4. Compuestos ternarios
4.2 Oxoácidos
Son ácidos ternarios que contienen oxígeno; así, estos compuestos tienen por fórmula general: HaXbOc
El hidrógeno actúa con nº de oxidación 1+ y el oxígeno 2-. X es el átomo central. Pueden ser elementos no metálicos y algunos metales de transición con sus números de oxidación más altos (actúan como no metal).
Según las recomendaciones de la IUPAC del 2005, se pueden nombrar de tres formas diferentes: nomenclatura común o clásica, nomenclatura de adición y nomenclatura de hidrógeno.
Nomenclatura común (clásica o tradicional)
Para nombrarlos de este modo, es necesario conocer todos los números de oxidación que pueden presentar los elementos que actúa como átomo central. Dependiendo del número de estados de oxidación que tenga un elemento, se usarán distintos prefijos y sufijos. Los prefijos y sufijos que se usan son:
Un resumen de dichos números de oxidación se muestra en la siguiente tabla:
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*En algún ejercicio se ha encontrado el carbono con nº de oxidación 2+, pero no lo suele presentar en este tipo de compuestos y derivados.
*El manganeso, como se ve, es excepcional a la hora de usar prefijos y sufijos para nombrarlos.
Para nombrarlos, se antepone la palabra “ácido” seguida del nombre del elemento central con los prefijos y sufijos correspondientes al nº de oxidación que usa en dicho compuesto.
Pongamos un ejemplo:
Oxoácidos con doble número de átomo central(uso del prefijo –di) Estos compuestos se consideran resultantes de la condensación de dos moléculas de ácido y la posterior pérdida de una molécula de agua. Se nombran colocando delante del átomo central el prefijo “-di”.
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Igualmente, se podrían formular y nombrar oxoácidos con un número mayor de átomos centrales. Se utilizarían los prefijos de cantidad
sucesivos.
Nomenclatura de adición
Esta forma de nomenclatura da información estructural. Así, se nombra el átomo central y, utilizando los prefijos correspondientes de cantidad, los grupos o ligandos que se unen a él, ordenados alfabéticamente delante del nombre de átomo central.
Al átomo central se pueden unir grupos –OH (que se nombran como “hidróxido-“ ) y grupo =O ( que se nombran como “óxido-“), ambos
precedidos por los prefijos de cantidad correspondientes. El nombre se finaliza con el nombre del átomo central.
Por ejemplo, pongamos el caso del H2SO4. Por la nomenclatura tradicional se llama ácido sulfúrico. Su estructura es la siguiente:
Como se ve en el desarrollo molecular, el azufre se rodea de dos grupos hidróxidos y dos grupos óxidos, por lo que se nombrará:
dihidroxidodioxidoazufre
De forma general:
(prefijo de cantidad)hidroxido(prefijo de cantidad)oxido(nombre del átomo central).
Es esta nomenclatura no se usa en ningún momento el prefijo de cantidad –mono.
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Nomenclatura de adición para oxoácidos con doble número de átomo central.
En general, estos compuestos presentan dos entidades idénticas simétricas unidas normalmente por un grupo “óxido”.
Para indicar la presencia del óxido como puente de unión , se utiliza la letra griega “µ” seguida de un guión que la separa de la palabra “oxido”. Para indicar la presencia de dos entidades idénticas, se utiliza el prefijo “bis-“ y tras éste se pone un paréntesis donde va a nombrarse la entidad según la nomenclatura explicada anteriormente.
Sirva como ejemplo el H2S2O7. El nombre y la estructura sería:
Nomenclatura de hidrógeno
Consiste en nombrar, en primer lugar, los hidrógenos que contiene el ácido mediante la palabra “hidrogeno-“, precedida por el prefijo de cantidad que identifique el número de hidrógenos que contenga el oxoácido. A continuación, si dejar espacios y entre paréntesis, se nombra el anión indicando el número de oxígenos con la palabra “óxido-“precedida del prefijo de cantidad correspondiente y se acaba con la raíz del nombre del átomo central acabado en “-ato”.
Ejemplo: para el H2SO4 → dihidrógeno(tetraoxidosulfato)
Nomenclatura “anterior” a las recomendaciones de la IUPAC. Aunque esta nomenclatura está en desuso, como coexistirán con las anteriores, es conveniente conocerla.
Se nombra primero los oxígenos con la palabra “oxo-“ precedida del prefijo correspondiente de cantidad. A continuación, se nombra el átomo central, acabado en “-ato”, seguido por el nº de oxidación entre paréntesis y con números romanos; si es necesario, se añade un prefijo de cantidad. Por último se indica la presencia de hidrógeno (sin especificar el nº de hidrógenos que contiene)
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Ejemplo: para el H2SO4 → tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno
Se expone en la próxima tabla, la variedad de nomenclaturas que existían de estos compuestos y las que en la actualidad son las admitidas.
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Ejercicios con los ácidos más comunes:
Fórmula Tradicional Nomenclatura de adición Nomenclatura de hidrógeno H3BO3 Ácido bórico H2CO3 Ácido carbónico H4SiO4 Ácido silícico HNO2 Ácido nitroso HNO3 Ácido nítrico H3PO3 Ácido fosforoso H3PO4 Ácido fosfórico
Similar al fósforo se formularán los ácido del As y Sb.
H2SO2 Ácido hiposulfuroso H2SO3 Ácido sulfuroso H2SO4 Ácido sulfúrico
Página 29 Similar a los del S se formularán los del Se y Te
HClO Ácido hipocloroso HClO2 Ácido cloroso HClO3 Ácido clórico HClO4 Ácido perclórico
Similar al cloro son los ácidos del F, Br y I
H2CrO4 Ácido crómico H2Cr2O7 Ácido dicrómico H2MnO4 Ácido mangánico HMnO4 Ácido permangánico 5. Iones
Los iones son especies con carga (ya sea un átomo o un grupo d átomos).
En la fórmula de los iones monoatómicos, la carga se expresa con un superíndice seguidos del número y signo correspondiente (Cu2+). En los iones poliatómicos, la carga se indica igualmente a la derecha del último elemento que forma el ión (ClO1-).
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Cationes monoatómicos
Hay dos formas de nombrarlos:
a) Uso del número de carga (sistema Ewens-Basset): se nombra el elemento y se indica, sin dejar espacio, el nº de carga entre paréntesis.
b) Uso de nº de oxidación: se nombra el elemento y se indica, sin dejar espacio, el nº de oxidación con nº romanos entre paréntesis.
FÓRMULA Según nº de
oxidación
Según nº de carga
Fe2+ Ión hierro(II) Ión hierro(2+)
Fe3+ Ión hierro(III) Ión hierro(3+)
Au1+ Ión oro(I) Ión oro(1+)
Au3+ Ión oro(III) Ión oro(3+)
K1+ Ión potasio Ión potasio(1+)
Mg2+ Ión magnesio Ión magnesio(2+)
H1+ Ión hidrógeno Ión hidrógeno(1+)
Cationes homopoliatómicos
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Cationes heteropoliatómicos obtenidos al añadir H1+ a los hidruros “padres”
*No se admite el nombre de hidronio.
Aniones monoatómicos
Se nombran según el número de carga. Si no hay ambigüedad, se puede omitir el número de carga.
Aniones homopoliatómicos
Se utiliza la nomenclatura estequiométrica, aunque alguno de ellos tienen nombres comunes aceptados.
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Aniones derivados de oxoácidos
Son los iones que resultan por la pérdida de iones hidrógeno, H1+, de un oxoácido.
a) Nomenclatura común
Se cambia la terminación “-oso” del oxoácido por “-ito” y si el oxoácido termina en “-ico”, se cambiará por “-ato”.
Como hay oxoácidos con varios hidrógenos, puede ocurrir que el anión derivado se forme por la pérdida de algunos, pero no de todos los hidrógenos. En este caso se antepone la palabra “hidrógeno-“. Si es
necesario se la antepondrá a esta palabra un prefijo numérico ( dihidrógeno, trihidrógeno…..).
b) Nomenclatura estequiométrica (de composición)
Se nombran los elementos, indicando el número de cada uno con los prefijos de cantidad. Sería como eliminar los hidrógenos de la nomenclatura de hidrógeno de los oxoácidos. Finalmente, se indica la carga del anión mediante el nº de carga (sistema Ewens-Basset).
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c) Nomenclatura de hidrógeno
Para los aniones que contienen hidrógeno, se puede usar este nomenclatura descrita para los ácidos, indicando la carga del anión al final del nombre entre paréntesis.
d) Nomenclatura de adición
Para nombrarlos, se siguen las mismas reglas que para los oxoácidos:
*Cuando se tiene un anión sin hidrógenos, la nomenclatura de adición coincide con la estequiométrica, siempre que haya un único átomo central.
Ejercicios:
Anión N. común N. estequio. N. de Hidr. N. de adición
PO4 3-
HPO4 2-
Página 34 H2PO41- NO2 1- Cr2O7 2- MnO41- BrO21- 6. Oxisales
Resultan de la combinación de los aniones (que no contengan ningún hidrógeno) que proceden de los oxácidos con un catión. La carga total de la oxisal es neutra.
En general, se nombra primero el anión seguido del metal.
Nomenclatura clásica o común
Se nombra el anión, seguido de la palabra “de”, y después se escribe el nombre del metal seguido por su nº de carga (Ewens-Basset) o por el de oxidación (Stock). Si el metal tiene una única valencia, no se indica el número de oxidación.
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Nomenclatura estequiométrica (de composición)
Se nombra en primer lugar, el anión del oxoácido sin indicar la carga y, tras la palabra “de”, se nombra el catión. La proporción de ambos constituyentes se indica mediante los prefijos multiplicativos.
Cuando el nombre de un constituyente comienza por un prefijo multiplicativo o para evitar ambigüedades, se usan los prefijos de cantidad alternativos (bis,tris, tetrakis, pentakis,…), colocando el nombre correspondiente del anión entre paréntesis.
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Nomenclatura de adición
Se nombra el anión de acuerdo a la nomenclatura de adición y, tras la palabra “de”, el catión, utilizando el número de carga correspondiente.
Ejercicios:
Fórmula Común Estequiométrica Adición
CuBrO2 Sulfito de plata Dioxidonitrato de potasio Tetraoxidosulfato(2-) de oro(3+) Ca(NO3)2
Página 37 Dicromato de potasio Bis(trioxidoborato) de tricalcio Tetraoxidomanganato(1-) de litio CaCO3 Silicato de hierro(III) Trioxidocarbonato de berilio Oxidoyodato(1-) de oro(1+) NiAsO3 Hiposulfito de cobalto(II) Tetraoxidomanganato de dicesio Trioxidosulfato(2-) de mercurio(1+) NaClO Disulfato de aluminio Heptaoxidodicromato de dipotasio
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7. Sales ácidas