H3PO4 → H4P2O7 + H2O. Excepcionalmente se admite para los ácidos de fósforo el prefijo piro- (calor)
4. OxoácidosPrefijos Nº S / Se / Te Cr C Si Mn HIPO-
OSOII H2SO2, H2SeO2.. - - - -
- OSO IV H2SO3, H2SeO3.. - H2CO3
- icoH2SiO3 metaH4SiO4 orto
-
- ICO VI H2SO4, H2SeO4..H2S2O7 di - ico
H2CrO4
H2Cr2O7 di - ico- - H2MnO4
PER - ICO VII - - - - HMnO4
Dentro de este grupo, existen formas dímeras de los ácidos disulfúrico y dicrómico y formas meta y orto para los ácidos de silicio. El manganeso cuenta con estados de oxidación par e impar.
4. Nomenclatura sistemática de oxoácidos
La sistemática funcional los nombra con la palabra ácido; a continuación un prefijo numeral y la partícula oxo; el nombre de elemento central seguido del sufijo - ico; y, finalmente, el estado de oxidación de dicho átomo central entre paréntesis y en números romanos. En caso de formas dímeras que tengan varios átomos del elemento central, se utilizan los correspondientes prefijos numerales.
La otra posibilidad de nomenclatura sistemática los nombra como sales de hidrógeno: un prefijo numeral y la partícula oxo; el nombre de elemento central seguido del sufijo - ato; el estado de oxidación de dicho átomo central entre paréntesis y en números romanos; y, por último, de hidrógeno.
5. Iones Los iones positivos monoatómicos se nombran
simplemente mediante nomenclatura Stock: la palabra ión, el nombre del elemento y su estado de oxidación entre paréntesis y en números romanos. Un caso especial es el ión amonio, NH4
+.
Los ácidos son sustancias con la propiedad química de disociarse en dos iones de cargas opuestas: los protones, H+, de carga positiva y los iones negativos correspondientes. El ión negativo tiene una carga igual a la cantidad de protones perdidos por el ácido.
Los iones derivados de un ácido cualquiera se nombran de la misma forma que el ácido correspondientes, pero sustituyendo el prefijo - ico por - ato y, cuando proceda en la nomenclatura tradicional, el sufijo - oso por – ito.
6. Oxosales Sales: derivados de los ácidos en los que se sustituyen
los átomos de hidrógeno por un elemento metálico.
Valencia del ácido: es el número de átomos de hidrógeno que se ha perdido de la fórmula del ácido. Una vez calculada, se escriben los símbolos de los iones positivo y negativo y se ajustan las valencias como en el caso de los compuestos binarios.
Nomenclatura tradicional: se comienza por el ión negativo, luego la preposición de y, finalmente, el ión positivo
Nomenclatura sistemática: se nombra primero el ión negativo, luego la preposición de y, finalmente, el ión positivo, de acuerdo con la nomenclatura Stock
Nomenclatura sistemática: sin nombrar los iones positivos. En este caso se utilizan distintos prefijos numerales para el ión (bis, tris, tetraquis, et.). que para el metal (bi, tri,tetra, etc.).
7. Sales ácidas Sales ácidas son aquellas que se
forman cuando el ácido correspondiente no ha perdido por completo todos los átomos de hidrógeno, conservándose al menos uno en el ión negativo.
Se nombran de la misma forma que la sal, pero anteponiendo al nombre del anión la palabra hidrógeno con su prefijo numeral si es necesario.
Está prohibida la utilización del prefijo bi-, usada antiguamente en la nomenclatura tradicional, como en el bicarbonato, bifosfato, bisulfato, etc.
