1.- CONCEPTOS PREVIOS

TEMA 4: FORMULACIÓN 1.- CONCEPTOS PREVIOS Compuesto químico: es la unión de varios átomos que no pueden separarse por procedimientos físicos pero sí mediante procedimientos químicos. Ejemplo: dos átomos de hidrógeno (H) unidos a un átomo de oxígeno (O) forman un compuesto llamado agua (H 2 O). Valencia de un elemento: es uno o varios números que se le asocian a cada elemento químico y que indica el número de átomos de hidrógeno con los que se podría combinar o unir para formar sustancias. Compuesto binario: es una sustancia formada por dos elementos distintos. Na Cl sodio y cloro (cloruro sódico), H 2 O hidrógeno y oxígeno (óxido de dihidrógeno o agua). Compuesto ternario: es una sustancia formada por tres elementos distintos. Ejemplo: H 2 SO 4 hidrógeno, azufre y oxígeno (ácido sulfúrico). Compuesto cuaternario: es una sustancia formada por cuatro elementos distintos. Ejemplo: NaH 2 PO 4 sodio, hidrógeno, fósforo y oxígeno (dihidrogenofosfato de sodio o dihidrogenotetrafosfato (V) de sodio) 2.- NOMENCLATURAS Existen tres nomenclaturas; es decir, tres maneras diferentes de nombrar el mismo compuesto: la nomenclatura sistemática, la de Stock y la tradicional. 2.1.- Nomenclatura sistemática Consiste en utilizar prefijos delante del nombre de cada elemento que indiquen el número de átomos de cada uno de ellos que intervienen en el compuesto: 1 átomo = mono (no se suele utilizar) 2 átomos = di 3 átomos = tri 4 átomos = tetra 5 átomos = penta 6 átomos = hexa 7 átomos = hepta - Cl 2 O 3 : trióxido de dicloro - I 2 O: óxido de diyodo o monóxido de diyodo 2.2.- Nomenclatura de Stock Esta nomenclatura se caracteriza porque hay que indicar con números romanos entre paréntesis la valencia con la que actúa uno de los elementos SIEMPRE QUE PUEDA ACTUAR CON MÁS DE UNA VALENCIA. 1

- Fe (OH) 2 : hidróxido de hierro (II) - Fe (OH) 3 : hidróxido de hierro (III) 2.3.- Nomenclatura tradicional Consiste en utilizar una serie de prefijos y sufijos que indiquen, cuando un elemento tiene más de una valencia, con cuál de ellas lo está haciendo. Elemento con una valencia: terminación ico. Elemento con dos valencias: valencia menor terminación oso. valencia mayor terminación ico. valencia menor prefijo hipo- y terminación oso. Elemento con tres valencias : valencia intermedia terminación oso. valencia mayor terminación ico. Elemento con cuatro valencias: valencia mayor prefijo hipo- y terminación oso. segunda valencia menor terminación oso. tercera valencia menor terminación ico. valencia mayor: prefijo per- y terminación ico. El sodio es un elemento con una sola valencia - Na 2 O: óxido sódico El hierro es un elemento con dos valencias: 2 y 3. - Fe O: óxido ferroso (aquí el hierro está actuando con valencia 2) - Fe 2 O 3 : óxido férrico (aquí el hierro está actuando con valencia 3) El azufre es un elemento con tres valencias: 2, 4 y 6. - S O: anhídrido hiposulfuroso (el azufre está actuando con valencia 2) - S O 2 : anhídrido sulfuroso (el azufre está actuando con valencia 4) - S O 3 : anhídrido sulfúrico (el azufre está actuando con valencia 6) El cloro es un elemento con cuatro valencias: 1, 3, 5 y 7. - Cl 2 O: anhídrido hipocloroso (el cloro está actuando con valencia 1) - Cl 2 O 3 : anhídrido cloroso (el cloro está actuando con valencia 3) - Cl 2 O 5 : anhídrido clórico (el cloro está actuando con valencia 5) - Cl 2 O 7 : anhídrido perclórico (el cloro está actuando con valencia 7) Observación: en formulación, a la hora de nombrar un compuesto hay que leer la fórmula de derecha a izquierda. 2

3.- FORMULACIÓN DE COMPUESTOS BINARIOS Para escribir la fórmula de un compuesto binario tendremos en cuenta la nomenclatura que estén utilizando para darnos el nombre del compuesto: - Si nos dan la nomenclatura sistemática: como los prefijos nos indican el número de átomos de cada elemento que forman el compuesto, solo hay que escribir los símbolos de los elementos en el orden contrario al que se nombran y debajo de cada uno el número que indique el prefijo que lleve en el nombre. - Si nos dan cualquiera de las otras dos nomenclaturas: hay que escribir los símbolos de los elementos en el orden contrario al que se nombran e intercambiar las valencias. En la nomenclatura de Stock el número romano nos da una de las valencias (la otra será conocida) y en la nomenclatura tradicional, según los prefijos y los sufijos hay que deducir cuál es la valencia de uno de los elementos (la del otro será conocida). Por último hay que simplificar la fórmula. - Dióxido de plomo: Pb O 2 - Óxido de calcio: Ca 2 O 2 Ca O - Óxido de cloro (V): Cl 2 O 5 - Trióxido de dicobalto: Co 2 O 3 4.- COMBINACIONES BINARIAS CON EL OXÍGENO A las combinaciones binarias entre el oxígeno y otro elemento se le llaman óxidos y pueden ser de varios tipos: óxidos básicos, peróxidos y óxidos no metálicos (llamados también anhídridos). 4.1.- Óxidos básicos Son compuestos binarios formados por la combinación de un metal y el oxígeno. En este tipo de compuestos el oxígeno actúa siempre con valencia 2. Na 2 O Óxido de disodio Óxido de sodio Óxido sódico Ca O Óxido de calcio Óxido de calcio Óxido cálcico Fe O Óxido de hierro Óxido de hierro (II) Óxido ferroso 4.2.- Peróxidos Son combinaciones de los metales con el grupo peroxo O 2. Se formula poniendo el símbolo del metal, a continuación el grupo peroxo y luego se cruzan las valencias: M 2 (O 2 ) n - Si n es par, la fórmula se divide por dos. - Si n es impar, la fórmula se multiplica por el subíndice del oxígeno y no se simplifica. 3

Ca 2 (O 2 ) 2 = Ca O 2 ; Fe 2 (O 2 ) 3 = Fe 2 O 6 Para nombrar un peróxido, en las nomenclaturas tradicional y de Stock, en lugar de la palabra óxido utilizamos la palabra peróxido. La nomenclatura sistemática se utiliza como si se tratara de un óxido normal. Ca O 2 Dióxido de calcio Peróxido de calcio Peróxido cálcico Fe 2 O 6 Hexaóxido de dihierro Peróxido de hierro (III) Peróxido férrico 4.3.- Óxidos ácidos o anhídridos Son compuestos binarios formados por un no metal y el oxígeno. La única diferencia a la hora de formular estos compuestos con respecto a los óxidos básicos es que en la nomenclatura tradicional se sustituye la palabra óxido por anhídrido. Cl 2 O Óxido de dicloro Óxido de cloro (I) Anhídrido hipocloroso S O Óxido de azufre Óxido de azufre (II) Anhídrido hiposulfuroso I 2 O 3 Trióxido de diyodo Óxido de yodo (III) Anhídrido yodoso - Óxido de selenio (IV): Se 2 O 4 Se O 2 - Pentaóxido de dibromo: Br 2 O 5 - Anhídrido sulfúrico: S 2 O 6 S O 3 - Anhídrido peryódico: I 2 O 7 - Óxido de arsénico (V): As 2 O 5 - Dióxido de silicio: Si O 2 Excepciones: El manganeso: tiene por valencias 2, 3, 4, 6 y 7, pero solo actúa como un no metal con las valencias 4, 6 y 7, dando lugar a los siguientes compuestos: Mn O 2 Dióxido de manganeso Óxido de manganeso (IV) Anhídrido manganoso Mn 2 O 3 Trióxido de manganeso Óxido de manganeso (III) Anhídrido mangánico Mn 2 O 7 Heptaóxido de dimanganeso Óxido de manganeso (VII) Anhídrido permangánico 4

El cromo: el cromo se comporta como un no metal cuando actúa con valencia 6. Cr O 3 Trióxido de cromo Óxido de cromo (VI) Anhídrido crómico 4.4.- Cálculo de la valencia del elemento A la hora de nombrar un compuesto binario necesitamos saber la valencia con la que actúa cada elemento. En las combinaciones binarias con el oxígeno sabemos que este actúa siempre con valencia 2, pero cómo sabemos la valencia con la que está actuando el otro elemento? - Si el elemento que se ha combinado con el oxígeno solo tiene una valencia, lo hará con la única que tiene. Ca O El calcio está actuando con valencia 2, ya que es la única que tiene. Al 2 O 3 El aluminio está actuando con valencia 3, ya que es la única que tiene. - Si el elemento que se ha combinado con el oxígeno tiene más de una valencia, hay que multiplicar el número que lleve el oxígeno por 1 o por 2, siempre el contrario del número que lleve el elemento. S O 3 El azufre está actuando con valencia 6 (como el azufre lleva un 1, hay que multiplicar el número que lleve el oxígeno por 2). Br 2 O 3 El bromo está actuando con valencia 3 (como el bromo lleva un 2, hay que multiplicar el número que lleve el oxígeno por 1). 5.- COMBINACIONES BINARIAS CON EL HIDRÓGENO A las combinaciones binarias entre el hidrógeno y otro elemento se le llaman hidruros y pueden ser de dos tipos: hidruros metálicos e hidruros no metálicos (llamados también ácidos hidrácidos). 5.1.- Hidruros metálicos Son compuestos binarios formados por un metal y el hidrógeno. En estos compuestos el hidrógeno actúa siempre con valencia 1, y para formularlos o nombrarlos se siguen las mismas normas que establecimos para los óxidos básicos. Na H Hidruro de sodio Hidruro de sodio Hidruro sódico Fe H 2 Dihidruro de hierro Hidruro de hierro (II) Hidruro ferroso Sn H 4 Tetrahidruro de estaño Hidruro de estaño (IV) Hidruro estánnico 5

- Trihidruro de hierro: Fe H 3 - Hidruro de manganeso (III): Mn H 3 - Hidruro hipocromoso: Cr H 2 5.2.- Cálculo de la valencia del elemento A la hora de nombrar un compuesto binario necesitamos saber la valencia con la que actúa cada elemento. En las combinaciones binarias con el hidrógeno sabemos que este actúa siempre con valencia 1, pero cómo sabemos la valencia con la que está actuando el otro elemento? En este caso la valencia del elemento es el número que lleve el hidrógeno. Au H 3 El oro está actuando con valencia 3 (el número que lleva el hidrógeno). Ni H 2 El níquel está actuando con valencia 2 (el número que lleva el hidrógeno). 5.3.- Hidruros no metálicos o ácidos hidrácidos Son combinaciones del hidrógeno con uno de los siguientes elementos no metálicos: F, Cl, Br, I, S, Se, Te. En estos compuestos el hidrógeno actúa siempre con valencia 1 y los elementos anteriores con la valencia más pequeña que tengan. Para este tipo de compuestos utilizaremos solo dos nomenclaturas, la sistemática y la tradicional. - En la nomenclatura sistemática se escribe el nombre del elemento con terminado en uro seguido de las palabras de hidrógeno, ambos con el.prefijo correspondiente. - En la nomenclatura tradicional se escribe primero la palabra ácido seguida del nombre del elemento terminado en -hídrico. Sistemática Tradicional H F Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico H Cl Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico H Br Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico H I Yoduro de hidrógeno Ácido yodhídrico H 2 S Sulfuro de dihidrógeno Ácido sulfhídrico H 2 Se Seleniuro de dihidrógeno Ácido selenhídrico H 2 Te Teluriuro de dihidrógeno Ácido telurhídrico 5.4.- Otros hidruros no metálicos Hay no metales como el nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio, boro carbono y silicio que forman compuestos con el hidrógeno y que reciben nombres especiales. En estos compuestos el carbono y el silicio actúan con valencia 4 y los demás con valencia 3. 6

Sistemática Tradicional N H 3 Trihidruro de nitrógeno Amoniaco P H 3 Trihidruro de fósforo Fosfina As H 3 Trihidruro de arsénico Arsina Sb H 3 Tirhidruro de antimónico Estibina B H 3 Trihidruro de boro Borano C H 4 Tetrahidruro de carbono Metano Si H 4 Tetrahidruro de silicio Silano 6.- SALES BINARIAS Son combinaciones entre un metal y un no metal (compuesto iónico) o entre un no metal con otro no metal (compuesto covalente). Para nombrarlos se siguen los criterios de cada nomenclatura añadiendo la terminación uro al elemento que se encuentra más a la derecha en la tabla periódica. En este tipo de compuestos el elemento que esté a la derecha actúa siempre con la valencia más pequeña, excepto el nitrógeno que lo hace con valencia 3 y el carbono que lo hace con valencia 4. Fe Cl 2 Dicloruro de hierro Cloruro de hierro (II) Cloruro ferroso Pt S 2 Disulfuro de platino Sulfuro de platino (IV) Sulfuro platínico Al 2 Se 3 Triseleniuro de dialuminio Seleniuro de aluminio Seleniuro alumínico Pb 2 C Carburo de diplomo Carburo de plomo (II) Carburo plumboso Pb C Carburo de plomo Carburo de plomo (IV) Carburo plúmbico 6.1.- Cálculo de la valencia del elemento En las sales binarias el elemento que esté a la derecha actúa siempre con su valencia más pequeña excepto el nitrógeno que lo hace con valencia 3 y el carbono que lo hace con valencia 4, y el que esté a la izquierda con el número que lleve el elemento que esté a la derecha multiplicado por 1 (si el elemento de la izquierda lleva la valencia con la que actúa el que está a la derecha) o por la valencia con la que está actuando el de la derecha (en otro caso). Fe S El azufre está actuando con valencia 2 (la menor) y el hierro con valencia 2 (el número que lleva el azufre, 1, se multiplica por 2, que es la valencia con la que está actuando el azufre, 7

porque el hierro no lleva ese número). Fe 2 S 3 El azufre está actuando con valencia 2 (la menor) y el hierro con valencia 3 (el número que lleva el azufre, 3, se multiplica por 1 porque el hierro lleva la valencia con la que está actuando el azufre). 7.- COMPUESTOS TERNARIOS 7.1.- Hidróxidos Los hidróxidos son combinaciones de un metal con el grupo OH. En este tipo de compuesto el grupo OH actúa siempre con valencia 1 y se siguen las mismas reglas de los hidruros metálicos cambiando la palabra hidruro por la palabra hidróxido. Pb (OH) 2 Dihidróxido de plomo Hidróxido de plomo (II) Hidróxido plumboso Mg (OH) 2 Dihidróxido de magnesio Hidróxido de magnesio Hidróxido magnésico Pt (OH) 4 Tetrahidróxido de platino Hidróxido de platino (IV) Hidróxido platínico 7.2.- Oxoácidos Son compuestos ternarios formados por hidrógeno, un no metal (a veces puede ser un metal como por ejemplo el cromo o el manganeso) y oxígeno. La fórmula de estos compuestos tiene la siguiente forma: H a X b O c, donde H es el hidrógeno, X el no metal y O el oxígeno, y a, b, c son números. 7.2.1.- Para nombrarlos Nomenclatura sistemática: en una sola palabra se escribe oxo precedido del prefijo que indique el número de átomos de oxígeno que hay, y el nombre del no metal terminado en -ato y precedido también por el prefijo que indique el número de átomos de ese elemento que hay. A continuación, entre paréntesis con número romano se escribe la valencia con la que está actuando el no metal y por último se añade de hidrógeno. H 2 S O 2 : dioxosulfato (II) de hidrógeno. H Cl O 3 : trioxoclorato (V) de hidrógeno. H I O 4 : tetraoxoyodato (VII) de hidrógeno. Observación: dado un oxoácido de la forma H a X b O c, la valencia con la que está 2c a actuando el no metal se puede calcular con la fórmula b Nomenclatura de Stock: se escribe ácido, y a continuación en una sola palabra oxo precedido del prefijo que indique el número de átomos de oxígeno que hay y el nombre del no metal terminado en -ico precedido también por el prefijo que indique el número de átomos de ese elemento que hay. Por último entre paréntesis con número romano se 8

escribe la valencia con la que está actuando el no metal. H 2 S O 2 : ácido dioxosulfúrico (II). H Cl O 3 : ácido trioxoclórico (V). H I O 4 : ácido tetraoxoyódico (VII). Nomenclatura tradicional: se escribe la palabra ácido seguida del nombre del no metal con los prefijos y sufijos que le correspondan según se estudió en la pregunta 2.3. de este tema. H 2 S O 2 : ácido hiposulfuroso. H Cl O 3 : ácido clórico. H I O 4 : ácido peryódico. 7.2.2.- Para formularlos - A partir del nombre se deduce la valencia con la que está actuando el no metal. - Se escribe la fórmula correspondiente al óxido no metálico (o ácido). - A la fórmula anterior se le añade una molécula de agua. Ejemplo: ácido sulfúrico - Valencia del azufre: 6 - Fórmula del óxido de azufre (VI): S 2 O 6 S O 3 - Se le añade una molécula de agua: S O 3 + H 2 O H 2 S O 4 Ejemplo: ácido hipobromoso - Valencia del bromo: 1 - Fórmula del óxido de bromo (I): Br 2 O - Se le añade una molécula de agua: Br 2 O + H 2 O H 2 Br 2 O 2 H Br O 7.3.- Sales neutras Son compuestos que se obtienen sustituyendo el hidrógeno de un oxoácido por un metal. 7.3.1.- Para formularlos A partir del nombre se deduce el oxoácido del que proviene y se escribe su fórmula. Para ello hay que tener en cuenta que al nombrar la sal se ha cambiado la terminación oso del oxoácido por ito y la terminación ico por ato. A continuación se cambia en la fórmula el símbolo del hidrógeno por el del metal. Se averigua a partir del nombre del compuesto la valencia con la que está actuando el metal y se pone debajo del grupo formado por el no metal y el oxígeno que se meten entre paréntesis. Si se puede simplificar el número que lleva el metal con el que hay FUERA del paréntesis, se simplifica. Si no se pudiera simplificar se dejaría la fórmula así. 9

Ejemplo: escribir la fórmula del sulfito cúprico. - De la palabra sulfito se deduce que esta sal proviene del ácido sulfuroso : H 2 S O 3 - Se cambia el símbolo del hidrógeno por el del cobre: Cu 2 S O 3 - Valencia con la que está actuando el cobre: cúprico Valencia 2 Cu 2 S O 3 2 - Simplificamos el número que lleva el metal con el que hay fuera del paréntesis: Cu S O 3 Ejemplo: escribir la fórmula del carbonato férrico. - De la palabra carbonato se deduce que esta sal proviene del ácido carbónico : H 2 C O 3 - Se cambia el símbolo del hidrógeno por el del hierro: Fe 2 C O 3 - Valencia con la que está actuando el hierro: férrico Valencia 3 Fe 2 C O 3 3 - Como no se puede simplificar el número que lleva el metal con el que hay fuera del Fe C paréntesis, la fórmula se queda así: 2 O 3 3 7.3.2.- Para nombrarlos Nomenclatura sistemática: si fuera del paréntesis hay algún número, se escribe el prefijo que indique cuál es ese número. Los prefijos que hay que utilizar para ello son: 2 BIS 3 TRIS 4 TETRAKIS A continuación se abre un corchete y se escribe en una sola palabra oxo precedido del prefijo que indique el número de átomos de oxígeno que hay, y el nombre del no metal terminado en -ato y precedido también por el prefijo que indique el número de átomos de ese elemento que hay. A continuación, entre paréntesis con número romano se escribe la valencia con la que está actuando el no metal (en la nomenclatura de Stock se ve cómo se calcula) y se cierran los corchetes. Por último se añade de seguido del nombre del metal precedido del prefijo que indique el número de átomos de ese elemento que hay. Sn (S O 3 ) 2 Bis[trioxosulfato (IV)] de estaño Fe 2 (Te O 4 ) 3 Tris[tetraoxotelurato (VI)] de dihierro Pt (Cl O) 4 Tetrakis[oxoclorato (I)] de platino Nomenclatura de Stock: se escribe el nombre del no metal con el prefijo y sufijo que le corresponda dependiendo del oxoácido del que proceda, cambiando la terminación - oso del oxoácido por -ito y la terminación -ico por ato. A continuación se añade de seguido del nombre del metal y entre paréntesis, SI EL METAL TIENE MÁS DE UNA VALENCIA, se pone con número romano la valencia con la que está actuando. En este caso la dificultad está en averiguar la valencia con la que están actuando tanto el metal como el no metal: calcula la valencia con la que están actuando el metal y el no metal en los siguientes compuestos y nómbralos con la nomenclatura de Stock: 10

Sn (S O 3 ) 2 - Separamos el metal del resto de la fórmula: Sn posibles valencias 2 y 4 (S O 3 ) 2 Quitando paréntesis: S 2 O 6 - Multiplicamos el número que le queda al oxígeno por dos: 6 2 = 12 - Multiplicamos cada una de las posibles valencias del azufre por el número que le ha quedado debajo (dos) y nos quedamos con la que más se aproxime, sin pasarse, al número que nos ha dado antes: 2 2 = 4, 4 2 = 8, 6 2 = 12. Nos quedaríamos con la valencia 4 para el azufre. - Restamos el número que salió al multiplicar por dos los oxígenos menos el que ha dado al multiplicar la valencia del azufre que hemos elegido por el número de azufres: 12 8 = 4 - Multiplicamos cada una de las posibles valencias del estaño por el número que tiene debajo: 2 1 = 2, 4 1 = 4. La valencia del estaño será la que haya servido para obtener el número que salió en el paso anterior, en este caso 4. Así: Valencia azufre = 4 terminación oso, se cambiaría por ito. Sn (S O 3 ) 2 es sulfito de estaño (IV) Fe 2 (Te O 4 ) 3 - Separamos el metal del resto de la fórmula: Fe 2 posibles valencias 2 y 3 (Te O 4 ) 3 Quitando paréntesis: Te 3 O 12 - Multiplicamos el número que le queda al oxígeno por dos: 12 2 = 24 - Multiplicamos cada una de las posibles valencias del telurio por el número que le ha quedado debajo (tres) y nos quedamos con la que más se aproxime, sin pasarse, al número que nos ha dado antes: 2 3 = 6, 4 3 = 12, 6 3 = 18. Nos quedaríamos con la valencia 6 para el telurio. - Restamos el número que salió al multiplicar por dos los oxígenos menos el que ha dado al multiplicar la valencia del telurio que hemos elegido por el número de telurios: 24 18 = 6 - Multiplicamos cada una de las posibles valencias del hierro por el número que tiene debajo: 2 2 = 4, 3 2 = 6. La valencia del hierro será la que haya servido para obtener el número que salió en el paso anterior, en este caso 6. Así: Valencia telurio = 6 terminación ico, se cambiaría por ato. Fe 2 (Te O 4 ) 3 es telurato de hierro (III) Nomenclatura tradicional: se escribe el nombre del no metal con el prefijo y sufijo que le corresponda dependiendo del oxoácido del que proceda, cambiando la terminación - oso del oxoácido por -ito y la terminación -ico por ato. A continuación se escribe el nombre del metal con los sufijos y/o prefijos que correspondan según los criterios que sigue la nomenclatura tradicional. 11

Sn (S O 3 ) 2 Sulfito estánnico Fe 2 (Te O 4 ) 3 Telurato férrico Pt (Cl O) 4 Hipoclorito platínico 8.- SALES ÁCIDAS Se obtienen a partir de los oxoácidos, sustituyendo por un metal parte de sus hidrógenos, por tanto solo podrán formar estas sales aquellos oxoácidos que tengan dos o más moléculas de hidrógeno. Se nombran exactamente igual que las sales neutras solo que anteponiéndole la palabra hidrógeno e indicando con prefijos numerales el número de hidrógenos que hay en la fórmula de la sal. - Fe (H C O 3 ) 2 Bis[hidrogenotrioxocarbonato (IV)] de hierro (II) / Hidrogenocarbonato de hierro (II) / Hidrogenocarbonato ferroso - Al (H 2 P O 4 ) 3 Tris[dihidrogenotetraoxofosfato (V) de aluminio / Dihidrogenofosfato de aluminio / Dihidrogenofosfato alumínico - Cu (H S O 4 ) 2 Bis[hidrogenotetraoxosulfato (VI)] de cobre (II) / Hidrogenosulfato de cobre (II) / Hidrogenosulfato cúprico FIN DEL TEMA 12