3.4. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA I.

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1 3.4. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA I SÍMBOLOS QUÍMICOS. Cada elemento químico se identifica con un nombre, aprobado por la IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemestry - Unión Internacional de Química Pura y Aplicada - y un símbolo, que permite referirse a él de forma abreviada. El símbolo puede constar de una o dos letras, la primera siempre en mayúsculas y la segunda, si la hay, siempre en minúscula, normalmente derivadas del nombre del elemento, aunque a veces proceden del nombre en latín o en otro idioma. Así, el símbolo del hidrógeno es H, pero el de la plata es Ag, ya que en latín se llamaba argentum. H Li Be Na Mg He B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 158 PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

2 ESTADOS DE OXIDACIÓN. La valencia de un átomo es el número de otros átomos a los que puede unirse, es decir, el número de enlaces que puede formar. Aunque importante, en formulación y nomenclatura más que la valencia se emplea el número o estado de oxidación. El número de oxidación es la hipotética carga que tiene un átomo al formar una molécula o un cristal iónico. Puede ser positivo o negativo, pero la suma de los estados de oxidación de los átomos de una molécula ha de ser 0. Los no metales, siempre tienen un estado de oxidación negativo, mientras que los metales tienen todos sus estados de oxidación positivos. H Li Be Na Mg He B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 159

3 FORMULAS QUÍMICAS. Las fórmulas químicas son la expresión de la composición de una molécula. Indican la clase de átomos y en qué cantidad la forman. Aunque existen varios tipos de fórmulas químicas, las más importantes son la fórmula desarrollada, en la que se indica en qué orden se unen los átomos en la molécula, y la fórmula empírica, que sólo nos dice los átomos que la forman, pero no indica la forma en la que se enlazan unos a otros. Nosotros utilizaremos fórmulas empíricas. Para indicar la clase de átomos que constituyen una molécula se emplea el símbolo del elemento correspondiente e, indicando la cantidad de ese átomo presente, se le coloca un subíndice. Cuando un símbolo aparece sin subíndice quiere decir que sólo hay un átomo de ese elemento. De esta forma: Na 2 C O 3 Tiene 2 átomos de sodio, 1 de carbono (que no lleva subíndice) y 3 de oxígeno. Muchas veces se usan paréntesis, que siempre van acompañados de un subíndice. Quiere indicarse que ese subíndice afecta a todo lo que se incluye en el paréntesis. Así: (NH 4 ) 2 S O PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

4 Nos indica que hay presentes 2 NH 4. Por tanto la molécula tiene 2 átomos de nitrógeno, 8 de hidrógeno, 1 de azufre y 4 de oxígeno ELEMENTOS. Los elementos están formados por una única clase de átomos, así que en su fórmula sólo aparece un único símbolo. La mayoría de los elementos no forman moléculas, sino que constituyen cristales, en los que todos los átomos están enlazados. Todos los metales y semimetales se comportan así, además del carbono y el boro. Por eso su fórmula empírica coincide con su símbolo. Así, el hierro, el sodio o el plomo tienen como fórmula empírica Fe, Na o Pb. Pero que coincidan símbolo químico y fórmula empírica no significa que sean lo mismo. El símbolo se refiere a un único átomo y la fórmula a trillones y trillones de átomos que forman un cristal. Los gases nobles, los elementos del último grupo de la tabla periódica, forman moléculas monoatómicas, moléculas que sólo tienen un átomo. También aquí el símbolo y la fórmula empírica coinciden, y ambas se refieren a un único átomo: He Ne Ar Kr Xe Rn Helio Neón Argón Kriptón Xenón Radón La mayoría de los no metales forman moléculas diatómicas, formadas por dos átomos del elemento: PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 161

5 H 2 N 2 O 2 F 2 Cl 2 Br 2 I 2 Hidrógeno Nitrógeno Oxígeno Flúor Cloro Bromo Iodo Finalmente, algunos elementos forman moléculas más complejas: S 8 P 4 Azufre Fósforo La mayoría de las moléculas de los elementos reciben el nombre del propio elemento. Así la molécula de hierro, con fórmula Fe, se llama también hierro, la de cloro, cuya fórmula es Cl 2, también recibe el nombre de cloro y la de azufre, de fórmula empírica S 8 se llama azufre. Algunos elementos, sin embargo, aunque tienen siempre la misma molécula, a veces se presentan con apariencia distinta y, por eso, reciben varios nombres dependiendo de su apariencia: son los alótropos del elemento. Por ejemplo, el fósforo puede presentarse en dos formas alotrópicas, ambas con fórmula empírica P 4, debido a su color una recibe el nombre de fósforo blanco, y está presente en las cerillas de cera, y otra se denomina fósforo rojo, y se haya en el rascador de las cerillas de seguridad. Diamante, grafito y carbón son formas alotrópicas del carbono y el plomo tiene también una forma alotrópica gris y otra blanca. 162 PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

6 Finalmente, algunos elementos pueden presentarse con más de una fórmula empírica. El más común de estos es el oxígeno, que normalmente está formado por moléculas diatómicas, O 2, y que recibe el nombre de oxígeno. Pero a veces se presenta formado por moléculas con tres átomos de oxígeno, O 3 y recibe el nombre de ozono, de gran importancia porque en la atmósfera impide que los rayos ultravioletas, que son los que producen las quemaduras solares, más peligrosos lleguen al suelo ACTIVIDADES. a) Para el aula: Busca en el diccionario el significado de las siguientes palabras y anótalo en tu cuaderno. Si en la definición no comprendes alguna palabra, búscala también y escribe su significado: Símbolo Expresión Fórmula Alótropo Ozono PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 163

7 Indica el símbolo de los siguientes elementos: Hierro, Oxígeno, Cloro, Plata, Sodio, Potasio, Cinc, Azufre, Arsénico y Calcio. Indica el nombre de los elementos cuyos símbolos químicos son: F, N, H, Hg, Au, Ni, Pb, Cd, Si y Mg. Cuáles son las valencias de los elementos siguientes? Hierro, Sodio, Bromo, Azufre, Fósforo, Carbono, Cobalto, Oro, Cobre y Cloro. Formula los siguientes elementos: Cloro, Hidrógeno, Ozono, Hierro, Sodio, Fósforo, Oxígeno, Flúor, Calcio y Nitrógeno. b) Para casa: Escribe el nombre y el símbolo de 10 elementos. Escribe el nombre y símbolo de 3 elementos con los estados de oxidación: 1; 2 y 3; 2; -1, 1, 3, 5 y 7; -3, 3 y 5; y -2, 2, 4, 6. Qué es un alótropo? La molécula de una sustancia está formada por 2 átomos de hidrógeno, 1 de azufre y 4 de oxígeno. Escribe su fórmula. Escribe la fórmula de la molécula formada por 1 átomo de calcio, 1 de carbono y 3 de oxígeno. Y la formada por un átomo de sodio y otro de cloro? Y por 1 átomo de sodio, otro de cloro y otro de oxígeno? Escribe la fórmula molecular de al menos 10 elementos químicos. 164 PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

8 Experiencia 17 Elementos Material: Tabla periódica. Reactivos: Diversas sustancias Procedimiento: Busca en el laboratorio sustancias que contengan en su fórmula los elementos Fe, Na, K, Ag y Cr. Anota en tu cuaderno las sustancias que has encontrado, indicando su fórmula química y su nombre. Responde en tu cuaderno: Indica los nombres de los elementos que has buscado y de los que forman sustancias con ellos. Escribe las valencias de todos los elementos anteriores Indica los pictogramas que acompañan a cada sustancia PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 165