1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA

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1 1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA I.B. Alonso de Covarrubias En química utilizamos fórmulas para representar elementos y compuestos. La IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) es el organismo que coordina las normas que permiten formular y nombrar las sustancias químicas. 1.1 Valencia de un elemento Las distintas posibilidades de combinación de los elementos químicos están determinadas por la valencia. La valencia se ha definido tradicionalmente por la capacidad de combinación de un elemento, más concretamente el nº de átomos de hidrógeno con los que se une un átomo de ese elemento o a los que sustituye si no se une directamente al hidrógeno. Así, la valencia del O es 2 porque forma H 2 O. El Magnesio tiene valencia 2 y, por tanto, es capaz de sustituir a 2 hidrógenos del agua, dando lugar al MgO. Valencias de los elementos más importantes: Para facilitar su aprendizaje he dividido las valencias de los no metales en 2 grupos, aquellas que emplean con el oxígeno y la que emplea con el hidrógeno o con un metal. Ésta última siempre es una de las primeras (por ejemplo, el Cl, Br y I tienen 1,3,5 y 7 con el oxígeno y sólo la 1 con el H y el resto de los metales) NO METALES Elemento Valencias con el oxígeno Valencia con el hidrógeno o un metal H 1 1 F 1 1 HALÓGNEOS Cl, Br, I ANFÍGENOS O S, Se, Te NITROGENOID EOS CARMONOIDEOS N, P, As, Sb (el N también usa la 2 y la 4) 3 C, Si 2 4 (El Silicio sólo la 4, en realidad) 4 METALES Elemento Valencia + Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag, NH 4 1 Be, Mg, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd 2 Cu, Hg 1 2 Al 3 Au 1 3 Fe, Co, Ni, Cr, Mn 2 3 Sn, Pb, Pt 2 4 Hoja 1

2 Normas generales de formulación y nomenclatura de compuestos binarios (2 elementos distintos): Formular un compuesto es hallar su fórmula dado el nombre. Nombrar un compuesto es dar su nombre conociendo su fórmula. Como su propio nombre indica, un compuesto binario es un compuesto formado por dos elementos. De forma general, se siguen las siguientes: a) Se escriben los elementos, primero el metal y después el no metal. Si ambos son no metales, se escriben según su orden en la tabla periódica, primero el que esté más abajo a la izquierda y luego el que esté más arriba a la derecha. El orden entre los no metales es: Resumiendo: Metales, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O, F Como puedes ver es fácil de aprender. El Fluor el que siempre va a la izquierda, luego el O, y luego el resto de los halógenos (Cl, Br, I) y los anfígenos (S, Se, Te), a continuación intercalamos el H y luego proseguimos con la familia del nitrógeno (N, P, As, Sb) y la del carbono (C, Si) y partir de ahí los metales (los menos electronegativos). No es importante clasificar como se combinan los metales, pues entre ellos no se combinan, sino que se mezclan haciendo aleaciones de composición variable (no son compuestos). Así, si combinamos Mg con Cl el orden será MgCl, si combinamos N con H será NH y si combinamos O con H será HO b) Para formular se intercambian las valencias, simplificándose entre ellas si es posible. Recuerda que cuando de un elemento hay un átomo en la fórmula de una molécula no se escribe, el propio símbolo ya representa que hay al menos 1 átomo. c) Para nombrarlos, se comienza a nombrar por la derecha y se le acaba en uro (salvo el oxígeno que es oxido ) y se termina por el de la izquierda. Las posibilidades para indicar qué valencia utiliza un elemento en un compuesto (cuando pueda usar varios. No hay que trabajar de más) son varias: Nomenclatura Sistemática: utiliza prefijos que nos indican el número de átomos de cada elemento (el mono-, normalmente se obvia. Ojo, se indica el nº de átomos, no la valencia). Es importante entender que se debe dar la información con los prefijos (que indican el número de átomos: mono-, di-, tri_ tetra- ) de tal forma que no haya lugar a duda: ej: El CdO no hace falta llamarle monóxido de monocadmio, ya que como no se puede confundir con ningún otro (el Cd sólo forma un óxido), pues se le llama oxido de cadmio y ya está. Sin embargo, si decimos oxido de hierro no decimos cuál de los 2 (FeO o Fe 2 O 3 ) estamos nombrando. El primero será monóxido de hierro (no es necesario decir monohierro) y el segundo trióxido de dihierro. Sistema de Stock: indica la valencia (no el nº de átomos, ojo) entre paréntesis y números romanos, si existe más de una posibilidad. Ej: los óxidos anteriores serian oxido de hierro (II) y oxido de hierro (III) y el primero óxido de cadmio (sólo hace falta dar el mínimo de información, no hace falta poner el II en el cadmio ya que sólo tiene esa valencia) Nomenclatura Tradicional: la más antigua y desaconsejada por la IUPAC, aunque es de uso común para ciertos compuestos ternarios muy importantes, los ácidos. Usa prefijos y sufijos, dependiendo de la valencia utilizada por el átomo (mayor o menor): Hoja 2 H C N O F Si P S Cl As Se Br Sb Te I

3 o Si sólo tiene una valencia (sea la que sea, pero sólo una), terminación ico o Si tiene 2 valencias, -oso para la menor e ico para la mayor. o Si tiene 3 valencias, hip- -oso para la menor, -oso para la intermedia y ico para la mayor. o Si tiene 4 valencias, hip- -oso, -oso, -ico y per- -ico, en ese orden Ejemplo: Combinaciones del Cl y el O. hay 4 Sistemática Stock Tradicional (seran anhídridos, no óxidos) Cl 2 O Oxido de dicloro Oxido de cloro (I) Anhídrido hipocloroso Cl 2 O 3 Trioxido de dicloro Oxido de cloro (III) Anhídrido cloroso Cl 2 O 5 Pentóxido de dicloro Oxido de cloro (V) Anhídrido clórico Cl 2 O 7 Heptóxido de dicloro Oxido de cloro (VII) Anhídrido perclórico Vamos a dar un repaso a los compuestos más importantes, aplicando las reglas anteriores 1.2 Combinaciones binarias con el oxígeno Óxidos Formulación: Si representamos por X el símbolo de un elemento y por n su valencia, la fórmula de un óxido es: X 2 O n (Estos subíndices se simplifican cuando sea posible y si el subíndice es la unidad se omite) Nomenclatura: se utiliza la palabra óxido seguida de la preposición de y del nombre del elemento. Si un elemento forma más de un óxido, para diferenciarlos podemos emplear cualquiera de las tres nomenclaturas anteriores: Stock: Ejemplos: a) CuO, Óxido de cobre (II) y b) Fe 2 O 3, óxido de hierro (III) Sistemática: Ejemplos: a) SO 2, dióxido de azufre y b) Cl 2 O 5, pentaóxido de dicloro Tradicional: Lo único reseñable en este caso es que, por tradición, si se usa esta nomenclatura se usa la palabra anhídrido en vez de óxido para las combinaciones oxigeno+ no metal. Ver estos ejemplos: Ejemplo: a) CaO, óxido de calcio u óxido cálcico. Ejemplo: a) Hg 2 O, óxido mercurioso y b) HgO, óxido mercúrico. Ejemplos: a) As 2 O 3, anhídrido arsenioso y b) As 2 O 5, anhídrido arsénico Ejemplos: a) SO, anhídrido hiposulfuroso; b) SO 2, anhídrido sulfuroso y c) SO 3, anhídrido sulfúrico Ejemplos: a) Cl 2 O, anhídrido hipocloroso; b) Cl 2 O 3, anhídrido cloroso; c) Cl 2 O 5, anhídrido clórico y d) Cl 2 O 7, anhídrido perclórico Ejercicio 3 Formula los siguientes óxidos: óxido de potasio óxido de cobre (II) óxido de cadmio óxido ferroso óxido cúprico óxido de plata Trióxido de dialuminio óxido de yodo (V) Ejercicio 4 Formula los siguientes óxidos: óxido de azufre (IV) pentaóxido de difósforo óxido de níquel (II) óxido férrico trióxido de dicromo óxido de sodio pentaóxido de diarsénico óxido cuproso Ejercicio 5 Formula los siguientes óxidos: Hoja 3

4 anhídrido clórico óxido de bario óxido de plomo (IV) dióxido de estaño heptaóxido de dicloro anhídrido sulfuroso óxido de bromo (III) óxido de manganeso (IV) Ejercicio 6 Nombra los siguientes óxidos usando la nomenclatura de Stock: I 2 O Cu 2 O Au 2 O Br 2 O 5 Bi 2 O 5 MgO SO 2 TeO 2 Ejercicio 7 Nombra los siguientes óxidos usando la nomenclatura Sistemática: Au 2 O 3 Bi 2 O 5 Cl 2 O 3 N 2 O CrO 3 B 2 O 3 CaO SiO 2 Ejercicio 8 Nombra los siguientes óxidos usando la nomenclatura Tradicional: Br 2 O 7 N 2 O 3 SO 2 As 2 O 3 P 2 O 3 I 2 O 5 N 2 O 3 P 2 O Peróxidos Formulación: se formulan como los óxidos metálicos. La diferencia entre las fórmulas del peróxido y del óxido radica en que el peróxido tiene un oxígeno más. la valencia del oxígeno en el peróxido es 1 y el subíndice 2 del grupo peróxido (el O 2 ) no se puede simplificar. Nomenclatura: su nombre se forma con el vocablo peróxido seguido de la preposición de y del nombre del elemento (metal). Ejemplos: a) Óxido de litio: Li 2 O; Peróxido de Litio: Li 2 O 2 b) Óxido de calcio: CaO; Peróxido de calcio: CaO 2 c) Óxido de plata: Ag 2 O; Peróxido de plata: Ag 2 O 2 d) Agua: H 2 O; Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada): H 2 O Combinaciones binarias del hidrógeno Combinaciones del hidrógeno con los metales Formulación: se escribe a la derecha el símbolo del hidrógeno y a la izquierda el del metal, poniendo como subíndices sus valencias intercambiadas. Nomenclatura: se usa el vocablo hidruro seguido de la preposición de y del nombre del elemento. Se utilizan las nomenclaturas de Stock y sistemática con las mismas consideraciones hechas para los óxidos. Ejemplos: a) KH, hidruro de potasio; b) SnH 4, hidruro de estaño (IV) Ejercicio 9 Formula los siguientes hidruros: Hoja 4

5 tetrahidruro de estaño trihidruro de aluminio hidruro de berilio hidruro de potasio hidruro de estaño (IV) hidruro de boro hidruro de bismuto (III) hidruro de sodio Ejercicio 10 Nombra los siguientes hidruros: PbH 4 AgH CsH CdH 2 SrH 2 AlH 3 PbH 4 LiH Combinaciones del hidrógeno con los no metales de los grupos 13, 14 y 15 Se trata de combinaciones en las que el hidrógeno es el que se escribe más a la derecha el otro no metal Por tanto Formulación: se escribe a la derecha el símbolo del hidrógeno y a la izquierda el del no metal, poniendo como subíndice del hidrógeno la valencia del otro no metal. Nomenclatura: se usa el vocablo hidruro seguido de la preposición de y del nombre del elemento. Se utilizan las nomenclaturas de Stock y Sistemática con las mismas consideraciones hechas para los óxidos. Algunos hidruros de elementos no metálicos tienen nombres tradicionales admitidos: ejemplo: NH 3 (amoniaco) Fórmula N. STOCK N. SISTEMÁTICA N. TRAD. NH 3 Hidruro de Nitrógeno Trihidruro de nitrógeno Amoníaco PH 3 Hidruro de fósforo Trihidruro de fósforo Fosfina AsH 3 Hidruro de arsénico Trihidruro de arsénico Arsina SbH 3 Hidruro de antimonio Trihidruro de antimonio Estibamina CH 4 Hidruro de carbono Tetrahidruro de carbono Metano SiH 4 Hidruro de silicio Tetrahidruro de silicio Silano BH 3 Hidruro de boro Trihidruro de boro Borano Combinaciones del hidrógeno con los no metales de los grupos 16 (anfígenos) y 17 halógenos) Se trata de combinaciones en las que el otro no metal es el que se escribe a la derecha, por lo que no tendrán el nombre de hidruros. Formulación: se escribe a la derecha el símbolo del no metal y a la izquierda el del hidrógeno, poniendo como subíndice del hidrógeno la valencia del metal. Nomenclatura: se nombran añadiendo la terminación uro al nombre del no metal (suprimiendo la o final del elemento) seguido de la preposición de y del vocablo hidrógeno. Si el elemento es el azufre, adquiere el nombre de sulfuro. Debido a que las disoluciones acuosas de estos compuestos tienen carácter ácido, también pueden nombrarse con la palabra ácido, seguida del nombre del no metal acabado en hídrico. Ejemplo: HBr, cloruro de hidrógeno o ácido clorhídrico. Ejercicio 11 Formula los siguientes compuestos: Hoja 5

6 Ácido clorhídrico Hidruro de azufre Ácido yodídrico Dihidruro de magnesio hidruro de litio hidruro de estroncio cloruro de hidrógeno Ácido sulfhídrico Ejercicio 12 Nombra los siguientes compuestos: NH 3 KH HBr PH 3 H 2 Te ZnH 2 HF SiH Combinaciones metal no metal Formulación: se escribe a la derecha el símbolo del no metal y a la izquierda el del metal, poniendo como subíndices sus valencias intercambiadas. Nomenclatura: se nombran añadiendo la terminación uro al nombre del no metal (suprimiendo la o final) seguido de la preposición de y del nombre del metal. Se utilizan las nomenclaturas de Stock (la más empleada) y Sistemática con las mismas consideraciones hechas para los óxidos. Ejemplos: a) NaCl, cloruro de sodio; b) FeCl 2, cloruro de hierro (II) o dicloruro de hierro Algunos no metales a los que se les añade la terminación uro no siguen la norma general, resultando los siguientes nombres: boro (boruro), carbono (carburo), nitrógeno (nitruro), fósforo (fosfuro) y azufre (sulfuro) Ejercicio 43 Formula los siguientes compuestos: Cloruro de calcio cloruro de cinc bromuro de potasio bromuro de bario sulfuro de plata cloruro de cobre (II) yoduro de potasio yoduro de estroncio Ejercicio 44 Nombra los siguientes compuestos: MgBr 2 CdSe NaI CuCl PbCl 2 CaBr 2 Fe 2 S 3 Ag 2 Te 2 Combinaciones no metal no metal Formulación: se escribe a la derecha el elemento situado en un lugar posterior en la serie: Si, C, Sb, As, P, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O, y F. Nomenclatura: se nombran añadiendo la terminación uro al nombre del elemento escrito a la derecha (suprimiendo la o final) seguido de la preposición de y del nombre del elemento escrito a la izquierda. El elemento situado a la derecha actúa con la valencia que usa con el hidrógeno. Se utilizan las nomenclaturas de Stock y Sistemática (la más empleada) con las mismas consideraciones hechas para los óxidos. Ejemplo: a) PF 5, pentafluoruro de fósforo o fluoruro de fósforo (V); b) BCl 3 ; tricloruro de boro o cloruro de boro; c) SF 6, hexafluoruro de azufre o fluoruro de azufre (VI) Hoja 6

7 Ejercicio 45 Formula los siguientes compuestos: cloruro de calcio óxido de hierro (II) óxido de plata amoniaco pentacloruro de fósforo tetracloruro de carbono telururo de hidrógeno ácido yodhídrico Ejercicio 46 Formula los siguientes compuestos: bromuro de sodio óxido de cinc tricloruro de antimonio sulfuro de hierro (II) ácido bromhídrico tetracloruro de platino yoduro de cromo (III) nitruro de litio Ejercicio 47 Nombra los siguientes compuestos: P 2 O 5 SnCl 2 PbI 2 SeF 6 CaO PbO HCl MnI 2 Ejercicio 48 Nombra los siguientes compuestos: CsBr Al 2 S 3 CO 2 BeBr 2 NaH AsI 3 PCl 3 HgS EJEMPLOS DE COMPUESTOS BINARIOS (2) Nº. FÓRMULA N. STOCK N. SISTEMÁTICA 1 Ni 2 O 3 2 Óxido de estaño (II) 3 4 Pentaóxido de difósforo Óxido de boro 5 Cl 2 O 7 6 Óxido de plomo (IV) 7 Óxido de dibromo 8 Óxido de carbono (II) Hoja 7

8 NOMENCLATURA Y FORMULACION Bromuro de hidrógeno NH 3 Trihidruro de hierro SnO 2 Hidruro de cinc CO Sulfuro de hidrógeno SO 2 Acido sulfhídrico CuH Acido clorhídrico GeH 4 Bromuro de cinc BeH 2 Sulfuro de plata CuOH Cloruro de sodio Li 3 N Tricloruro de aluminio CuI 2 Cloruro de hierro (III) MnS Oxido de cromo (II) CrCl 3 Hidruro de potasio NH 4 Cl Arsina P 2 O 5 Trioxido de azufre As 2 O 3 Oxido de cobalto (II) SeO 3 Monoxido de carbono Br 2 O 5 Pentaoxido de dicloro Br 2 O Difluoruro de oxígeno CuO Dióxido de azufre NiO Monóxido de hierro CO 2 Amoniaco I 2 O 5 Hidruro de estaño (IV) PbO 2 Tricloruro de cromo SbH 3 Sulfuro de manganeso H 2 S Carburo de aluminio HCl Tetracloruro de carbono NaH Difluoruro de calcio CH 4 Oxido de mercurio (II) HI Anhídrido sulfuroso CaH 2 Anhídrido cloroso SnH 4 Anhídrido nítrico Cl 2 O 5 Anhídrido carbónico N 2 O 3 Anhídrido hiposulfuroso PH 3 Anhídrido clórico Cl 2 O 7 Acido fluorhídrico FeO Acido clorhídrico HF Acido selenhídrico NaCl Óxido de arsénico (V) HgS Hoja 8