FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA QUÍMICA INORGÁNICA

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1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA

2 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 2 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN. La nomenclatura química consiste en una serie de reglas que permiten nombrar los distintos compuestos químicos. La formulación o notación química consiste en una serie de reglas que permiten escribir abreviadamente los distintos compuestos químicos. El objeto que tienen la nomenclatura y la formulación es el de establecer un lenguaje químico sistematizado para que una sustancia se conozca con un nombre determinado y no con un nombre según el capricho del país o del investigador. Para ello la I.U.P.A.C. ( Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) ha establecido unas normas que no son obligatorias, pero que poco a poco se van imponiendo en los textos científicos. Sin embargo, hay que hacer notar que junto a los nombres que corresponden según estas reglas, se emplean otros más antiguos o vulgares que resultan difíciles de desarraigar. NOMBRES Y SÍMBOLOS DE LOS ELEMENTOS. Con el término de elemento químico se designa a aquellas sustancias puras que no pueden descomponerse en otras más sencillas y cada elemento químico se caracteriza por estar formado por una sola clase de átomos. En la actualidad se conocen 105 elementos o clases de átomos diferentes y para identificarlos a cada uno de ellos se le asigna un nombre y un símbolo que es la representación abreviada de dicho nombre. El nombre en muchas ocasiones deriva de su descubridor, de sus propiedades, países, regiones, astros, etc. El símbolo generalmente está formado por la inicial mayúscula de su nombre, seguido de la siguiente letra minúscula cuando dos o más elementos comienzan por la misma inicial. Con frecuencia se toman las iniciales del nombre latino o griego del elemento, así : Cu (cuprum), Ag (argentum), Hg (hidrargirium),... FÓRMULAS QUÍMICAS. Son expresiones que se utilizan para representar la molécula de un compuesto. La molécula de un compuesto está formada por átomos en una relación numérica fija, por tanto, para expresar la fórmula de un compuesto se escriben los símbolos de los elementos que forman la molécula con unos subíndices que indican el número de átomos de cada elemento que la componen. Cuando un símbolo no lleva subíndice quiere decir que sólo hay un átomo del elemento correspondiente. La fórmula del agua, H 2 O, nos informa de que está formada por hidrógeno y oxígeno, y además que por cada átomo de oxígeno tenemos dos átomos de hidrógeno. POR QUÉ SE UNEN LOS ÁTOMOS? Porque así consiguen más estabilidad. Cuando se estudian las configuraciones electrónicas de los átomos se ve que los electrones del nivel de valencia (la última capa) tienen una importancia especial ya que son los que participan en la formación de los enlaces y en las reacciones químicas. También sabemos que los gases nobles tienen gran estabilidad, y eso se debe a que tienen la última capa completa con ocho electrones. Pues bien, tener las última capa completa será la situación a la que tiendan la mayoría de los átomos a la hora de formar enlaces, o lo que es lo mismo a la hora de formar compuestos.

3 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 3 FORMAS DE ALCANZAR LA CONFIGURACIÓN DE GAS NOBLE Los átomos pueden conseguir configuración de gas noble de tres formas: ganando, perdiendo o compartiendo electrones con otros átomos. En los elementos de los grupos representativos (alcalinos, alcalinotérreos, grupo del boro, grupo del carbono, grupo del nitrógeno, anfígenos y halógenos) el nivel de valencia se completa con ocho electrones. Los átomos con pocos electrones de valencia (alcalinos, alcalinotérreos, etc.) tenderán a perderlos dando lugar a iones positivos (cationes) y formando en general compuestos iónicos. Los átomos con muchos electrones de valencia (halógenos, anfígenos, etc.) tenderán a ganarlos dando lugar a iones negativos (aniones), formando con los metales compuestos iónicos, pero con los no metales compuestos covalentes. Los átomos con un número intermedio de electrones (el más característico es el grupo del carbono) tenderán a compartir electrones con otros átomos dando lugar a compuestos covalentes. CONCEPTO DE VALENCIA. Los átomos de los elementos se combinan entre sí para formar los compuestos, pero no se unen de manera arbitraria, sino que lo hacen en función de su valencia. Por valencia se entiende la capacidad de combinación de un elemento con respecto al hidrógeno, que se toma como término de referencia y se le asigna valencia uno. La valencia en el caso de los elementos que forman compuestos iónicos es un número, positivo o negativo, que nos indica el número de electrones que el átomo gana o pierde para adquirir una configuración electrónica estable. En el caso de los elementos que forman compuestos covalentes es el número de electrones desapareados que posee en su última capa y que puede compartir con otro átomo o átomos. Valencias de los elementos más importantes del Sistema Periódico. METALES VALENCIA 1 VALENCIA 2 VALENCIA 3 Litio Sodio Potasio Rubidio Cesio Francio Plata Li Na K Rb Cs Fr Ag Berilio Magnesio Calcio Estroncio Bario Radio Cinc Cadmio Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd Aluminio Al VALENCIAS 1, 2 VALENCIAS 1, 3 VALENCIAS 2, 3 Cobre Mercurio Cu Hg Oro Talio Au Tl Hierro Cobalto Níquel Fe Co Ni VALENCIAS 2, 4 VALENCIAS 2, 3, 6 VALENCIAS 2, 3, 4, 6, 7 Platino Plomo Estaño Pt Pb Sn Cromo Cr Manganeso Mn

4 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 4 NO METALES VALENCIA 1 VALENCIAS +/1, 3, 5, 7 VALENCIA 2 Flúor F Cloro Bromo Yodo Cl Br I Oxígeno O VALENCIAS +/2, 4, 6 VALENCIAS 2, +/3, 4, 5 VALENCIAS +/3, 5 Azufre Selenio Teluro S Se Te Nitrógeno N Fósforo Arsénico Antimonio P As Sb VALENCIAS +/2, 4 VALENCIA 4 VALENCIA 3 Carbono C Silicio Si Boro B HIDRÓGENO VALENCIA +/1 Hidrógeno H Como se puede apreciar en la tabla de arriba, no todos los elementos poseen una única valencia, algunos elementos pueden actuar con varias, haciéndolo con una u otra según las condiciones en que se verifique la reacción que da lugar al compuesto. REGLA FUNDAMENTAL PARA FORMULAR. La regla fundamental para formular es que cuando se forma un compuesto los elementos que se unen deben de usar el mismo número de valencias, es decir, que habrá que emplear el número de átomos necesarios de cada elemento para que se compensen las valencias de ambos. Ejemplo: en la fórmula del agua el hidrógeno actúa con valencia I y el oxígeno con valencia II. Puesto que el oxígeno aporta dos valencias, el hidrógeno deberá aportar otras dos para compensarlas y esto sólo puede hacerlo mediante la intervención de dos átomos. La fórmula será: H 2 O. Una manera sencilla de formular es la siguiente: se escriben en primer lugar los símbolos de los átomos que se unen y a continuación se intercambian las valencias poniéndolas como subíndices, de esta manera se cumplirá siempre la regla fundamental; finalmente, en los casos en que se pueda se simplificarán dichos subíndices. SUSTANCIAS SIMPLES. Los cuerpos simples o elementos están formados por una sola clase de átomos. Muchos de estos elementos (normalmente gases) forman moléculas y suelen encontrarse en forma diatómica, en estos casos sus fórmulas están compuestas por el símbolo del elemento y un subíndice que indica el número de átomos que forman la molécula. Otro fenómeno curioso es el de ciertos elementos que se presentan a veces en agrupaciones de distinto número de átomos, dando lugar a diferentes estados alotrópicos del mismo elemento con diferentes propiedades. Ejemplos:

5 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 5 Sustancia Nombre trivial Nombre sistemático H 2 hidrógeno dihidrógeno F 2 flúor diflúor Cl 2 cloro dicloro Br 2 bromo dibromo I 2 yodo diyodo N 2 nitrógeno dinitrógeno O 2 oxígeno dioxígeno O 3 ozono trioxígeno S 8 azufre rómbico o monoclínico octoazufre S 6 azufre de Engel hexaazufre S n azufre amorfo poliazufre P 4 fósforo blanco tetrafósforo ÓXIDOS. Son combinaciones binarias (de dos elementos) del oxígeno con cualquier elemento, metal o no metal y el oxígeno siempre actúa con valencia II.! Formulación: Responden a la fórmula general M a O b ó N a O b, siendo M el símbolo del metal y N el símbolo del no metal. Para formular se escribe primero el símbolo del metal o no metal y a continuación el del oxígeno, posteriormente se produce el intercambio de valencias para la igualación de las mismas y finalmente se simplifica cuando se pueda. En los ejemplos siguientes debemos fijarnos en que los subíndices de la fórmula final son las valencias intercambiadas: Símbolo y valencia Símbolo y valencia Fórmula Óxido de litio Li I O II Li 2 O Óxido de cesio Cs I O II Cs 2 O Óxido de magnesio Mg II O II Mg 2 O 2 6 MgO Óxido de aluminio Al III O II Al 2 O 3 Óxido de plomo (IV) Pb IV O II Pb 2 O 4 6 PbO 2! Nomenclatura: Hay tres sistemas:

6 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 6 Nomenclatura Sistemática: Mediante prefijos griegos ( mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa,...) se indican el número de átomos de oxígeno y del elemento con quien se combina. Nomenclatura de Stock: Se nombran con la palabra óxido seguida del nombre del elemento correspondiente y la valencia de éste en números romanos entre paréntesis, si la valencia es única no es necesario indicarla. Nomenclatura tradicional: Para los metales se nombran con la palabra óxido seguida del nombre del elemento y en caso de que éste pueda presentar dos valencias se añaden las siguientes terminaciones: oso Para la menor valencia ico Para la mayor valencia Los óxidos de los no metales en la nomenclatura tradicional se denominan anhídridos y se nombran con la palabra anhídrido seguida del nombre del elemento con unas terminaciones y prefijos que indican con cuál de las posibles valencias actúa. Hipo...os Hipo...oso 2 oso 3 valencias o oso 4 valencias oso 1 valencia ico valencias ico ico ico Per...ico Valencia menor Valencia mayor Particularmente, se recomienda para este tipo de compuestos la nomenclatura de Stock, aunque también es conveniente aprender a manejar la nomenclatura tradicional. N. Sistemática N. de Stock N. Tradicional FeO monóxido de hierro óxido de hierro (II) óxido ferroso Fe 2 O 3 trióxido de dihierro óxido de hierro (III) óxido férrico Cu 2 O óxido de dicobre óxido de cobre (I) óxido cuproso CuO monóxido de cobre óxido de cobre (II) óxido cúprico Cr 2 O 3 trióxido de dicromo óxido de cromo (III) óxido cromoso CrO 3 trióxido de cromo óxido de cromo (VI) óxido crómico Cl 2 O óxido de dicloro óxido de cloro (I) anhídrido hipocloroso Cl 2 O 3 trióxido de dicloro óxido de cloro (III) anhídrido cloroso Cl 2 O 5 pentaóxido de dicloro óxido de cloro (V) anhídrido clórico Cl 2 O 7 heptaóxido de dicloro óxido de cloro (VII) anhídrido perclórico

7 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 7 La nomenclatura tradicional de los óxidos de nitrógeno es un tanto especial: Valencia Fórmula N. Sistemática N. de Stock N. Tradicional 1 N 2 O monóxido de dinitrógeno óxido de nitrógeno (I) óxido nitroso 2 NO monóxido de nitrógeno óxido de nitrógeno (II) óxido nítrico 4 NO 2 dióxido de nitrógeno óxido de nitrógeno (IV) dióxido de nitrógeno 3 N 2 O 3 trióxido de dinitrógeno óxido de nitrógeno (III) anhídrido nitroso 5 N 2 O 5 pentaóxido de dinitrógeno óxido de nitrógeno (V) anhídrido nítrico EJERCICIO 1. COMPLETAR LA SIGUIENTE TABLA Fórmula N. Sistemática N. de Stock N. Tradicional Cl 2 O I 2 O 7 As 2 O 5 CaO Ni 2 O 3 PbO SnO 2 Au 2 O TeO 2 HgO dióxido de carbono óxido de dilitio pentaóxido de difósforo óxido de bario trióxido de selenio óxido de platino (IV) óxido de plata óxido de selenio (VI) óxido de carbono (II) óxido de cobalto (III) óxido aúrico óxido cuproso anhídrido sulfúrico óxido de cadmio anhídrido fosforoso

8 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 8 HIDRÓXIDOS O BASES. Los hidróxidos o bases están formados por la combinación del grupo hidroxilo (OH) monovalente con elementos metálicos. Formulación: M(OH) x siendo M el metal y x su valencia Se escribe primero el símbolo del metal y a continuación el del grupo hidroxilo entre paréntesis con el subíndice correspondiente, en caso de que el subíndice sea uno se suele omitir el paréntesis. Nomenclatura: Para nombrarlos según la nomenclatura de Stock se hace con la palabra hidróxido seguida del nombre del metal y la valencia de éste en números romanos y entre paréntesis. En la nomenclatura sistemática se usan los prefijos griegos di, tri, tetra, etc y en la nomenclatura tradicional se usan las terminaciones oso e ico para los metales que pueden presentar más de una valencia. Ejemplos: N. de Stock N. Sistemática N. Tradicional LiOH hidróxido de litio hidróxido de litio hidróxido de litio Ba(OH) 2 hidróxido de bario dihidróxido de bario hidróxido de bario Fe(OH) 2 hidróxido de hierro(ii) dihidróxido de hierro hidróxido ferroso Fe(OH) 3 hidróxido de hierro(iii) trihidróxido de hierro hidróxido férrico Al(OH) 3 hidróxido de aluminio trihidróxido de aluminio hidróxido de aluminio NaOH hidróxido de sodio hidróxido de sodio hidróxido de sodio CuOH hidróxido de cobre(i) hidróxido de cobre hidróxido cuproso Cu(OH) 2 hidróxido de cobre(ii) dihidróxido de cobre hidróxido cúprico Pb(OH) 4 hidróxido de plomo(iv) tetrahidróxido de plomo hidróxido plúmbico EJERCICIO 2. COMPLETAR LA SIGUIENTE TABLA Fórmula N. Sistemática N. de Stock N. Tradicional Co(OH) 3 AuOH Cr(OH) 2 KOH Zn(OH) 2 dihidróxido de cadmio trihidróxido de oro dihidróxido de calcio hidróxido de talio (I) hidróxido de mercurio(ii) hidróxido de cromo(iii) hidróxido estannoso hidróxido niquélico hidróxido platinoso

9 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 9 HIDRUROS METÁLICOS. Son combinaciones binarias del hidrógeno con cualquier metal, el hidrógeno actúa siempre con valencia I. Formulación: MH x siendo M el metal y x su valencia Se escribe primero el símbolo del metal y a continuación el del hidrógeno y se intercambian las valencias. Nomenclatura: Se nombran según la nomenclatura de Stock con la palabra hidruro seguida del nombre del metal y la valencia de éste en números romanos y entre paréntesis. En la nomenclatura sistemática se usan los prefijos griegos di, tri, tetra, etc y en la nomenclatura tradicional se usan las terminaciones oso e ico cuando sean necesarias y según las indicaciones ya dadas. Ejemplos: N. de Stock N. Sistemática N. Tradicional LiH hidruro de litio hidruro de litio hidruro de litio NaH hidruro de sodio hidruro de sodio hidruro de sodio BeH 2 hidruro de berilio dihidruro de berilio hidruro de berilio MgH 2 hidruro de magnesio dihidruro de magnesio hidruro de magnesio AlH 3 hidruro de aluminio trihidruro de aluminio hidruro de aluminio PbH 4 hidruro de plomo (IV) tetrahidruro de plomo hidruro plúmbico PbH 2 hidruro de plomo (II) dihidruro de plomo hidruro plumboso HIDRUROS DE NO METALES. Hay no metales como el nitrógeno, fósforo, arsénico antimonio, carbono, silicio y boro que forman compuestos con el hidrógeno y que reciben nombres especiales. Nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y el boro funcionan con la valencia 3 mientras que el carbono y el silicio lo hacen con valencia 4. Valencia Fórmula N. Tradicional (es la más usada) N. Sistemática 3 NH 3 Amoníaco Trihidruro de nitrógeno 3 PH 3 Fosfina Trihidruro de fósforo 3 AsH 3 Arsina Trihidruro de asrsénico 3 SbH 3 Estibina Trihidruro de antimonio 3 BH 3 Borano Trihidruro de boro 4 CH 4 Metano Tetrahidruro de carbono 4 SiH 4 Silano Tetrahidruro de silicio

10 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 10 EJERCICIO 3. COMPLETAR LA SIGUIENTE TABLA Fórmula N. Sistemática N. de Stock N. Tradicional AuH 3 SnH 4 hidruro de hierro (II) hidruro de plata fosfina silano trihidruro de arsénico N 2 O 3 NO pentaóxido de dinitrógeno trióxido de azufre óxido ferroso hidruro niquélico PbO 2 óxido de bromo (VII) Hidruro de cadmio ÁCIDOS HIDRÁCIDOS. Se llaman así a las combinaciones binarias del hidrógeno con no metales como flúor, cloro, bromo, yodo, azufre, selenio y teluro. El no metal actúa siempre con la menor valencia, es decir: Flúor, cloro, bromo, yodo ( todos ellos actúan con valencia I) Azufre, selenio, teluro (actúan con valencia II) Formulación: H x N siendo N el no metal y x su valencia (el H valencia I) Se escribe primero el símbolo del hidrógeno y a continuación el del no metal y se intercambian las valencias. Esta colocación se debe a que según la IUPAC el elemento más electropositivo tiene que situarse a la izquierda. Se recomienda, en cualquier combinación binaria entre no metales, colocar más a la izquierda de la fórmula al elemento que va antes en la siguiente lista: B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F

11 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 11 Nomenclatura: Para nombrarlos según la nomenclatura sistemática se añade la terminación uro detrás del elemento no metálico y después las palabras de hidrógeno. En la nomenclatura tradicional se nombran con la palabra ácido y a continuación el nombre del no metal con la terminación hídrico. Fórmula N. Tradicional (cuando está en disolución acuosa) N. Sistemática (cuando está en estado puro) HF ácido fluorhídrico fluoruro de hidrógeno HCl ácido clorhídrico cloruro de hidrógeno HBr ácido bromhídrico bromuro de hidrógeno HI ácido yodhídrico yoduro de hidrógeno H 2 S ácido sulfhídrico sulfuro de hidrógeno H 2 Se ácido selenhídrico seleniuro de hidrógeno H 2 Te ácido telurhídrico telururo de hidrógeno SALES BINARIAS. Son compuestos binarios formados por la combinación de un metal y un no metal y en algunos casos de no metal con no metal, se obtienen sustituyendo el hidrógeno o los hidrógenos del ácido hidrácido correspondiente por un metal. Formulación: M a N b siendo M el metal, N el no metal y a,b subíndices En las combinaciones de metal con no metal se escribe primero el símbolo del metal, a la izquierda de la fórmula, seguido del no metal y se intercambian las valencias. En las combinaciones de no metal con no metal se escribe primero el símbolo del no metal que aparece primero en la lista indicada arriba, es decir, a la izquierda el elemento menos electronegativo y a la derecha el más electronegativo. Nomenclatura: Para nombrarlos se añade al no metal la terminación uro y a continuación se nombra el metal con la valencia correspondiente en números romanos y entre paréntesis en el caso de la nomenclatura de Stock; haciendo uso de las terminaciones oso e ico en el caso de la nomenclatura tradicional y mediante los prefijos griegos en el caso de la nomenclatura sistemática. En el caso de que la combinación sea de no metal con no metal, la terminación uro se añadirá al elemento situado más a la derecha de la fórmula (es decir, al más electronegativo). Las valencias con las que actúan los no metales en este tipo de compuestos son las más pequeñas para los halógenos (F, Cl, Br, I, At) y anfígenos (S, Se, Te) que son I y II respectivamente, III para los nitrogenoideos (N, P, As, Sb), IV para los carboniodeos (C, Si) y III para el boro (B). Ejemplos: N. Sistemática N. de Stock Nombre antiguo CaF 2 difluoruro de calcio fluoruro de calcio fluoruro cálcico FeCl 2 dicloruro de hierro cloruro de hierro (II) cloruro ferroso

12 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 12 FeCl 3 tricloruro de hierro cloruro de hierro (III) cloruro férrico K 2 Se seleniuro de dipotasio seleniuro de potasio seleniuro potásico Mg 3 N 2 dinitruro de trimagnesio nitruro de magnesio nitruro de magnesio NiS sulfuro de níquel sulfuro de níquel (II) sulfuro niqueloso BrF monofluoruro de bromo fluoruro de bromo (I) BrF 5 pentafluoruro de bromo fluoruro de bromo (V) SF 6 hexafluoruro de azufre fluoruro de azufre (VI) As 2 Se 5 pentaseleniuro de diarsénico seleniuro de arsénico (V) EJERCICIO 4. COMPLETAR LA SIGUIENTE TABLA Fórmula N. de Stock N. Tradicional Cloruro de estaño (IV) Cloruro sódico Yoduro de plata Bromuro de cobalto (III) Sulfuro de plomo (IV) Seleniuro de cobre (II) Telururo de mercurio (I) sulfuro aúrico yoduro mercurioso PtCl 4 Ni 2 S 3 PbI 2 cloruro de magnesio CaBr 2 seleniuro de litio bromuro cuproso

13 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 13 ÁCIDOS OXÁCIDOS. Son compuestos ternarios formados por hidrógeno (elemento característico de los ácidos), oxígeno (de ahí el nombre de oxácidos) y un no metal. Formulación: H a X b O c siendo X el no metal y a,b,c los subíndices correspondientes Se escribe primero el símbolo del hidrógeno, a continuación el del no metal y finalmente el del oxígeno. Vamos a considerar, como regla nemotécnica que los ácidos oxácidos se forman al reaccionar el anhídrido del mismo nombre (recordemos que un anhídrido en la nomenclatura tradicional es la combinación de un no metal con el oxígeno) con agua: Anhídrido + H 2 O 6 Ácido oxácido Nomenclatura: Los ácidos oxácidos se nombran como los anhídridos de los cuales provienen con la terminación y prefijo adecuado y precedidos de la palabra ácido (recordar que en la nomenclatura tradicional cuando un no metal puede presentar más de dos valencias se usan los siguientes prefijos y sufijos en orden de menor a mayor valencia: hipo...oso,...oso,...ico, per...ico). Por lo tanto, el método que usaremos para formular consistirá en: 1º. Formular el óxido del no metal (anhídrido) del mismo nombre. 2º. Añadirle una molécula de agua para las formas meta y tres moléculas de agua para las formas orto. 3º. Simplificar cuando sea posible. Ejemplos: Nombre tradicional Proceso Fórmula ácido hipocloroso Cl 2 O + H 2 O 6 H 2 Cl 2 O 2 HClO ácido cloroso Cl 2 O 3 + H 2 O 6 H 2 Cl 2 O 4 HClO 2 ácido clórico Cl 2 O 5 + H 2 O 6 H 2 Cl 2 O 6 HClO 3 ácido perclórico Cl 2 O 7 + H 2 O 6 H 2 Cl 2 O 8 HClO 4 ácido hiposulfuroso SO + H 2 O 6 H 2 SO 2 H 2 SO 2 ácido sulfuroso SO 2 + H 2 O 6 H 2 SO 3 H 2 SO 3 ácido sulfúrico SO 3 + H 2 O 6 H 2 SO 4 H 2 SO 4 Ya sabemos ahora formular los ácidos oxácidos a partir del nombre que nos dan, con este nombre automáticamente sabemos la valencia con que actúa el no metal, si es la mayor, la menor o intermedia; pero cuando nos encontremos en el caso contrario, es decir, cuando nos den la fórmula de un ácido oxácido y nos pidan su nombre cómo lo resolveremos?. Démonos cuenta que el único problema que se nos plantea es la determinación de la valencia con que actúa el no metal X en la fórmula general H a X b O c, ya que una vez la conozcamos, podremos dar a ese ácido el nombre adecuado usando los prefijos y/o sufijos necesarios, que ya conocemos. Veamos en unos ejemplos cómo se determina la valencia del no metal: Consideremos el ácido oxácido de fórmula HClO; el hidrógeno actúa en estos casos siempre con valencia +I y el oxígeno con valencia II y en todo compuesto neutro la suma de todas las valencias tiene que ser nula:

14 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 14 3(nº átomos elemento i) C (valencia de i) = 0 (nº átomos Cl) C (valencia Cl) + (nº átomos H) C (+I) + (nº átomos O) C (II) = 0 1 C (valencia Cl) + 1 C (+I) + 1 C (II) = 0 (valencia Cl) = +I Como la valencia I es la más pequeña del cloro el compuesto HClO se llamara ácido hipocloroso. Cómo se llamará el compuesto HClO 2? Tenemos que calcular otra vez la valencia del cloro, lo hacemos como antes: (nº átomos Cl) C (valencia Cl) + (nº átomos H) C (+I) + (nº átomos O) C (II) = 0 1 C (valencia Cl) + 1 C (+I) + 2 C (II) = 0 (valencia Cl) = +III Dicho de otra forma: el cloro presenta valencia +III porque sumado a la valencia +I del hidrógeno compensa las valencias de los dos átomos de oxígeno 2 C (II) = IV. Puesto que en este compuesto la valencia del cloro es +III, será el ácido cloroso. Es evidente que en la mayoría de los casos resulta innecesario utilizar una ecuación como las anteriores, debido a que casi se ve a simple vista cuál es la valencia del elemento X en la fórmula H a X b O c ; el cálculo a efectuar es, de hecho, tan sencillo que cuando uno se acostumbra lo realiza mentalmente en un segundo. De todas formas, por si alguien lo prefiere, damos a continuación otro sistema sencillo para calcular la valencia del elemento X en un caso general: Valencia de X = (2c a) / b Nomenclaturas sistemáticas para ácidos: Lo último que queda por comentar es la nomenclatura que la IUPAC ha ideado para conseguir la máxima sistematización en los nombres de los ácidos. Los ejemplos que luego siguen explican por sí solos cuál es el criterio seguido. Los tres sistemas de nomenclatura indicados más adelante son válidos y aunque la costumbre hace que se use el nombre tradicional, las ventajas que implicaría la nomenclatura llamada funcional son evidentes. Se verá que en las nomenclaturas sistemáticas se prescinde de las terminaciones y prefijos antes indicados, que ya no resultan necesarios puesto que al nombrar los compuestos se indica la valencia del átomo central y el número de oxígenos del ácido, entonces el número de hidrógenos de la molécula queda automáticamente fijado, no hay más que tener en cuenta que el compuesto debe ser neutro. N. Tradicional N. Sistemática y funcional N. Sistemática HClO ácido hipocloroso ácido oxoclórico (I) oxoclorato (I) de hidrógeno HClO 2 ácido cloroso ácido dioxoclórico (III) dioxoclorato (III) de hidrógeno HClO 3 ácido clórico ácido trioxoclórico (V) trioxoclorato (V) de hidrógeno HClO 4 ácido perclórico ácido tetraoxoclórico (VII) tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno H 2 SO 3 ácido sulfuroso ácido trioxosulfúrico (IV) trioxosulfato (IV) de hidrógeno H 2 SO 4 ácido sulfúrico ácido tetraoxosulfúrico (VI) tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno * HNO 2 ácido nitroso ácido dioxonítrico (III) dioxonitrato (III) de hidrógeno

15 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 15 HNO 3 * ácido nítrico ácido trioxonítrico (V) trioxonitrato (V) de hidrógeno H 2 CO 3 * * ácido carbónico ácido trioxocarbónico (IV) trioxocarbonato (IV) de hidrógeno * el nitrógeno sólo forma ácidos oxácidos con las valencias 3 y 5 ** el carbono sólo forma ácidos oxácidos con la valencia 4! El fósforo, arsénico y antimonio forman ácidos especiales: Si a los anhídridos correspondientes se les suma una molécula de agua tenemos los ácidos META: Proceso Nombre tradicional N. Sistemática y funcional P 2 O 3 + H 2 O 6 H 2 P 2 O 4 6 HPO 2 ácido metafosforoso ácido dioxofosfórico (III) P 2 O 5 + H 2 O 6 H 2 P 2 O 6 6 HPO 3 ácido metafosfórico ácido trioxofosfórico (V) Si a los anhídridos correspondientes se les suman tres moléculas de agua tenemos los ácidos ORTO: Proceso Nombre tradicional N. Sistemática y funcional P 2 O 3 + 3H 2 O 6 H 6 P 2 O 6 6 H 3 PO 3 P 2 O 5 + 3H 2 O 6 H 6 P 2 O 8 6 H 3 PO 4 ácido ortofosforoso (ácido fosforoso) ácido ortofosfórico (ácido fosfórico) ácido trioxofosfórico (III) ácido tetraoxofosfórico (V)! También existen otras formas de ácidos llamadas DI o PIRO que se obtienen sumando dos moléculas del ácido correspondiente y restando después una molécula de agua: Proceso Nombre tradicional N. Sistemática y funcional SO 3 + H 2 O 6 H 2 SO 4 2H 2 SO 4 H 2 O 6 H 2 S 2 O 7 P 2 O 3 + 3H 2 O 6 H 6 P 2 O 6 6 H 3 PO 3 2H 3 PO 3 H 2 O 6 H 4 P 2 O 5 ácido disulfúrico ácido pirosulfúrico ácido difosforoso ácido pirofosforoso ácido heptaoxodisulfúrico (VI) ácido pentaoxodifosfórico (III)! Hay algunos metales que también forman ácidos como es el caso del cromo y manganeso y que por su importancia hay que recordar: Proceso Nombre tradicional N. Sistemática y funcional CrO 3 + H 2 O 6 H 2 CrO 4 ácido crómico ácido tetraoxocrómico (VI) 2H 2 CrO 4 H 2 O 6 H 2 Cr 2 O 7 ácido dicrómico ácido heptaoxodicrómico (VI) MnO 3 + H 2 O 6 H 2 MnO 4 ácido mangánico ácido tetraoxomangánico (VI) Mn 2 O 7 + H 2 O 6 H 2 Mn 2 O 8 6 HMnO 4 ácido permangánico ácido tetraoxomangánico (VII)

16 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 16! Otros ácidos: N. Tradicional H 2 SO 2 H 2 S 2 O 4 H 2 S 2 O 6 H 2 NO 2 H 2 SiO 3 H 4 SiO 4 HBO 2 H 3 BO 3 H 2 MoO 4 HVO 3 H 3 VO 4 ácido sulfoxílico ácido ditionoso ácido ditiónico ácido nitroxílico ácido metasilícico ácido ortosilícico ácido metabórico ácido ortobórico ácido molíbdico ácido metavanádico ácido ortovanádico EJERCICIO 5. COMPLETAR LA SIGUIENTE TABLA Fórmula N. Tradicional N. Sistemática y funcional HPO 2 H 2 SO 4 HClO 4 HBrO 3 HIO ácido crómico ácido carbónico ácido fosfórico ácido nitroso ácido permangánico ácido heptaoxodisulfúrico (VI) ácido dioxoclórico (III) ácido trioxoselénico (IV) ácido trioxofosfórico (III) ácido oxobrómico (I)

17 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 17 SALES TERNARIAS. Son compuestos ternarios (de tres elementos) formados por la combinación de un metal con un no metal y oxígeno. Se obtienen al sustituir el hidrógeno o los hidrógenos de los ácidos oxácidos por un elemento metálico. Al quitar el hidrógeno o los hidrógenos de los ácidos (como el hidrógeno actúa con valencia +I) nos queda un grupo de átomos (del resto ácido) con carga negativa (anión) y con tantas valencias negativas como hidrógenos se han sustituido. Posteriormente a este resto ácido se le une un metal y se intercambian las valencias. H 2 SO 4 2 H SO 4 SO Na + 6 Na 2 SO 4 Para formular se escribe en primer lugar el símbolo del metal y a continuación el resto ácido (no metal y oxígeno en este orden) entre paréntesis si es necesario. Se nombran derivando de los ácidos de los que provienen con los siguientes prefijos y terminaciones: Prefijos y sufijos utilizados en los ácidos Hipo... oso... oso... ico Per... ico Prefijos y sufijos utilizados en las sales Hipo... ito... ito... ato Per... ato Ejemplos: Puede ayudarte a recordar la equivalencia de sufijos la siguiente frase: Cuando el OSO toca el PITO, perico toca el silbato Nombre de la sal catión metálico oxoanión de procedencia Fórmula de la sal hipoclorito de sodio Na + ClO NaClO clorito de sodio Na + ClO 2 clorato de sodio Na + ClO 3 NaClO 2 NaClO 3 perclorato de sodio Na + ClO 4 NaClO 4 sulfato ferroso Fe 2+ SO 4 2 FeSO 4 sulfato férrico Fe 3+ SO 4 2 Fe 2 (SO 4 ) 3 sulfato sódico Na + 2 SO 4 Na 2 SO 4 sulfito de aluminio Al 3+ 2 SO 3 Al 2 (SO 3 ) 3 nitrato potásico K + NO 3 KNO 3 nitrato de magnesio Mg 2+ NO 3 Mg(NO 3 ) 2 carbonato plumboso Pb 2+ 2 CO 3 PbCO 3 yodato férrico Fe 3+ IO 3 Fe(IO 3 ) 3

18 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 18 Cuando se nos da la fórmula de una sal tendremos que encontrar la valencia con que actúa el no metal, esto lo haremos por el mismo sistema que el indicado en los ácidos oxácidos. Una vez tengamos la valencia del no metal sabremos el nombre del ácido del que deriva y si vamos a la tabla de arriba sabremos como nombrar la sal. También se puede emplear la nomenclatura sistemática. Fórmula de la sal anión de procedencia Nombre Tradicional Nombre Sistemático NaClO ClO hipoclorito de sodio monoxoclorato (I) de sodio NaClO 2 ClO 2 clorito de sodio dioxoclorato (III) de sodio NaClO 3 ClO 3 clorato de sodio trioxoclorato (V) de sodio NaClO 4 ClO 4 perclorato de sodio tetraoxoclorato (VII) de sodio K 2 SO 3 SO 3 2 sulfito de potasio trioxosulfato (IV) de potasio K 2 SO 4 SO 4 2 sulfato de potasio tetraoxosulfato (VI) de potasio Be(BrO 3 ) 2 BrO 3 bromato de berilio bis(trioxobromato(v)) de berilio Ca(NO 3 ) 2 NO 3 nitrato de calcio bis(trioxonitrato(v)) de calcio NiSO 4 SO 4 2 sulfato niqueloso tetraoxosulfato (VI) de níquel (II) EJERCICIO 6. COMPLETAR LA SIGUIENTE TABLA Fórmula Nomenclatura Clorato de potasio Hipobromito de calcio Bromato de estaño (IV) Perclorato de mercurio (II) Sulfato de calcio Hiposelenito de cobre (II) Telurito de cobre (I) Metaarseniato de hierro (III) Pirofosfato de calcio Piroarsenito de sodio Ortoantimoniato de níquel (III) Mg 3 (PO 4 ) 2 Cd(IO 4 ) 2

19 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 19 Pb(NO 3 ) 2 LiNO 3 KMnO 4 Na 2 Cr 2 O 7 SALES ÁCIDAS. Son compuestos formados por cuatro elementos: metal, hidrógeno, no metal y oxígeno. Se obtienen sustituyendo parte de los hidrógenos de un ácido oxácido por un metal, es decir, parte de los hidrógenos se sustituyen por un metal y parte quedan en el resto ácido. Se escribe en primer lugar el símbolo del metal, a continuación el átomo o átomos de hidrógeno, después el no metal y finalmente el oxígeno. Se nombran diciendo el número de hidrógenos que quedan en el resto ácido seguido del nombre de la sal y en la nomenclatura tradicional anteponiendo el prefijo bi al nombre de la sal. Forman sales ácidas los no metales siguientes: C, S, Se, Te y los ácidos piro y orto del P, As y Sb. catión anión Nombre IUPAC Nombre Tradicional NaHCO 3 Na + HCO 3 hidrógenocarbonato de sodio bicarbonato de sodio KHSO 4 * K + HSO 4 hidrógenosulfato de potasio bisulfato de potasio Fe(HSO 4 ) 3 Fe 3+ HSO 4 hidrógenosulfato de hierro(iii) bisulfato férrico Fe(HSO 4 ) 2 ** Fe 2+ HSO 4 hidrógenosulfato de hierro (II) bisulfato ferroso Ca(HSO 3 ) 2 Ca 2+ HSO 3 hidrógenosulfito de calcio bisulfito de calcio Cu(HTeO 3 ) 2 Cu 2+ HTeO 3 hidrógenotelurito de cobre (II) bitelurito cúprico Pb(HSeO 4 ) 4 Pb 4+ HSeO 4 KH 2 PO 4 K + H 2 PO 4 Ca(H 2 PO 4 ) 2 Ca 2+ H 2 PO 4 hidrógenoseleniato de plomo (IV) dihidrógenofosfato de potasio dihidrógenofosfato de calcio biseleniato plúmbico bifosfato potásico dibifosfato de calcio Al(H 2 PO 4 ) 3 *** Al 3+ H 2 PO 4 dihidrógenofosfato de aluminio tribifosfato de aluminio K 2 HPO 4 K + HPO 4 2 monohidrógenofosfato de potasio bifosfato dipotásico CaHPO 4 Ca 2+ HPO 4 2 monohidrógenofosfato de calcio bifosfato cálcico Al 2 (HPO 4 ) 3 Al 3+ 2 HPO 4 monohidrógenofosfato de aluminio tribifosfato de dialuminio * Nombre sistemático: hidrógenotetraoxosulfato (VI) de potasio ** Nombre sistemático: bis[hidógenotetraoxosulfato (VI)] de hierro (II) *** Nombre sistemático: tris[dihidrógenotetraoxofosfato (V)] de alumnio PERÓXIDOS. Se caracterizan por presentar en su molécula el grupo peróxido O 2 2 (OO). En este caso el oxígeno actúa con valencia I.

20 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 20 Fórmula H 2 O 2 Li 2 O 2 Na 2 O 2 BaO 2 CuO 2 ZnO 2 Nomenclatura peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) peróxido de litio peróxido de sodio peróxido de bario peróxido de cobre (II) peróxido de cinc Formula las siguientes sustancias: Pon nombre a los siguientes compuestos: 1. Óxido de bario 1. BaO 2. Óxido de sodio 2. Na 2 O 3. Anhídrido sulfuroso 3. SO 2 4. Óxido de plata 4. CaO 5. Óxido de aluminio 5. Ag 2 O 6. Óxido de níquel (III) 6. NiO 7. Óxido de cloro (VII) 7. Cl 2 O 7 8. Óxido nitroso 8. P 2 O 5 9. Anhídrido nitroso 9. LiH 10. Hidruro de litio 10. CO 11. Cloruro de cobalto (III) 11. AgH 12. Hidruro de plata 12. HBr 13. Ácido bromhídrico 13. H 2 S 14. Ácido sulfhídrico 14. NH Amoniaco 15. HCl 16. Ácido clórico 16. CdO 17. Peróxido de bario 17. CaH Hidruro de calcio 18. Na 2 O Peróxido de sodio 19. PH Óxido de estroncio 20. Cs 2 O 21. Ácido clorhídrico 21. PbI Cloruro de sodio 22. KBr 23. Fluoruro de calcio 23. AsH 3

21 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica Yoduro de plomo (II) 24. BaS 25. Bromuro potásico 25. AlCl Arsenamina ó Arsina 26. Al 2 S Sulfuro de bario 27. Li 2 O 28. tricloruro de arsénico 28. FeS 29. Peróxido de litio 29. HNO Sulfuro de hierro (II) 30. H 2 CO Ácido nítrico 31. HClO Ácido carbónico 32. H 3 PO Ácido perclórico 33. H 4 P 2 O Ácido fosfórico 34. HIO 35. Ácido metafosfórico 35. H 2 S 36. Ácido sulfhídrico 36. MgH Ácido sulfúrico 37. H 2 SiO Ácido hipoyodoso 38. Ca(OH) Hidruro de magnesio 39. Fe(OH) Ácido ortosilícico 40. HNO Hidróxido de calcio 41. Al(OH) Hidróxido de hierro (III) 42. KOH 43. Ácido nitroso 43. CaSO Hidróxido de aluminio 44. Al 2 (SiO 3 ) Bromuro de cobalto (II) 45. CoCl Hidrógenocarbonato potásico 46. LiNO Sulfato de calcio 47. Na 2 CO Cloruro de cobalto (III) 48. Ca 3 (PO 4 ) Nitrito de litio 49. KHCO Carbonato sódico 50. ZnCl Fosfato cálcico 51. NaHCO Hidrógeno sulfato de litio 52. HgO 53. Hipoyodito potásico 53. NaOH 54. Hidrógreno ortoarseniato de potasio 54. KIO

22 Formulación y nomenclatura de Química Inorgánica 22 I.E.S. Santa María la Real AGUILAR DE CAMPOO (Palencia) Heriberto Ruiz García 2006

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