UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PUEBLA

Transcripción

1 LA NOMENCLATURA QUÍMICA LOS NÚMEROS EN COMPUESTOS. En la escritura de las fórmulas químicas, nos encontramos, principalmente tres formas para anotar números: 1. Como coeficiente, es decir, números enteros antes de una serie de símbolos químicos, del mismo tamaño que las letras, por ejemplo: 3 NaCl, 5 NO, 2 KBr, 21 CuO, etc.; estos números representan la cantidad de moléculas que están presentes y están multiplicando a todo lo que se encuentra a la derecha, es decir, a todos los símbolos y números que siguen, antes de encontrar otro signo como + ó 2. Como subíndice, es decir, números enteros después de un símbolo o de un paréntesis, de tamaño menor al de las letras, por ejemplo; H 2 O, AgNO 3, FeSO 4, Ca 3 (PO 4 ) 2, Au(OH) 3, etc.; estos números representan la cantidad de átomos de cada elemento que intervienen en la molécula y están multiplicando al símbolo que está a la izquierda o a todo lo que se encuentra dentro del paréntesis que está inmediatamente antes del subíndice; es decir, en el primer ejemplo H 2 O, significa que hay dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (cuando no ponemos número se sobreentiende que es 1); en el Au(OH) 3 significa que hay un átomo de oro, tres de hidrógeno y tres de oxígeno, mientras que en Ca 3 (PO 4 ) 2 significa que hay tres átomos de calcio, dos átomos de fósforo y ocho átomos de oxígeno. 3. Como supraíndice (o exponente), asociado con un símbolo + ó y un número, lo cual nos está indicando la carga (estado de oxidación) del elemento que está abajo a la izquierda o del radical que está dentro del paréntesis; ejemplo: Ca +2 (OH) 2-1 que nos indica que el calcio ha perdido dos electrones y que cada radical OH ha ganado un electrón. 4. Finalmente, hay una forma especial de uso de los números, como es el caso de: 8 CaSO 4 7H 2 O, que nos indica que hay ocho moléculas de CaSO 4 7H 2 O, la cual a su vez nos indica que cada molécula de CaSO 4 tiene 7 moléculas de H 2 O dentro de su estructura, lo que nos daría: 8 átomos de calcio, 8 átomos de azufre, 39 átomos de oxígeno y 14 átomos de hidrógeno. CLASIFICACIÓN DE COMPUESTOS INORGÁNICOS. Los compuestos inorgánicos se clasifican, principalmente, de acuerdo a la siguiente tabla: Tipo de Compuesto Subtipo de Compuesto Fórmula General Hidrácidos HX Ácidos Oxiácidos HXO Hidróxidos o Bases Sales Óxidos Hidruros Peróxidos Sales haloideas Oxisales Metálicos No Metálicos MOH MX MXO MO XO MH M x O x Donde H representa átomos de hidrógeno (sin importar su número), O representa átomos de oxígeno, M átomos de un metal y X átomos de un no metal. Página 1 de 7

2 NÚMERO O ESTADO DE OXIDACIÓN.- Es la cantidad de electrones ganados o perdidos en un enlace químico. Se le asigna a cada elemento que interviene en un compuesto, tomando en cuenta que el compuesto tiene carga total 0 (neutra). Partiendo del hecho que un átomo tiene la misma cantidad de electrones que de protones, que los electrones tienen carga negativo y los protones positiva, un átomo tiene carga total 0 (neutra); al participar en un enlace, dependiendo de la fuerza que tenga el elemento para retener sus electrones, el átomo ganará o perderá electrones al interaccionar con otro átomo, es decir, al participar en un enlace químico un átomo ganará electrones y otro átomo los perderá, pero sin variar el número total de electrones que intervienen (considerando los dos átomos). Si un átomo pierde un electrón, quedará con carga positiva, mientras que al ganarlo queda con carga negativa. Para establecer el número de oxidación de un elemento en un compuesto, debemos tomar en cuenta que algunos elementos sólo pierden (o ganan) una cantidad fija de electrones, es decir, tienen estado de oxidación fijo, tal es el caso de: +1 (sólo pierden un electrón): Li (litio), Na (sodio), K (potasio), Rb (rubidio), Cs (cesio), Fr (francio), Ag (plata), entre otros, pero son los más comunes y nos sirven como base. +2 (sólo pierden dos electrones): Be (berilio), Mg (magnesio), Ca (calcio), Sr (estroncio), Ba (bario), Ra (radio), Zn (zinc), entre otros. +3 (sólo pierden tres electrones): Al (aluminio), Ga (galio), entre otros. Otros elementos tienen estado de oxidación variable, pero en compuestos bien definidos; tal es el caso de: O (oxígeno): -2 (en la mayoría de sus compuestos) y 1 (sólo en los peróxidos) H (hidrógeno): +1 (en la mayoría de sus compuestos) y 1 (en los hidruros). Además de que debemos de considerar algunos elementos que sirven de base para la determinación de otros, a pesar de tener estado de oxidación variable, como es el caso de: Cu: +1 y +2 Au: +1 y +3 Fe: +2 y +3 S: -2, +4 y +6 P: -3, +3 y +5 La forma en que podemos determinar el estado de oxidación de los elementos en un compuesto, es a partir de identificar si están presentes alguno o algunos de los de la lista anterior, con estado de oxidación fijo además del oxígeno y/o hidrógeno; veamos unos ejemplos. 1. FeO en este caso tenemos dos elemento con estado de oxidación variable, pero el oxígeno nos da la pauta, pues sólo puede estar como 1 en peróxidos (y éste no es un peróxido), por lo que sólo puede estar como 2; sólo hay un átomo de oxígeno, por lo que sólo se han ganado en total 2 electrones, mismos que ha perdido el hierro, por lo tanto, los estados de oxidación se representan: Fe +2 O AgNO 3 en este caso tenemos Ag con estado de oxidación fijo +1 y el oxígeno 2 (no es peróxido); hay tres átomos de oxígeno, por lo que se han ganado seis electrones en total (cada átomo ganó dos) y un átomo de plata que ha perdido un electrón; como hay cinco electrones más que ganaron los tres átomos de oxígeno, y la molécula tiene carga neutra, quiere decir que esos cinco electrones los perdió el nitrógeno, por lo que los estados de oxidación quedan: Ag +1 N +5 O Fe 2 (SO 4 ) 3 en este caso, sólo está el oxígeno con estado de oxidación conocido (-2); pero, si intercambiamos los subíndices y los colocamos como supraíndices, veremos que el hierro queda como +3 (es un estado de oxidación del hierro) y el radical SO 4 queda con carga (-2); ahora sólo hay que determinar el estado de oxidación del azufre, lo cual es sencillo si partimos de que hay cuatro átomos de oxígeno, los Página 2 de 7

3 cuales han ganado dos electrones cada uno, que nos da un total de ocho electrones ganados, menos dos que quedan como carga del radical, hay seis electrones que perdió el azufre, por lo que podemos representar la molécula como: Fe 2 +3 (S +6 O 4-2 ) 3 4. K 2 Cr 2 O 7 en este caso podemos observar que están presentes dos elementos que nos sirven de base: K (+1) y O (-2), por lo que podemos determinar que, por parte del oxígeno se han ganado 14 electrones en total (dos por átomo) y el potasio ha perdido 2 electrones en total (uno por átomo), lo cual nos da 12 electrones que debe haber perdido el cromo y, como hay dos átomos de cromo, resulta que cada átomo de cromo ha perdido 6 electrones. 5. Fe 3 O 4 en este caso no podemos intercambiar los subíndices a supraíndices, ya que el oxígeno quedaría como 3 y el hierro como +4, lo cual no es posible, no están en los estados de oxidación que nos sirven de base; la respuesta es que se trata de una mezcla de FeO y Fe 2 O 3 llamada magnetita (sí, la causante del magnetismo), pero podemos darnos cuenta porque el oxígeno sólo puede tener estados de oxidación 2 y 1 Si se razona, veremos que no es difícil de realizar la determinación de los estados de oxidación de los elementos en cada compuesto, pero si se trata de memorizar, va a ser sumamente complicado, pues existen alrededor de 10 mil compuestos inorgánicos. NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS. Los compuestos inorgánicos presentan, principalmente, dos sistemas de nomenclatura: la establecida en una convención internacional en la ciudad de Ginebra, Suiza (Nomenclatura de Ginebra) durante el siglo XIX y la establecida durante la formación de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC por sus siglas en inglés) a principios del siglo XX. Ambas nomenclaturas están en uso actualmente, por lo que se recomienda entender las reglas de las dos, aunque cada persona es libre de elegir la que más le guste para expresarse. Hidrácidos.- Las dos nomenclaturas coinciden. 1. Palabra genérica ácido. 2. Raíz del nombre del No Metal 3. Terminación hídrico HCl HBr HF H 2 S H 2 Se HCN Ácido clorhídrico Ácido bromhídrico Ácido fluorhídrico Ácido sulfhídrico Ácido selenhídrico Ácido cianhídrico (en este caso, CN representa un radical orgánico llamado ciano) Oxiácidos.- Las dos nomenclaturas coinciden. 1. Palabra genérica ácido 2. Raíz del nombre del No Metal 3. Terminación oso o ico para el menor y mayor estado de oxidación del no metal, respectivamente. 4. Si el No Metal sólo tiene un estado de oxidación, la terminación es ico. 5. Si el No metal tiene cuatro estados de oxidación, se usan también los prefijos hipo para el totalmente inferior o per para el totalmente superior. 6. Si al agregar la terminación, queda el nombre del elemento, ajustar para diferenciar. H 2 CO 3 Ácido carbónico (sólo existe este oxiácido del carbono) HNO 2 Ácido nitroso (el nitrógeno está como +3) HNO 3 Ácido nítrico (el nitrógeno está como +5) H 2 SO 3 Ácido sulfuroso (el azufre está como +4) H 2 SO 4 Ácido sulfúrico (el azufre está como +5) Página 3 de 7

4 Hidróxidos o Bases.- HClO Ácido hipocloroso (el cloro está como +1) HClO 2 Ácido cloroso (el cloro está como +3) HClO 3 Ácido clórico (el cloro está como +5) HClO 4 Ácido perclórico (el cloro está como +7) H 3 AsO 3 Ácido Arsenioso (el arsénico está como +3) H 3 AsO 4 Ácido Ársico (el arsénico está como +5 y la terminación daría el nombre del elemento. - Nomenclatura de Ginebra. 1. Palabra genérica hidróxido 2. Raíz del nombre del Metal 3. Terminación oso o ico según sea el menor o mayor estado de oxidación del metal, respectivamente. 4. Si el metal tiene estado de oxidación fijo, la terminación será ico. - Nomenclatura de IUPAC. 1. Palabra genérica hidróxido 2. Preposición de 3. Nombre del metal 4. Estado de oxidación del metal, si es variable, colocado entre paréntesis con números romanos. Fórmula Ginebra IUPAC Estado de Técnica Oxidación NaOH Hidróxido sódico Hidróxido de sodio fijo Sosa cáustica LiOH Hidróxido lítico Hidróxido de litio fijo Al(OH) 3 Hidróxido alumínico Hidróxido de aluminio fijo CuOH Hidróxido cuproso Hidróxido de cobre (I) +1 Cu(OH) 2 Hidróxido cúprico Hidróxido de cobre (II) +2 AgOH Hidróxido argéntico Hidróxido de plata fijo Fe(OH) 2 Hidróxido ferroso Hidróxido de hierro (II) +2 Fe(OH) 3 Hidróxido férrico Hidróxido de hierro (III) +3 Zn(OH) 2 Hidróxido Cínquico Hidróxido de zinc fijo Pb(OH) 2 Hidróxido plumboso Hidróxido de plomo (II) +2 Pb(OH) 4 Hidróxido plúmbico Hidróxido de plomo (IV) +4 Sales Haloideas. -Nomenclatura de Ginebra. 1. Raíz del nombre del No Metal 2. Terminación uro 3. Raíz del nombre del Metal 4. Terminación oso o ico según sea el estado de oxidación menor o mayor del metal, respectivamente -Nomenclatura de IUPAC. 1. Raíz del nombre del No Metal 2. Terminación uro 3. Preposición de 4. Nombre del Metal 5. Estado de oxidación, si es variable, colocado entre paréntesis con números romanos Página 4 de 7

5 Fórmula Ginebra IUPAC Estado de oxidación Técnica NaCl Cloruro sódico Cloruro de sodio fijo Sal común AgBr Bromuro argéntico Bromuro de plata fijo CaF 2 Fluoruro cálcico Fluoruro de calcio fijo KI Ioduro potásico Ioduro de potasio fijo FeS Sulfuro ferroso Sulfuro de hierro (II) +2 pirita Fe 2 S 3 Sulfuro férrico Sulfuro de hierro (III) +3 NaCN Cianuro sódico Cianuro de sodio fijo Ca 2 C Carburo cálcico Carburo de calcio fijo AuCl Cloruro auroso Cloruro de oro (I) +1 AuCl 3 Cloruro áurico Cloruro de oro (III) +3 CuS Sulfuro cúprico Sulfuro de cobre (II) +2 Cu 2 S Sulfuro cuproso Sulfuro de cobre (I) +1 Oxisales. -Nomenclatura de Ginebra. 1. Raíz del nombre del No Metal 2. Terminación ito o ato según sea el menor o mayor estado de oxidación del No Metal 3. Si el No Metal presenta 4 estados de oxidación, prefijo hipo para el totalmente inferior y per para el totalmente superior 4. Raíz del nombre del Metal 5. Terminación oso o ico según sea el menor o mayor estado de oxidación del metal, respectivamente. -Nomenclatura de IUPAC. 1 Raíz del nombre del No Metal 2 Terminación ito o ato según sea el menor o mayor estado de oxidación del No Metal 3 Si el No Metal presenta 4 estados de oxidación, prefijo hipo para el totalmente inferior y per para el totalmente superior 4 Preposición de 5 Nombre del Metal 6 Estado de oxidación, si es variable, colocado entre paréntesis con números romanos) Ejemplos Fórmula Ginebra IUPAC Edo. De Oxidación No Metal Edo. De Oxidación Metal Na 2 CO 3 Carbonato sódico Carbonato de sodio único Fijo CaSO 4 Sulfato cálcico Sulfato de calcio +6 fijo CaSO 3 Sulfito cálcico Sulfito de calcio +4 fijo NaNO 2 Nitrito sódico Nitrito de sodio +3 fijo NaNO 3 Nitrato sódico Nitrato de sodio +5 fijo Cu 2 CO 3 Carbonato cuproso Carbonato de cobre (I) único +1 CuCO 3 Carbonato cúprico Carbonato de cobre (II) único +2 MnSO 3 Sulfito manganoso Sulfito de manganeso (II) Mn(SO 3 ) 2 Sulfito mangánico Sulfito de manganeso (IV) MnSO 4 Sulfato mangánico Sulfato de manganeso (II) KMnO4 Permanganato potásico Permanganato de potasio +7 fijo K 2 Cr 2 O 7 Dicromato potásico Dicromato de potasio +6 fijo Ca 3 (PO 3 ) 2 Fosfito cálcico Fosfito de calcio +3 fijo Ca 3 (PO 4 ) 2 Fosfato cálcico Fosfato de calcio +5 fijo NaClO Hipoclorito sódico Hipoclorito de sodio +1 fijo CuClO 2 Clorito cuproso Clorito de cobre (I) Página 5 de 7

6 AlClO 3 Clorato alumínico Clorato de aluminio +5 fijo Cu(ClO 4 ) 2 Perclorato cúprico Perclorato de cobre (II) Óxidos Metálicos. -Nomenclatura de Ginebra. 1. Palabra genérica Óxido 2. Raíz del nombre del Metal 3. Terminación oso o ico, según sea el menor o mayor estado de oxidación del metal, respectivamente -Nomenclatura de IUPAC. 1. Palabra genérica Óxido 2. Preposición de 3. Nombre del metal 4. Estado de oxidación, si es variable, colocado entre paréntesis con números romanos. Fórmula Ginebra IUPAC Estado de Oxidación Na 2 O Óxido sódico Óxido de sodio fijo K 2 O Óxido potásico Óxido de potasio fijo CuO Óxido cúprico Óxido de cobre (II) +2 Cu 2 O Óxido cuproso Óxido de cobre (I) +1 FeO Óxido ferroso Óxido de hierro (II) +2 Fe 2 O 3 Óxido férrico Óxido de hierro (III) +3 CaO Óxido cálcico Óxido de calcio fijo Óxidos No Metálicos. -Nomenclatura de Ginebra 1. Palabra genérica óxido 2. Raíz del nombre del No Metal 3. Terminación oso o ico según sea el menor o mayor estado de oxidación del no metal, respectivamente -Nomenclatura de IUPAC 1. Prefijo griego que indique el número de átomos de oxígeno presentes en la molécula 2. Palabra genérica óxido 3. Preposición de 4. Nombre del No Metal Fórmula Ginebra IUPAC Estado de oxidación Técnica SO 2 Óxido sulfuroso Dióxido de azufre +4 Anhídrido sulfuroso SO 3 Óxido sulfúrico Trióxido de azufre +6 Anhídrido sulfúrico CO Óxido carbonoso Monóxido de carbono CO 2 Óxido carbónico Dióxido de carbono +4 Anhídrido carbónico N 2 O No se puede nombrar Protóxido de nitrógeno (*) NO No se puede nombrar Monóxido de nitrógeno N 2 O 3 Óxido nitroso Trióxido de nitrógeno +3 Anhídrido nitroso NO 2 No se puede nombrar Dióxido de nitrógeno N 2 O 5 Óxido nítrico Pentóxido de nitrógeno +5 Anhídrido nítrico MnO Óxido manganoso Monóxido de manganeso MnO 3 Óxido mangánico Trióxido de manganeso (*) Para distinguirlo del monóxido; proviene del griego protos = primero Página 6 de 7

7 Hidruros. Sólo existe la nomenclatura de IUPAC. 1. Palabra genérica hidruro 2. Preposición de 3. Nombre del Metal (no se conocen mas que unos cuantos, todos de metales con estado de oxidación fijo) Fórmula Nombre LiH Hidruro de litio NaH Hidruro de sodio KH Hidruro de potasio CaH 2 Hidruro de calcio AlH 3 Hidruro de aluminio AlLiH 4 Hidruro doble de aluminio y litio (**) (**) es una mezcla del hidruro de aluminio con hidruro de litio Peróxidos. Son compuestos del oxígeno con metales del Grupo I-A (metales alcalinos) o con el hidrógeno; se trata de una molécula de oxígeno (O 2 ) que se une, mediante cada átomo, con un metal alcalino, sin romperse del todo el enlace covalente entre los átomos de oxígeno. Fórmula Ginebra IUPAC Técnica H 2 O 2 Peróxido de hidrógeno Peróxido de hidrógeno Agua oxigenada Na 2 O 2 Peróxido sódico Peróxido de sodio K 2 O 2 Peróxido potásico Peróxido de potasio Li 2 O 2 Peróxido lítico Peróxido de litio Como puedes ver, las reglas tienen un formato repetitivo, lo cual las hace sencillas de recordar y, sobre todo, de usar. En el caso de moléculas con agua de cristalización, como es el caso de CaSO 4 7H 2 O ó SnCl 2 2H 2 O, simplemente se le agrega al nombre del compuesto el prefijo griego que indique la cantidad de moléculas de agua y la palabra hidrato: sulfato de calcio heptahidrato (o sulfato cálcico heptahidratado), cloruro de estaño (II) dihidrato (o cloruro estannoso dihidratado). Página 7 de 7