El enlace entre los átomos se realiza por medio de los electrones de la capa de valencia, es decir la capa de electrones más externa.

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1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA Los 92 elementos químicos que existen en la naturaleza se unen entre sí en proporciones variables para formar las moléculas de lo que denominamos compuestos químicos. Recordemos que los elementos químicos son sustancias que no pueden descomponerse en otras más sencillas. Es evidente que este número elevado de elementos dará lugar a miles de compuestos, lo que hace imposible el asignarle un nombre arbitrario a cada uno, como se hacía en la antigüedad. De esta época todavía respetamos algunos nombres de sustancias de uso muy frecuente, como por ejemplo amoníaco, agua, sal (de cocina) y pocos más. Se plantea la necesidad de establecer un sistema que nos permita asignar un nombre a cada sustancia que la identifique perfectamente de forma inequívoca y que no sea necesario memorizar. En la actualidad la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) recomienda la sistemática y la de Stock, las cuales son muy intuitivas y por lo tanto muy sencillas, necesitando menos recursos memorísticos que la llamada tradicional, cada vez menos utilizada. Antes de exponer las bases elementales de estos sistemas de nomenclatura, es necesario recordar algunos conceptos fundamentales que facilitan su comprensión. NÚMERO DE OXIDACIÓN (o valencia) El enlace entre los átomos se realiza por medio de los electrones de la capa de valencia, es decir la capa de electrones más externa. Estos electrones pueden ser cedidos completamente por un átomo de uno de los elementos que forman el compuesto a los otros átomos del o de los otros elementos de dicho compuesto, formándose un enlace que denominamos enlace iónico. Otra posibilidad es que los átomos de los elementos compartan electrones mediante la formación de pares electrónicos, donde cada átomo aporta un electrón para unirse al átomo central a través del par formado. Este enlace se denomina covalente. Ambos tipos de enlace de desarrollarán en temas posteriores, por el momento solo es necesario tener el concepto siguiente los enlaces entre átomos se realizan a través de los electrones de la última capa y el número de electrones que intercambia o cede da origen al número de oxidación, que será positivo si el átomo lo cede (pierde) y negativo si el átomo lo acepta. Por ejemplo: la sal común (o de cocina), que en la nomenclatura química es cloruro sódico el átomo de sodio cede un electrón al átomo de cloro, por lo dicho el sodio tiene un número de oxidación (valencia) de +1 y el cloro de 1. Por comodidad diremos en lo sucesivo valencia, en lugar de número de oxidación. Para formular con soltura y rapidez es, por lo tanto, necesario conocer las valencias de los distintos elementos químicos, al menos las de los que intervienen en los compuestos de uso más frecuente, pues los otros forman compuestos de aplicaciones muy específicas y su valencia podemos deducirla por su posición en el sistema periódico (esto puede hacerse con todos los elementos). Cuando se estudie la estructura de los átomos se comprenderá perfectamente. 1

2 Hay elementos que presentan siempre la misma valencia, y otros que, según el compuesto su valencia es distinta (elementos de valencia variable). Ejemplos: Los elementos del primer grupo (primera columna) llamados alcalinos Li Na K Rb Cs Fr siempre tienen número de oxidación +1, es decir monovalentes. Los elementos de segundo grupo (segunda columna) llamados Alcalinotérreos Mg Ca Sr Ba Ra siempre tiene +2, es decir divalentes. A partir de estas columnas empieza a variar la valencia y en algunos elementos según qué tipo de compuesto forma la valencia puede ser positiva o negativa. Es por lo tanto necesario memorizar las valencias de los elementos más corrientes, resumidas en la siguiente tabla, sin especificar el carácter positivo o negativo de la misma por no ser necesario para comenzar el estudio de la formulación. METALES Monovalentes Li Na K Rb Cs Ag Divalentes Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd Trivalentes B Al Bi Mono divalentes Cu Hg Mono trivalentes Au Di trivalentes Cr Mn Fe Co Ni Di tetravalentes Pt Sn Pb NO METALES 2

3 Las valencias son más variables y la mayoría presentan más de dos valencias, indicando a continuación las más frecuentes. Las excepciones son: H siempre 1 F siempre 1 O 2 (excepto en los peróxidos, 1) C 4 (excepto en el monóxido de carbono, CO, 2 ) N P As Sb 3 y 5 Cl I Br S Se Te Si 4 TIPOS DE COMPUESTOS MÁS IMPORTANTES Óxidos, Hidruros, Hidróxidos, Hidrácidos, Oxácidos, Sales (Haluros, Oxisales) COMPUESTOS BINARIOS De su nombre se deduce que son el resultado de la combinación de dos elementos químicos distintos, no confundir con dos átomos distintos, pues la molécula resultante puede tener más de dos átomos, por ejemplo el agua formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, o el llamado anhídrido perclórico en la nomenclatura tradicional, formado por dos átomos de cloro y siete de oxígeno. Son los más fáciles de formular y nombrar. FORMULAR 1ª regla: Escribiremos los símbolos de los dos elementos en el orden siguiente: el metal a la izquierda y el no metal a la derecha 2ª regla: regla de los subíndices Un subíndice a la derecha del símbolo, indicando el número de átomos del elemento que intervienen en la formación de la molécula. El subíndice de uno de los elementos es igual a la valencia del otro 3

4 Por ejemplo: El calcio tiene valencia 2 y el flúor 1. El calcio es metal y el flúor es no metal (el más no metal de todos los elementos), por lo que Ca1F2 El subíndice 1 se sobreentiende representado por el símbolo del elemento, por lo que no se escribe. Queda pues: CaF2 Si los subíndices obtenidos se pueden simplificar, lo haremos. Por ejemplo: Ba2O2 BaO Cuando el carácter metálico no es tan evidente, habrá que tener en cuenta el siguiente orden: F, Cl, Br, I, S, Se, Te, N, P, As, Sb, C, Si, B en donde el carácter no metal disminuye al desplazarnos hacia la derecha, es decir, el más no metal es el F (flúor) y el menos es el B (boro). Por lo dicho anteriormente, en un compuesto entre dos de los elementos de la lista anterior estará a la izquierda el que esté más a la derecha. Ejemplos: CS2 PI3 BN NOMBRAR Seguiremos las normas de la IUPAC, es decir la nomenclatura de Stock y la sistemática, las dos muy sencillas. ÓXIDOS Compuestos formados por un elemento cualquiera con el oxígeno. El oxígeno presenta siempre la valencia 2. (Antiguamente sólo se llamaban óxidos los formados entre un metal y el oxígeno, y anhídridos para el no metal y oxígeno) Nomenclatura de Stock óxido de.. seguido del nombre del metal y entre paréntesis en número romano su valencia (número de oxidación); por ej. FeO óxido de hierro (II) Fe2O3 óxido de hierro (III) 4

5 N2O5 óxido de nitrógeno (V) Cl2O7 óxido de cloro (VII) Nomenclatura sistemática Se utilizan prefijos numerales griegos para indicar el número de átomos de cada elemento que forman la molécula Mono, di, tri, tetra, penta, hexa, repta, Pueden utilizarse los prefijos hemi para la relación 1 2 sesqui para la relación 2 3 N2O5 pentaóxido de dinitrógeno Fe2O3 trióxido de dihierro El uso establece lo siguiente: Para los óxidos de los metales utilizamos la nomenclatura de Stock Para los no metales la sistemática Fe2O3 óxido de hierro (III) Un caso especial de compuestos de oxígeno con otro elemento son los PERÓXIDOS que son la combinación de grupo peroxo O22 Donde el oxígeno tiene número de oxidación 1. El compuesto más conocido es el peróxido de hidrógeno, que diluido en agua se conoce como agua oxigenada H2O2 Si sustituimos los hidrógenos por átomos metálicos tenemos los peróxidos Na2O2 peróxido de sodio BaO2 peróxido de bario Veamos las reglas de formulación de estos compuestos. HIDRUROS Formados por la unión de un elemento con el hidrógeno Algunos de los formados por los no metales tienen propiedades químicas muy específicas (ácidas) y se estudian aparte y los derivados del carbono (C) son la base de la Química Orgánica o del Carbono. Nos 5

6 fijaremos en los metálicos. La nomenclatura es muy sencilla. Ejemplos: Stock Sistemática NaH hidruro de sodio hidruro de sodio FeH2 hidruro de hierro (II) dihidruro de hierro FeH3 hidruro de hierro (III) trihidruro de hierro HIDRÓXIDOS Combinación de un metal con el grupo oxhidrilo, OH que tiene valencia 1. Regla: Cuando en un compuesto un grupo de átomos de propiedades químicas específicas (grupo funcional o función), este se encierra entre paréntesis y un subíndice a la derecha indica el número de grupos que hay en esa molécula Stock Hidróxido de.. (metal con su valencia en números romanos cuando es variable NaOH hidróxido de sodio Ca(OH)2 hidróxido de calcio Fe(OH)2 hidróxido de hierro (II) Fe(OH)3 hidróxido de hierro (III) Sistemática Utilizando los prefijos numerales ya conocidos Hg(OH)2 dihidróxido de mercurio Al(OH)3 trihidróxido de aluminio HIDRÁCIDOS Algunos compuestos formados por un no metal y el hidrógeno presentan propiedades ácidas, es decir, pueden sustituir los átomos de hidrógeno por átomos metálicos originando sales. Estos compuestos se denominan hidrácidos. 6

7 Se nombran anteponiendo la raíz del elemento no metálico terminada en hídrico Ejemplo HF fluor hídrico (en adelante sin guión) Son ( memorizarlos! ) HF ácido fluorhídrico HCl ácido clorhídrico HBr ácido bromhídrico HI ácido yodhídrico H2S ácido sulfhídrico H2Se ácido selenhídrico H2Te ácido telurhídrico OXÁCIDOS Proceden de la unión de un óxido no metálico con una o más moléculas de agua. La nomenclatura sistemática funcional da unos nombres muy largos y aparentemente complicados, por lo que se sigue utilizando la tradicional. Como son de uso muy corriente es necesario memorizarlos. Son: H2SO3 ácido sulfuroso H2SO4 sulfúrico HNO2 nitroso HNO3 nítrico HClO hipocloroso HClO2 cloroso HClO3 clórico HClO4 perclórico HBrO hipobromoso HBrO2 bromoso HBrO3 brómico HIO hipoiodoso HIO2 iodoso 7

8 HIO3 yódico HIO4 peryódico H3PO4 ortofosfórico (o fosfórico) H3AsO4 ortoarsénico H2CO3 carbónico Para darnos una idea de la sistemática, el sulfúrico se denomina Tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno SALES Dijimos más arriba que, cuando en un ácido se sustituye uno o todos los hidrógenos por átomos de un metal se obtienen sales. Si no se sustituyen toso los hidrógenos la sal resultante es una sal ácida. Haluros Obtenidas de los hidrácidos Cambia la terminación hídrico por uro Si la valencia del metal es variable se indica con un número romano Al ser un compuesto binario aplicamos la regla de los subíndices Stock Sistemática NaCl cloruró de sodio cloruro de sodio CaCl2 cloruro de calcio dicloruro de calcio FeF2 fluoruro de hierro (II) difluoruro de hierro FeF3 fluoruro de hierro(iii) trifluoruro de hierro Al2S3 sulfuro de aluminio trisulfuro de dialuminio Oxisales Cambiamos la terminación oso cambia a ito ico a ato ejemplo 8

9 sulfuroso a sulfito sulfúrico a sulfato en la formulación aplicaremos la misma regla que en los hidróxidos, si hay más de un grupo funcional del ácido, lo encerramos entre paréntesis y un subíndice a la derecha indicará el número de ellos. Lo mismo para los átomos del metal. Por ej. Stock Tradicional FeSO4 sulfato de hierro (II) sulfato ferroso Fe2(SO4)3 sulfato de hierro (III) sulfato férrico 9