UNIDAD DE APRENDIZAJE: 5 COMPUESTOS QUÍMICOS INORGÁNICOS LECTURA: NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS

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1 UNIDAD DE APRENDIZAJE: 5 COMPUESTOS QUÍMICOS INORGÁNICOS LECTURA: NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS QUÍM. GABRIEL JIMÉNEZ ZERÓN

2 NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN EN QUÍMICA INORGÁNICA INTRODUCCIÓN COMPUESTOS QUÍMICOS INORGÁNICOS. El cuerpo compuesto, o compuesto químico, se forma al unirse átomos diferentes entre sí. La representación abreviada de la molécula de un compuesto químico se hace por medio de fórmulas. Existen dos clases de fórmulas: las empíricas y las desarrolladas. Las empíricas nos ponen de manifiesto cuáles y cuántos átomos de cada elemento forman la molécula. La fórmula desarrollada, sin embargo, nos indica cómo están unidos los átomos que forman la molécula. Para la formulación de compuestos químicos es necesario tener en cuenta el concepto de valencia. La valencia representa la capacidad de un átomo o grupo de átomos para combinarse con otro de hidrógeno, al que se le asigna valencia unidad. Por valencia se considera la ganancia, pérdida o compartición de electrones entre los átomos que se combinan. Según pierdan o ganen 1, 2, 3, etc., electrones, serán monovalentes (I), bivalentes (II), trivalentes (III), etc. La valencia será positiva si pierden electrones, negativa si ganan y neutra si los comparten, siendo en este último caso la valencia del átomo el número de pares electrónicos que comparten. Todos los elementos en estado natural, esto es, sin combinar, tienen valencia cero. Gran número de átomos presentan varias valencias, que sólo son explicables si admitimos el paso de electrones de órbitas interiores a órbitas exteriores del átomo. COMPUESTOS QUIMICOS INORGANICOS A partir de Lavoisier ( ) puede considerarse que empieza la Química moderna, puesto que fue él quien estableció la composición del aire y del agua y distinguió los cuerpos simples de las combinaciones. En 1782, Guyton de Morveau ayudado por Lavoisier, Berthollet y Fourcroy inician la creación de la nomenclatura química, cuya base subsiste aún en la actualidad como nomenclatura funcional (que intenta dar nombres que derivan de la función química, de los elementos componentes y de las valencias en que actúan en el compuesto) A comienzos de este siglo se crearon unas comisiones para tratar de sistematizar la nomenclatura química. Estas comisiones constituirían los fundamentos de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), fundada en 1921 para su estudio y permanente actualización. En 1957, dicho organismo publica unas reglas que, actualizadas en 1970, constituyen la nomenclatura sistemática (que tiene como finalidad fundamental indicar la fórmula empírica).

3 NOMENCLATURA FUNCIONAL Corrientemente, las especies químicas reciben denominaciones formadas por dos partes: la primera es el nombre genérico o funcional (óxido, ácido, etc.) y la segunda es el nombre específico (que indica de qué especie se trata). La formación del nombre específico tiene lugar a partir de la raíz del nombre de los elementos y la adición de prefijos y sufijos que dependen de las valencias. Existen los siguientes casos, según el número de valencias que tenga el elemento (E): Elementos con una sola valencia (1 a ) 1 a raíz del (E) -ico Ag, Na, Li, H Elementos con dos valencias (1 a y 2 a ) 1 a raíz del (E) -oso 2 a raíz del (E) -ico Elementos con tres valencias (1 a, 2 a Y 3 a ) 1 a hipo-raíz del (E) -oso 2 a raíz del (E) -oso 3 a raíz del (E) -ico Elementos con cuatro valencias (1 a, 2 a, 3 a Y 4 a ) 1 a hipo-raíz del (E) -oso 2 a raíz del (E) -oso 3 a raíz del (E) -ico 4 a per-raíz del (E) -ico Fe, Au, P, C N, S, Cr, Mn F, CI, Br, I NOMENCLATURA SISTÉMICA Las especies químicas se denominan a partir de los nombres o de las raíces de los nombres de los elementos de los componentes con algunos sufijos (uro y ato). Las proporciones se indican mediante prefijos numerales (mono, di, tri,... ). También existe una notación paralela (de stock) que consiste en indicar el número de oxidación del elemento, mediante un número romano entre paréntesis.

4 SUSTANCIAS SIMPLES Son las agrupaciones de átomos de un mismo elemento. Constituyen en general la molécula del elemento y se formulan con el símbolo del elemento E y un subíndice n que indica el número de átomos: La nomenclatura usual da el nombre del elemento a las moléculas de fórmula E2: En H 2 Hidrógeno. Mientras que el átomo aislado E se le denomina como: nombre de E atómico. H Hidrógeno atómico Los elementos que forman redes se representan por (E) y reciben el nombre del elemento. ~ La nomenclatura sistemática nombra a las sustancias simples mediante un prefijo numeral según sea el subíndice de la fórmula: H, mono hidrógeno; H 2 dihidrógeno, etc... ÓXIDOS ÁCIDOS Y ÓXIDOS BÁSICOS. " Hacia mediados del siglo XVIII se planteó la división de los elementos en dos grupos: los metales y los no metales. La diferencia entre unos y otros se notaba a simple vista, sobre todo por sus propiedades físicas ( brillo metálico y maleabilidad ). Sin embargo, el criterio fundamental para la clasificación de los elementos se dio con base en su comportamiento químico, al tomar en cuenta su interacción con el oxígeno y con el agua. Los metales al reaccionar con el oxígeno forman óxidos metálicos o básicos, ya que éstos al combinarse químicamente con el agua dan lugar a sustancias básicas o hidróxidos. La oxidación de los no metales da lugar a anhídridos - u óxidos ácidos -, ya que éstos al reaccionar con el agua producen ácidos, explicación que se puede dar a la formación de la lluvia ácida en las zonas urbanas e industriales.

5 Se conocen compuestos del oxígeno con todos los elementos excepto el Helio, Neón y posiblemente el Argón. El oxígeno molecular ( 02 ) reacciona con todos los elementos restantes a la temperatura ambiente o mediante calentamiento, excepto los halógenos, algunos metales y gases nobles. La química del oxígeno implica alcanzar la configuración del neón por una de las formas siguientes: Ganancia de electrones para formar el ion óxido O 2. Formación de dos enlaces covalentes sencillos o un enlace doble. 3. Formación de un enlace sencillo y ganancia electrónica, como en OH 4. Formación de tres, o menos generalmente, cuatro enlaces covalentes como en los iones hidronio. H Como sabemos los compuestos químicos derivados de la combinación de un metal con el oxígeno, suelen diferenciarse de los compuestos análogos de los no metales, los llamados anhídridos; sin embargo, considerando que las características metálicas a lo largo de los diversos grupos del sistema periódico la actual nomenclatura química propone el término óxidos, siempre que se pueda seguir ambigüedades, se indica el número de átomos de oxígeno mediante prefijos adecuados. La variación en las propiedades físicas que muestran los óxidos binarios de los elementos puede atribuirse a la que ocurre en los tipos de enlace que van desde el principalmente Iónico al completamente covalente. [

6 NOMENCLATURA DE LOS ÓXIDOS METÁLICOS. Resultan de la combinación química del Oxígeno y cualquier Metal. Para nombrar a los óxidos metálicos se si9uen las siguientes reglas. 1.- La primer palabra del nombre es H Oxido ". 2.- Se observa si el metal unido al oxígeno tiene valencia Fija ( una sola ) o variable ( más de una ). Por ejemplo tenemos a estos dos metales: 3.- Si la valencia es Fija el nombre se completa con las palabras de y el nombre del Metal Si la valencia es variable se debe comprobar con cual está trabajando el metal en el compuesto, si es la menor se utiliza la terminación Oso y si es la mayor será la terminación Ico al nombre del metal. Así entonces para nombrar el MgO: a) Es un óxido porque solo participa el metal ( magnesio ) más el oxígeno. b) El Magnesio tiene valencia Fija y por lo tanto el compuesto se llama Óxido de Magnesio.

7 a) Es un óxido porque solo participa el metal mas el oxigeno. b) El Hierro tiene valencia Variable y está empleando la menor (2 ). c) Por lo tanto el compuesto se llama: Oxido Ferroso. Para el caso de un metal con valencia variable y que emplea la mayor: Fe a) Es un óxido porque solo participa el metal mas el oxigeno. b) El Hierro tiene valencia Variable y está empleando la mayor (3). c) Por lo tanto el compuesto se llama: Oxido Férrico. Otras dos formas de nombrar a los óxidos metálicos es: 1.- Se nombra al compuesto como: Oxido de mas el nombre dei metal y con números romanos el número de valencia, en el caso de ser fija no se escribe. Por ejemplo: MgO FeO Fe Oxido de Magnesio. Oxido de Hierro II. Oxido de Hierro III. 2.- Utilizando las prefijos Mono, Di o Bi, Tri, Tetra, Penta, Hexa, Hepta, Octa, Nona, Deca, Undeca, etcétera. Más la preposición 11 De ". MgO FeO Fe Monóxido de Monomagnesio. Monóxido de Monohierro. Trióxido de Dihierro. Un caso especial resultan ser los Peróxidos como son: el H Agua oxigenada y su nombre es Peróxido de Hidrógeno o el Peróxido de Sodio. Na Por último mencionaremos los óxidos más comunes utilizando la primera nomenclatura: ZnO Oxido de Zinc K 2 0 Oxido de Potasio HgO Oxido Mercuroso Ag 2 0 Oxido de Plata AI Oxido de Aluminio Cr Oxido Crómico Cu 2 0 Oxido Cuproso Au Oxido Aúrico Pb0 2 Oxido Plómico Sn0 2 Oxido Estáñico..--

8 NOMENCLATURA DE LOS ANHIDRIDOS (ÓXIDOS NO METÁLICOS). Resultan de la combinación de un No metal más el oxígeno. El nombre de estos compuestos será determinado por la valencia del No metal, por lo que debemos consultar este cuadro: Valencia Prefijo Nombre Subfijo 1-2 Hipo No metal Oso 3-4 No metal Oso 5-6 No metal Ico 7 Per No metal Ico * Excepto el Boro, Carbono y Silicio que siempre se nombran como si su valencia fuera 5. Entonces para nombrar un anhídrido se deben seguir las siguientes reglas: 1.- Se observa con que valencia está trabajando el No metal. 2.- La primer palabra del nombre es " Anhídrido ". 3.- Se consulta en el cuadro dicha valencia, para asignar el prefijo y el subfijo. (Terminación) 4.- Ahora se construye el nombre: Anhídrido + Prefijo + Nombre del no metal + terminación. Así para nombrar el siguiente compuesto: S0 2 a) Es un anhídrido porque solo participa el no metal más el oxígeno. b) El Azufre está trabajando con la valencia 4 y está en la tabla indica solo terminación Oso. c) Por lo tanto el compuesto se llama: Anhídrido Sulfuroso.

9 Ejemplos de los anhídridos más comunes: Anhídrido de Flúor Anhídrido Bromoso I 2 0 Se0 3 Anhídrido Hipoyodoso Anhídrido Selénico TeO 3 Anhídrido Telúrico Anhídrido Bórico B 2 O 3 P 2 O 5 Anhídrido Fosfórico Anhídrido Perclórico Cl 2 O 7 TeO 2 Anhídrido Teluroso Anhídrido Carbónico CO 2

10 NOMENCLATURA DE LAS OXISALES. Son compuestos caracterizados por la combinación de un Metal, un No metal más el oxígeno. El nombre de estos compuestos será determinado por la valencia del No metal, por lo que debemos consultar este cuadro: Valencia Prefijo Nombre Subfijo 1-2 Hipo No Metal Ito 3-4 No Metal Ito 5-6 No Metal Ato 7 Per No Metal Ato * Excepto el Boro, Carbono y Silicio que siempre se nombran como si su valencia fuera 5. Entonces para nombrar a las oxisales se deben seguir las siguientes reglas: 1.- Coloque la valencia del metal y del oxígeno en la parte superior. 2,- Multiplique en cada caso por sus subíndices (si existen). 3.- Reste los productos. 4.- El resultado divídase entre el número de elementos cuya valencia es desconocida. 5.- El cociente (resultado) se consulta en el cuadro conocido para saber la terminación que llevará el nombre del no metal. 6.- Ahora se construye el nombre: Nombre del no metal + terminación + Nombre del metal (basándose en la valencia. Fija o variable).

11 Así para nombrar el siguiente compuesto: Fe 2 (S0 4 ) 3 A) Es una oxisal por que solo participa el metal, el no metal más el oxígeno. B) La valencias del Fe y del O son + 3 Y - 2 respectivamente. C) Para el metal: (+3 de la valencia) x (2 del subíndice) = 6. D) Para el oxígeno: (-2 de la valencia) x (4 del subíndice interno) x (3 del subíndice, Externo) = 24. E) Resta de productos: 24-6 = 18 F) Existen 3 azufre (el subíndice externo nos indica cuantos no metales intervienen), por lo tanto 18/3 = 6. Esté corresponde a la terminación ATO para el no metal. G) El metal trabaja con su valencia mayor, por lo tanto ocupa la terminación ICO, Entonces el nombre de la oxisal es: Sulfato Férrico o Sulfato de Hierro III Algunos ejemplos de oxisales: Ba 3 (P0 3 ) 2 Fosfito de Bario CaC0 3 Carbonato de Calcio. Au 2 (S0 3 ) 3 Sulfito de Oro III AI(CI0) 3 Hipoclorito de Aluminio FeS0 4 Sulfato Ferroso Ca 3 (P03) 2 Fosfito de Calcio KBrO Hipobromito de Potasio Hg 3 (As0 4 ) 2 Arseniato Mercúrico Cr 2 (S0 4 ) 3 Sulfato Crómico Pb(Cl0 4 ) 4 Perclorato Plómico

12 NOMENCLATURA DE LOS OXIÁCIDOS. - Los ácidos inorgánicos oxigenados son compuestos con características ácidas ya que liberan fácilmente al ion H +. Se caracterizan por que están formados de Hidrógeno (H+), un No metal más el oxígeno. " El nombre de estos compuestos será determinado por la valencia del No metal, de manera similar que en las oxisales, pero aquí nunca habrá paréntesis. Para nombrarlos debemos consultar este cuadro: Valencia Prefijo Nombre Subfijo 1-2 Hipo No metal Oso 3-4 A C I D O No metal Oso 5-6 No metal Ico 7 Per No metal Ico * Excepto el Boro, Carbono y Silicio que siempre se nombran como si su valencia fuera 5.

13 Entonces para nombrar a los oxiácidos se deben seguir las siguientes reglas: 1.- Coloque la valencia del Hidrógeno (+1) y del oxígeno (-2) en la parte superior. 2.- Multiplique en cada caso por sus subíndices (si existen). 3.- Reste los productos. 4.- El resultado se consulta en el cuadro conocido para saber la terminación que llevará el nombre del no metal. 5.- Ahora se construye el nombre: Ácido" + Nombre del no metal + terminación obtenida en la tabla. Así para nombrar el siguiente compuesto: H 2 S0 4 a) Es un oxiácido ya que solo participa el hidrógeno, el no metal más el oxígeno. b) Se escriben las valencias del H y del O respectivamente. c) Para el hidrógeno: (+ 1 de la valencia) x (2 del subíndice) = 2. d) Para el oxígeno: (-2 de la valencia) x (4 del subíndice interno) = 8. e) Se realiza la resta de productos para obtener la valencia del no metal: 8-2 = 6 f) El número 6 corresponde a la terminación ICO para el no metal. Por lo tanto el nombre seda: Ácido Sulfúrico. Algunos ejemplos de oxácido comunes: HN0 3 Ácido Nítrico H 3 P0 4 Ácido Fosfórico H 2 S0 3 Ácido Sulfuroso HI0 3 Ácido Yódico HBrO Ácido Hipobromoso HCI0 4 Ácido Perclórico H 3 B0 4 Ácido Bórico H 2 C0 3 Ácido Carbónico.