Nomenclatura de adición aplicada a los compuestos ternarios (oxoácidos)

Transcripción

1 Según las recomendaciones de la IUPAC de 2005, los oxoácidos se pueden nombrar de tres formas diferentes: nomenclatura común o clásica, nomenclatura de adición y nomenclatura de hidrógeno. La nomenclatura tradicional aceptada Sistemática de composición (estequiométrica) De adición De hidrógeno Nomenclatura de adición aplicada a los compuestos ternarios (oxoácidos) Generalidades: Los oxoácidos son ácidos que contienen oxígeno; así, estos compuestos tienen como fórmula general: HaXbOc. El hidrógeno actúa con número de oxidación +1 y el oxígeno -2. X, es el átomo central. Como tal pueden actuar los elementos no metálicos y algunos metales de transición con sus números de oxidación más altos. La nomenclatura de adición considera que un compuesto o especie es una combinación de un átomo central o átomos centrales con ligandos asociados. Las reglas establecen los nombres de los ligandos y las instrucciones de uso para el orden de citación de los nombres de los ligandos y de los átomos centrales, la indicación de la carga o de los electrones desapareados de las especies, la designación del o de los puntos de unión de ligandos complicados, la designación de relaciones espaciales, etc En la nomenclatura de adición los nombres se construyen colocando los nombres de los ligandos como prefijos del nombre (o nombres) del (de los) átomo(s) central(es) Los ácidos inorgánicos pueden nombrarse con esta nomenclatura, teniendo en cuenta que los hidrógenos se unen cada uno a un oxígeno y éste se une al átomo central, y que los oxígenos restantes se enlazan mediante doble enlace. No se utiliza la palabra ácido. 1

2 Nomenclatura no sistemática aceptada (tradicional o clásica) Para nombrarlos de este modo, es necesario conocer todos los números de oxidación que puede presentar el elemento que actúa como átomo central en la formación de oxoácidos. Luego, el número de oxidación que presenta en el compuesto concreto que queremos nombrar, se indica mediante sufijo y/o prefijos. Con esta nomenclatura se pueden nombrar hasta cuatro oxoácidos diferentes para un elemento actuando como átomo central. Los prefijos y sufijos que se usan son: orden del número oxidación del átomo central, si puede presentar... prefijo sufijo cuatro tres dos uno per ico más alto ico segundo más alto más alto oso tercero intermedio más bajo hipo oso más bajo más bajo Es importante, por tanto, conocer los números de oxidación que pueden presentar los elementos que actúan como átomo central para formar oxoácidos. Un resumen de dichos números de oxidación se muestra en la siguiente tabla. No obstante, hay que aclarar que algunos de los oxoácidos que podrían formularse con ellos, no tienen existencia real; pudiendo existir las sales correspondientes. números de oxidación para formar oxoácidos Elementos hipo oso oso ico per ico halógenos (Cl, Br, I) anfígenos (S, Se, Te) Nictógenos o nicógenos (N, P, As, Sb) carbonoideos (C, Si) (+2)* +4 boro +3 Mn* (+4)* Cr, Mo, W +6 V +5 2

3 En algún ejercicio se ha encontrado el carbono con número de oxidación +2, pero no lo suele presentar en este tipo de compuestos y derivados. El manganeso presenta estos dos números de oxidación y al nombrarlos no se sigue el orden indicado en la tabla general, sino el indicado en esta última. En algún texto se han podido encontrar ejemplos con número de oxidación +4, pero no es habitual. Para nombrarlos se antepone la palabra acido a la raíz de nombre de elemento con los prefijos y sufijos correspondientes. Por ejemplo: ácido perclórico HClO4 Fórmula Nombre Fórmula Nombre H 3 PO 4 Ácido fosfórico HPO 3 H 3 PO 3 Ácido fosforoso HPO 2 H 3 AsO 4 Ácido arsénico HAsO 3 H 3 AsO 3 Ácido arsenioso HAsO 2 H 3 BO 3 Ácido bórico HBO 2 H 4 SiO 4 Ácido silícico H 2 SiO 3 H 5 IO 6 Ácido ortoperyódico HIO 4 H 6 TeO 6 Ácido ortotelúrico H 2 TeO 4 Oxoácidos con doble número del átomo central (uso del prefijo di- Estos compuestos se consideran resultante de la condensación de dos moléculas de ácido y eliminación de una de agua. Se nombra colocando el prefijo di- delante del nombre del ácido de procedencia.. Fórmula Nombre Fórmula Nombre H 2 SO 4 ácido sulfúrico H 2 S 2 O 7 ácido disulfúrico H 2 SO 3 ácido sulfuroso H 2 S 2 O 5 ácido disulfuroso H 3 PO 4 ácido fosfórico H 4 P 2 O 7 ácido difosfórico H 2 CrO 4 ácido crómico H 2 Cr 2 O 7 Igualmente, se podrían formular y nombrar oxoácidos con un número mayor de átomos del elemento central; en este caso se utilizarían los prefijos de cantidad sucesivos. 3

4 Nomenclatura de adición. Esta forma de nomenclatura da información estructural. Así, se nombra el átomo central y, utilizando los prefijos correspondientes, los grupos o ligandos que se unen a él, ordenados alfabéticamente delantee del nombre del átomoo central. Lo habitual, en los oxoácidos que estudiamos, es encontrar los hidrógenos ácidos unidos a oxígenos y estos unidos al átomo central; y, por otro lado, se encuentran átomos de oxígeno que se unen directamente al átomo central. Es decir, al átomo central se pueden unir grupos -OH (que se nombran como hidroxido- ) y grupos =O ( que se nombran como oxido- ), ambos precedidos por los prefijos de cantidad correspondientes. El nombre se finaliza con el nombre del átomo central Por ejemplo, en el caso del H 2 SO 4 (ácido sulfúrico según la nomenclatura tradicional) la estructura de Lewis muestra como al azufre se unen directamente dos =O y dos grupos OH Por tanto, este compuesto se nombrará dihidroxidodioxidoazufre Si hubiese otros grupos se nombrerían ordenados alfabéticamente De forma general: (prefijo de cantidad) )(hidroxido)(prefijo de cantidad)( (oxido)(átomo central) Dihidroxidodioxidoazufre Nomenclatura de adición para oxoácidos con doble número de átomos central Cuando un ácido presenta dos entidades dinucleares simétricas, pueden nombrarse estas entidades siguiendo la nomenclatura de adición. Para indicar que son dos entidades, se introduce el nombre entre paréntesis y se utiliza el prefijo bis-. Delante, separado por un guión, se nombra el elemento que sirve de puente. Este elemento se nombra anteponiéndole la letra griega µ- separada por un guión. Generalmente, en estos compuestos, es el oxígeno y se nombra como -oxido-. Así, en el caso del H 2 S 2 2O 7, el nombre y la estructura correspondiente serían µ-oxido-bis(hidroxidodioxidoazufre) 4

5 Nomenclatura de hidrógeno. Para los oxoácidos y sus derivados hay una forma alternativa de nomenclatura aceptada por la IUPAC. Consiste en nombrar, en primer lugar, los hidrógenos que contiene el ácido mediante la palabra hidrogeno-, precedida por el prefijo de cantidad. A continuación, sin dejar espacios y entre paréntesis, se nombra el anión según la nomenclatura de adición; es decir, en general, se nombran los oxígenos que tiene y se acaba con la raíz del nombre del átomo central acabado en -ato. Para el H 2 SO 4 : (prefijo)(hidrogeno)(prefijo)(oxido)(prefijo)(raíz del átomo central acabado en -ato) Dihidrogeno(tetraoxidosulfato) FÓRMULA NOMBRE DE ADICIÓN NOMENCLATURA DE HIDRÓGENO TRADICIONAL ACEPTADA HNO 3 NO 2 (OH HCO 3 [ OCOH ] 2 ( ) Hidroxidodioxidocarbono Hidroxidodioxidocarbonato(1) Hidrogeno(trioxidonitrato) Hidrogeno(trioxidocarbonato)(1-) Bicarbonato Hidrogenocarbonato H 2 CrO 4 Dhidroxidodioxidocarbono Dihidrogeno(tetraoxidocarbonato) Ácido crómico HIO 4 Hidroxidotrioxidoyodo Hidrogeno(tetraoxidoyodato) Ácido peryódico [IO 3 (OH)] HClO 3 Hidroxidodioxidocloro Hidrogeno(trioxidoclorato) Ácido clórico [ClO 2 (OH)] HNO 2 Hidroxidooxidonitrógeno Hidrogeno(dioxidonitrato) Ácido nitroso [NO(OH)] 5

6 H 3 PO 4 [PO(OH) 3 ] Trihidroxidooxidofósforo Trihidrogeno(tetraoxidofosfato) Ácido fosfórico H 2 CO 3 Dihidroxidooxidocarbono Dihidrogeno(trioxidocarbonato) Ácido carbónico [CO(OH) 2 ] H 2 SO 4 [SO 2 (OH) 2 ] HNO 2 [NO(OH)] Dihidroxidodioxidoazufre Dihidrogeno(tetraoxidosulfato) Ácido sulfúrico Hidroxidooxidonitrógeno Ghidrogeno(dioxidonitrato) Ácido nitroso Aniones derivados de oxoácidos Son los iones que resultan por la perdida de iones hidrógeno, H+, de un oxoácido. Nomenclatura no sistemática Se cambia la terminación -oso o -ico del oxoácido por -ito o -ato, respectivamente. Nombrándose como ion o anión, en vez de ácido. en el ácido número de oxidación del átomo central en el oxoanión prefijo sufijo prefijo sufijo per ico más alto per ato ico segundo ato oso tercero ito hipo oso más bajo hipo ito Como hay oxoácidos con varios hidrógenos, puede ocurrir que el anión derivado se forme por pérdida de algunos, pero no de todos los hidrógenos. En este caso, se antepone el prefijo hidrogeno-, dihidrogeno-, etc..., según el caso, al nombre del anión. 6

7 Nombre estequiométrico (de composición) Se nombran los elementos, indicando el número de cada uno con los prefijos de cantidad. Sería como eliminar los hidrógenos de la nomenclatura de hidrógeno de los oxoácidos. Finalmente, se indica la carga del anión mediante el número de carga (sistema Ewens Basset). (prefijo de cantidad)(oxido)(prefijo de cantidad)(átomo anión) central acabado en ato)(carga del Nombre de hidrógeno Para los aniones que contienen hidrógeno se puede usar esta nomenclatura descrita para los ácidos, indicando la carga del anión al final del nombre entre paréntesis. (prefijo)(hidrogeno)(prefijo)(oxido)(prefijo)(átomo central acabado en ato)(carga del anión) hidrogeno(tetraoxidosulfato)(1) Nomenclatura de adición Para nombrar estos aniones derivados, se siguen las mismas reglas que para los oxoácidos en cuanto a la forma de nombrar los grupos unidos átomo central, pero se añade el sufijo -ato al nombre del elemento que actúa como átomo central y, a continuación, el número de carga del anión entre paréntesis. (prefijo cantidad)(hidroxido)(prefijo cantidad)(oxido)(átomo central acabado en ato)(carga anión) 7

8 *Cuando se tiene un anión sin hidrógenos, la nomenclatura de adición coincide con la estequiométrica, siempre que haya un único átomo central. Oxisales Resultan de la combinación de un anión de oxoácido con un catión. En estos casos la suma total de las cargas es cero, lo que condiciona el número de cada ion en el compuesto. Cuando se repite un ion formado por varios átomos, se sitúa entre paréntesis en la fórmula, con el subíndice correspondiente. En general, se nombran siguiendo la estructura de los compuestos binarios (formados por un anión y por un catión). Nomenbre no sistemático. Se nombra el oxoanión y, tras la palabra de, se indica el nombre del catión, indicando entre paréntesis el número de carga o el número de oxidación, si es necesario. Ej: perclorato de sodio(1+) perclorato de sodio Se combina un ion sodio con uno perclorato para que la sal resultante sea eléctricamente neutra. Nombre estequiométrico (de composición) Se nombra en primer lugar el anión de oxoácido (no se indica la carga) y, tras la palabra de, se nombra el catión. La proporción de ambos constituyentes se indica mediante los prefijos multiplicativos. Cuando el nombre de un constituyente comienza por un prefijo multiplicativo o para evitar ambigüedades, se usan los prefijos de cantidad alternativos (bis, tris, tetrakis, pentakis, etc...), colocando el nombre correspondiente entre paréntesis (esto es lo habitual con el oxoanión). 8

9 Fórmula Oxoanión Nombre del oxoanión Nombre estequiometrico del compuesto Fe(ClO 3 ) 2 ClO 3 Trioxidoclorato(1) Bis(trioxidoclorato)de hierro Fe(ClO 3 ) 3 ClO 3 Trioxidoclorato81) Tris(trioxidoclorato) de hierro Au 2 (SO 4 ) 3 SO 4 Tetraoxidosulfato() Tris(tetraoxido)sulfato de dioro KNO 3 NO 3 Trioxidonitrato (1) Trioxidonitrato de potasio NaNO 2 NO 2 Dioxidonitrato(1) Dioxidonitrato de sodio AlPO 4 3 PO 4 Tetraoxidofofato(3) Tetraoxidofosfato de aluminio (NH 4 ) 2 CO 3 CO 3 Trioxidocarbonato() Troxidocarbonato de diamonio K 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 7 Heptaoxidocromato() Heptaoxidodicromato de dipotasio Ca 3 (PO 3 ) 2 PO 3 Trioxidofosfato() Bis(trioxidofosfato) de tridicalcio RbMnO 4 MnO 4 Tetraoxidomanganato(4) Tetraoxidomanganato de rubidio Rb 2 (MnO 4 ) MnO 4 Tetraoxidomanganato() Tetraoxidomanganato de dirubidio Nomenclatura de adición Se nombra el anión de acuerdo a la nomenclatura de adición y, tras la palabra de, el catión, utilizando el número de carga correspondiente. 9