4.2. COMPUESTOS BINARIOS. 4.2.1. METAL Y NO METAL. Se conocen como sales binarias a las combinaciones de un metal con un no metal o de dos no metales entre sí. En los compuestos de un metal y un no metal, el no metal actúa siempre con su estado de oxidación negativo. Para formularlos, se escribe en primer lugar el símbolo químico del metal, a continuación el del no metal y se intercambian las valencias: al metal se le coloca la del no metal y al no metal la del metal. Si ambas valencias son divisibles por el mismo número, se realiza la división y se coloca el cociente: MeVmNmVn El cloro y el berilio formarán, con valencias 1 y 2 respectivamente: BeCl 2 Platino, con estados de oxidación 2 y 4, y azufre con estado de oxidación -2, formarán dos sales binarias: Pt 2 S 2 PtS 2 Pt 2 S 4 PtS 2 Observa como, en los subíndices, se intercambian las valencias. En la nomenclatura sistemática, el nombre se obtiene con un prefijo que indica el subíndice del no metal, la raíz del nombre del no metal con el sufijo 114
uro, la preposición de, un prefijo para indicar el subíndice del metal y el nombre del metal: PtS 2 Fe 2 S 3 Disulfuro de platino Trisulfuro de dihierro En la nomenclatura sistemática, las fórmulas y los nombres se leen en sentido inverso: Si el compuesto es trisulfuro de dihierro debemos escribir la fórmula leyendo el nombre de derecha a izquierda: hierro - di - sulfuro - tri Fe 2 S 3 Fe 2 S 3 Puede realizarse en proceso directamente: Dicloruro de cinc ZnCl 2 Nitruro de tripotasio K 3 N Si la fórmula es Na 2 Se, leyéndola de derecha a izquierda: Se 2 Na Seleniuro di sodio Seleniuro de disodio 115
Que también puede hacerse directamente: NaCl Cu 2 C Cloruro de sodio Carburo de dicobre En la nomenclatura de Stock, como el no metal siempre actúa con su estado de oxidación negativo, se pueden considerar dos casos: Metal con una única valencia. Se nombran con la raíz del nombre del no metal, el sufijo uro, la preposición de y el nombre del metal. Aluminio, con valencia única 3 y magnesio, con valencia única 2, forman, con el azufre y el cloro, respectivamente: Sulfuro de aluminio Cloruro de magnesio Al 2 S 3 MgCl 2 Metal con varias valencias. Se nombran con la raíz del nombre del no metal, el sufijo uro, la preposición de, el nombre del metal y a continuación, entre paréntesis y en números romanos, la valencia del metal. Así, el cobre, que puede actuar con valencia 1 o con valencia 2, formará con el azufre: Sulfuro de cobre(i) Cu 2 S Sulfuro de cobre(ii) CuS 116
Conocido el nombre según la nomenclatura de Stock, tendremos pues, dos casos: si el metal tiene varias valencias, el nombre indicará, salvo simplificaciones, en números romanos, el subíndice del no metal: Para el mercurio, que tiene dos valencias, podemos nombrar el seleniuro de mercurio(ii). La valencia del mercurio es 2 y el subíndice del selenio deberá ser 2. El selenio, como estado de oxidación negativo tiene -2, luego su valencia es 2. La fórmula será: Hg 2 Se 2 HgSe El paso de nombre a fórmula puede hacerse de forma casi automática: Sulfuro de cobalto(ii) Fluoruro de oro(i) CoS AuF Fluoruro de tecnecio(iv) TcF 4 Si el metal sólo tiene una valencia, deberemos conocerla, porque será el subíndice del no metal: Como el cadmio sólo tiene una valencia con el arsénico formará el arseniuro de cadmio. La valencia del cadmio es 2 y la del arsénico 3. La fórmula es: Cd 3 As 2 117
Para poder pasar de nombre a fórmula debemos conocer las valencias del metal y del no metal: Sulfuro de calcio Valencia S 2 Valencia Ca 2 CaS Bromuro de cinc Valencia Br 1 Valencia Zn 2 ZnBr 2 Nitruro de plata Valencia N 3 Valencia Ag 1 Ag 3 N Fluoruro de berilio Valencia F 1 Valencia Be 2 BeF 2 4.2.2. NO METAL Y NO METAL. Dos no metales pueden formar un compuesto binario. Para formularlos, hay que recordar la tabla siguiente, y escribir, en primer lugar, el no metal que esté más a la izquierda. Este primer no metal actuará con cualquiera de sus estados de oxidación positivos, mientras que el segundo no metal actuará con su estado de oxidación negativo. B Si C Sb As P N Te Se S I Br Cl O F Como siempre, en la fórmula, las valencias se intercambiarán y, si es posible, se simplificarán los números resultantes: A Vb B Va De esta forma si el compuesto está formado por azufre y selenio, será éste último el que actúe con los estados de oxidación positivos, 2, 4 o 6 y el azufre 118
actuará con valencia 2, de su estado de oxidación negativo, -2. Se pueden formular tres compuestos: Valencia 2 Valencia 4 Valencia 6 Se 2 S 2 SeS Se 2 S 4 SeS 2 Se 2 S 6 SeS 3 En la nomenclatura sistemática, el nombre se obtiene con un prefijo que indica el subíndice del segundo no metal, la raíz del nombre del mismo con el sufijo uro, la preposición de, un prefijo para indicar el subíndice del segundo no metal y el nombre del no metal: BrCl SeS 2 P 2 S 3 Cloruro de bromo Disulfuro de selenio Trisulfuro de difósforo En la nomenclatura sistemática, las fórmulas y los nombres se leen en sentido inverso: Si el compuesto es pentasulfuro de difósforo debemos escribir la fórmula leyendo el nombre de derecha a izquierda: fósforo - di - sulfuro - penta P 2 S 5 P 2 S 5 119
Puede realizarse en proceso directamente: Dicloruro de selenio SeCl 2 Hexafluoruro de azufre SF 6 Si la fórmula es Sb 2 Se 3, leyéndola de derecha a izquierda: 3 Se 2 Sb Tri Seleniuro di antimonio Triseleniuro de diantimonio Que también puede hacerse directamente: CCl 4 As 2 S 5 Tetracloruro de carbono Pentasulfuro de diarsénico En la nomenclatura de Stock, como el segundo no metal siempre actúa con su estado de oxidación negativo, sólo es necesario indicar el estado de oxidación del primer no metal. Se nombran con la raíz del nombre del segundo no metal, el sufijo uro, la preposición de, el nombre del primer no metal y a continuación, entre paréntesis y en números romanos, su valencia. Así, el selenio, que puede actuar con valencias 2, 4 o 6, formará con el azufre: 120
Sulfuro de selenio(ii) Sulfuro de selenio(iv) Sulfuro de selenio(vi) SeS SeS 2 SeS 3 En cuyas fórmulas hemos simplificado los subíndices entre 2. Conocido el nombre según la nomenclatura de Stock, deberemos conocer la tabla de orden de los no metales y sus estados de oxidación negativos, ya que el estado de oxidación positivo estará indicado en el nombre: Sea el seleniuro de silicio(iv). La valencia del silicio es 4 y el subíndice del selenio deberá ser 4. El selenio, como estado de oxidación negativo tiene -2, luego su valencia es 2. La fórmula será: Si 2 Se 4 SiSe 2 El paso de nombre a fórmula puede hacerse de forma casi automática: Sulfuro de carbono(ii) CS Fluoruro de fósforo(iii) PF 3 Sulfuro de carbono(iv) CS 2 121
4.2.3. ÓXIDOS. Un óxido resulta de la combinación de cualquier elemento con el oxígeno. Todos reciben la denominación óxido de, salvo el compuesto con hidrógeno, que se llama agua. Para formular los óxidos, escribimos en primer lugar el elemento del que se desea formular el óxido, con el subíndice 2 y a continuación el símbolo del oxígeno, que llevará como subíndice la valencia del elemento. Si la valencia es par, se simplifican ambos subíndices y no se escribe el subíndice 1: E 2 O V EO [V/2] Así, el óxido de aluminio, con valencia 3, tendrá la fórmula: Al 2 O 3 El azufre puede actuar con tres valencias y formará tres óxidos: Valencia 2 Valencia 4 Valencia 6 S 2 O 2 SO S 2 O 4 SO 2 S 2 O 6 SO 3 En la nomenclatura sistemática, el nombre se obtiene con un prefijo que indica el subíndice del oxígeno y que se aplica al sustantivo óxido, la 122
preposición de, un prefijo para indicar el subíndice del elemento y, finalmente, su nombre: Br 2 O 5 CO 2 P2O 3 Pentaóxido de dibromo Dióxido de carbono Trióxido de difósforo Hay dos grupos de prefijos que se emplean frecuentemente. Se trata de: trióxido de di- y óxido de di-. En lugar de estas combinaciones se emplean, únicamente para el sustantivo óxido los prefijos sesqui y hemi, respectivamente. Así no es correcto decir Trióxido de difósforo, sino que hay que emplear sesquióxido de fósforo, y en lugar de decir óxido de disodio, se debe decir hemióxido de sodio. Como siempre, en la nomenclatura sistemática, fórmulas y lnombres se leen en sentido inverso: Si el compuesto es pentaóxido de difósforo debemos escribir la fórmula leyendo el nombre de derecha a izquierda: fósforo - di - óxido - penta P 2 O 5 P 2 O 5 Puede realizarse en proceso directamente, recordando que sesqui y hemi son equivalentes a trióxido de di- y óxido de di-: 123
Hemióxido de cloro Cl 2 O Dióxido de carbono CO 2 Si la fórmula es Sb 2 O 3, leyéndola de derecha a izquierda: 3 O 2 Sb Tri óxido di antimonio Sesquióxido de antimonio Que también puede hacerse directamente: Na 2 O As 2 O 5 Hemióxido de sodio Pentaóxido de diarsénico En la nomenclatura de Stock se pueden considerar dos casos: Elementos con una única valencia. Se nombran con el sustantivo óxido, la preposición de y el nombre del elemento. Aluminio, con valencia única 3, y magnesio, con valencia única 2, forman: Óxido de aluminio Al 2 O 3 Óxido de magnesio MgO Elementos con varias valencias. Se nombran con el nombre óxido, la preposición de, el nombre del elemento y a continuación, entre 124
paréntesis y en números romanos, su valencia. Así, el fósforo, que puede actuar con valencia 1, 3 o 5, formará con los óxidos: Óxido de fósforo(i) Óxido de fósforo(iii) Óxido de fósforo(v) P 2 O P 2 O 3 P 2 O 5 Conocido el nombre según la nomenclatura de Stock, recordando que el elemento siempre tendrá subíndice 2, salvo simplificaciones, tendremos dos casos: si el elemento tiene varias valencias, el nombre indicará en números romanos, el subíndice del oxígeno. Para el mercurio, que tiene dos valencias, podemos nombrar el óxido de mercurio(ii). La valencia del mercurio es 2 y el subíndice del oxígeno deberá ser 2. La fórmula será: Hg 2 O 2 HgO El paso de nombre a fórmula puede hacerse de forma casi automática: Óxido de azufre(vi) S 2 O 6 SO 3 Óxido de oro(iii) Au 2 O 3 Óxido de carbono(iv) C 2 O 4 CO 2 125
Si el elemento sólo tiene una valencia, deberemos conocerla, porque será, salvo simplificaciones, el subíndice del oxígeno: Como el cadmio sólo tiene valencia 2, formará el óxido de cadmio. La fórmula es: Cd 2 O 2 CdO Para poder pasar de nombre a fórmula debemos conocer la valencia del elemento correspondiente: Óxido de calcio Valencia Ca 2 CaO Óxido de aluminio Valencia Al 3 Al 2 O 3 Óxido de plata Valencia Ag 1 Ag 2 O Óxido de boro Valencia B 3 B 2 O 3 4.2.4. HIDRÓXIDOS. Aunque formados por tres elementos distintos, los hidróxidos se comportan como compuestos binarios, ya que el ión negativo o anión hidróxido (OH) actúa siempre como una unidad conjunta. Todos reciben la denominación hidróxido de y se forman con un metal. 126
Para formular los hidróxidos, escribimos en primer lugar el símbolo del metal, a continuación el grupo hidróxido, entre paréntesis, que llevará como subíndice la valencia del metal. Si la valencia es 1 no se necesita escribirla poner los paréntesis: M(OH) V Así, el hidróxido de aluminio, con valencia 3, tendrá la fórmula: Al(OH) 3 El mercurio puede actuar con dos valencias y formará dos hidróxidos: Valencia 1 Valencia 2 Hg(OH) HgOH Hg(OH) 2 En la nomenclatura sistemática, el nombre se obtiene con un prefijo que indica el subíndice del hidróxido y que se aplica al sustantivo hidróxido, la preposición de y el nombre del metal: NaOH Ca(OH) 2 Au(OH) 3 Hidróxido de sodio Dihidróxido de calcio Trihidróxido de oro Como siempre, en la nomenclatura sistemática, fórmulas y nombres se leen en sentido inverso: 127
Si el compuesto es trihidróxido de hierro debemos escribir la fórmula leyendo el nombre de derecha a izquierda: hierro - hidróxido - tri Fe OH 3 Fe(OH) 3 Puede realizarse en proceso directamente: Dihidróxido de cobre Cu(OH) 2 Tetrahidróxido de plomo Pb(OH) 4 Hidróxido de potasio KOH Si la fórmula es Al(OH)3, leyéndola de derecha a izquierda: 3 OH Al Tri hidróxido aluminio Trihidróxido de aluminio Que también puede hacerse directamente: NaOH Co(OH) 3 Hidróxido de sodio Trihidróxido de cobalto 128
En la nomenclatura de Stock se pueden considerar dos casos: Metales con una única valencia. Se nombran con el sustantivo hidróxido, la preposición de y el nombre del metal. Aluminio, con valencia única 3, y plata, con valencia única 1, forman: Hidróxido de aluminio Al(OH) 3 Hidróxido de plata AgOH Metales con varias valencias. Se nombran con el sustantivo hidróxido, la preposición de, el nombre del metal y a continuación, entre paréntesis y en números romanos, su valencia. Así, el oro, que puede actuar con valencia 1 o 3, formará con los hidróxidos: Hidróxido de oro(i) Hidróxido de oro(iii) AuOH Au(OH) 3 Conocido el nombre según la nomenclatura de Stock tendremos dos casos: si el elemento tiene varias valencias, el nombre indicará en números romanos, el subíndice del grupo hidróxido: Para el cobre, que tiene dos valencias, podemos nombrar el hidróxido de cobre(i). La valencia del mercurio es 1 y el subíndice del ión hidróxido deberá ser 1, que no se escribe. La fórmula será: Cu(OH) 1 129
CuOH El paso de nombre a fórmula puede hacerse de forma casi automática: Hidróxido de plomo(iv) Pb(OH) 4 Hidróxido de níquel(iii) Ni(OH) 3 Hidróxido de titanio(ii) Ti(OH) 2 Si el elemento sólo tiene una valencia, deberemos conocerla, porque será el subíndice del grupo OH: Como el cadmio sólo tiene valencia 2, formará el hidróxido de cadmio. La fórmula es: Cd(OH) 2 Para poder pasar de nombre a fórmula debemos conocer la valencia del elemento correspondiente: Hidróxido de calcio Valencia Ca 2 Ca(OH) 2 Hidróxido de indio Valencia In 3 In(OH) 3 Hidróxido de rubidio Valencia Rb 1 AgOH Hidróxido de estroncio Valencia Sr 2 Sr(OH) 2 130