FORMULACIÓN DE COMPUESTOS INORGÁNICOS

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FORMULACIÓN DE COMPUESTOS INORGÁNICOS

IUPAC 2005

INTRODUCCIÓN

Saber formular correctamente es uno de los objetivos básicos de la asignatura de Física y Química. La ponencia de química sobre la selectividad utiliza las recomendaciones de la IUPAC del año 2005, por lo que usaremos dicha manera de formular.

Es posible formular y nombrar los compuestos inorgánicos en base a tres tipos de nomenclatura:

1- Nomenclatura de composición con prefijos multiplicadores (a la que llamaremos sistemática sólo para simplificar). Ésta es la que debes elegir para nombrar un compuesto a partir de su fórmula (si no sabes su nombre propio o tradicional).

2- Nomenclatura de composición expresando el número de oxidación como números romanos (a la que llamaremos estequiométrica sólo para simplificar)

3- Tradicional en algunos casos concretos. Si se puede, será la que usemos.

A la hora de indicar el número de veces que se repite un elemento (un átomo o grupo de átomos) en una fórmula se usan los siguientes prefijos:

Si se trata de átomos: se usan prefijos latinos

prefijo mono di tri tetra penta hexa hepta octa

nº átomos 1 2 3 4 5 6 7 8

En todos los prefijos no se pueden eliminar letras.

A la hora de indicar los números de oxidación es importante recordar que no es correcto indicar el número de oxidación cuando el elemento sólo posee uno de ellos.

Ejemplos Al(OH)3 nombre incorrecto: hidróxido de aluminio (III) nombre correcto: hidróxido de aluminio AgS2 nombre incorrecto: Sulfuro de plata (I)

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1 SÍMBOLOS Y VALENCIA

Los símbolos de los elementos son abreviaturas de los mismos que facilitan la formulación de los distintos compuestos que estos forman. Tales símbolos los encontramos en todos los libros de texto de Química y solo conviene recordar que "la primera letra del símbolo es mayúscula y la segunda es minúscula". La alteración de esta norma lleva a cometer errores; por ejemplo Co es el símbolo del elemento cobalto, pero CO es la formula del monóxido de carbono.

La valencia (o número de oxidación) de un elemento es un concepto difícil de definir. Muchos autores lo han definido como "la capacidad de combinación de un elemento" y que puede ser negativa cuando implica adquirir carga negativa (ganando electrones de valencia) y positiva cuando se adquiere carga positiva (perdiendo electrones de valencia).

Pero hay que reconocer que tal definición es confusa y no nos lleva a aclararnos en demasía. Por ello, desde un punto de vista de la formulación basta con saber que el aprenderse las valencias de los elementos nos puede llevar a formular de manera adecuada los diversos compuestos.

A fin de facilitar el aprendizaje de las valencias por los alumnos he divido las valencias de los elementos en tres categorías: las valencias negativas, las valencias positivas de elementos metálicos que sólo poseen una de ellas y los demás elementos no metálicos.

Es necesario recordar que no se contemplan todos los posibles números de oxidación, sólo los mas frecuentes. Y por eso mismo no aparecen todos los elementos dela tabla periódica, sólo los mas frecuentes.

Muchos alumnos echarán de menos las típicas valencias positivas de elementos no metales. Con la nueva formulación IUPAC y las recomendaciones de la ponencia de selectividad, no es necesario que las conozcamos para poder nombrar y formular la gran mayoría de los compuestos en las que estos se utilizan. Ése es el motivo de que no aparezcan.

1.1 Valencias negativas

La tabla 1 muestra las valencias negativas de los elementos. Para recordarlas basta con saber que representa el número de electrones que le falta al elemento para adquirir configuración electrónica de gas noble.

TABLA 1 VALENCIAS o NÚMEROS DE OXIDACIÓN NEGATIVOS

Valencia Elementos

-1 H, F, Cl, Br, I,

-2 O, S, Se, Te

-3 B, N, P, As, Sb

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1.2 Elementos con una sola valencia positiva

La tabla 2 muestra las valencias positivas de elementos metálicos que tienen sólo una valencia positiva. En la mayoría de los casos esta valencia coincide con el número de electrones de valencia al elemento para adquirir configuración electrónica de gas noble.

TABLA 2 ELEMENTOS CON UNA SOLA VALENCIA POSITIVA

Valencia Elementos

0 gases nobles

+1 H, Li, Na, K, Rb, Cs, Ag

+2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Cd, Zn

+3 B, Al, Ga, Bi

1.3 Elementos con mas de una valencia

La tabla 3 muestra las valencias positivas de elementos metálicos que tienen sólo una valencia positiva.

TABLA 3 ELEMENTOS CON OTRAS VALENCIAS

valencia elementos valencia elementos

+1,+2 Cu, Hg +3,+5 N, P, As, Sb, V

+1,+3 Au +2,+4,+6 S, Se

+2,+3 Fe, Co, Ni +1,+3,+5,+7 Cl, Br, I

+2,+4 Pd, Pt, Pb, Sn, C, Si, Ge +3,+6 Cr, Mn

+3,+4 Ti

2 SUSTANCIAS ELEMENTALES

Llamamos sustancias elementales, o elementos, a aquellas que están formadas por un sólo tipo de átomos. También vamos a incluir en este apartado a los iones formados por un sólo tipo de átomos. Conviene recordar que un ion es un átomo que ha ganado o perdido electrones. En el primer caso el átomo tiene carga negativa y se llama anión, y en el segundo tiene carga positiva y se llama catión.

Con la abreviatura

[

pM

]

quiero indicar un prefijo multiplicador, con las

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2.1 Elementos

Nomenclatura:

[

pM

]

[

Nombre elemento

]

Formulación:

[

Símbolo

](subíndice)

Nombres tradicionales admitidos :

Ozono O

3

,

Oxígeno O

2

,

Hidrógeno H

2

, Nitrógeno N

2

Flúor F

2

, Cloro Cl

2

,

Bromo Br

2

, Yodo I

2

EJEMPLOS: Hierro Fe Cobalto Co Helio He Cobre Cu dicloro Cl2 dihidrógeno H2 Monocloro Cl Hexaazufre S6

Observa que el profijo mono se usa para los átomos sueltos en gases, excepto los gases nobles, que al no formar compuestos no hace falta indicarlos.

2.2 Cationes de un solo tipo de átomos

Cuando los átomos pierden electrones, queda un exceso de cargas positivas (protones) en el interior del núcleo atómico y el átomo queda cargado positivamente. Los iones así formados pueden unirse electrostáticamente a iones negativos para formar distintas sustancias.

Nomenclatura:

[

pM

]

ion

[

Nombre elemento

] (carga+ )

Formulación:

[Símbolo]

[carga]+

Notas:

1- Las palabras que van entre corchetes [ ], significa que debe ponerse el nombre del elemento, símbolo, carga...; en esa parte del nombre o fórmula.

2- Los paréntesis deben aparecer tal cual en el nombre.

3- La carga se corresponde con la valencia positiva del elemento y no se puede suprimir del nombre o de la fórmula, aunque sólo haya una.

EJEMPLOS

ion sodio(1+) Na+ ionhierro(2+) Fe+2 ion hierro(3+) Fe+3 ion Magnesio(2+) Mg+2 ion aluminio(3+) Al+3 ion cobre(2+) Cu+2 ion Hidrógeno(1+) H+ ion calcio(2+) Ca+2 ion mercurio(2+) Hg+2 ion Dimercurio(2+) Hg2+2

Nombres tradicionales admitidos :

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2.3 Aniones de un solo tipo de átomos

Cuando los átomos ganan electrones, queda un exceso de cargas negativas y el átomo queda cargado negativamente. Los aniones así formados pueden atraerse electrostáticamente con cationes para formar diversas sustancias.

Nomenclatura:

ion

[

Nombre elemento

]uro

Formulación:

[Símbolo]

[carga]-Notas:

1- La carga se corresponde con la valencia negativa del elemento. 2- Sólo forman aniones los elementos que poseen valencia negativa.

Nombres tradicionales admitidos

Ion

óxido O

2-

ion

peróxido O

22-

EJEMPLOS ion sulfuro S2- ion nitruro N3- ion Carburo C4- ion cloruro Cl- ion fluoruro F-

2.4 Otros iones simples que hay que conocer

Nombres tradicionales admitidos:

Ion amonio NH

4+

ion hidróxido OH

-EJERCICIOS

Formular:

- ion litio(1+) - ion mercurio(2+) - cobre

- ion fluoruro - ion óxido - ion plata(1+)

- ion siliciuro - dinitrógeno - aluminio

- ion monohidrógeno - platino - helio

- ion platino(4+) - ion platino(2+) - ion hidrógeno(1+)

- ion bromuro - ion fosfuro - ozono

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Nombrar:

- Be - Be+2 - Ca+2

- I- - He - H2

- H- - H+ - O2

- Na+ - Al+3 - Mg+2

- Au+3 - Pt+2 - C

4-- O3 - F2 - NH4+

- Au+ - O2- - Pb+4

3 COMPUESTOS BINARIOS

Los compuestos binarios son aquellas sustancias formadas por sólo dos tipos de átomos y se pueden clasificar en tres grandes grupos: los óxidos, sustancias formadas por oxígeno y otro átomo cualquiera; los hidruros, sustancias formadas por hidrógeno y otro átomo cualquiera y las sales binarias, compuestos formados por dos tipos de átomos que no sean hidrógeno u oxígeno.

Sin embargo la forma de nombrarlos es siempre la misma:

Nomenclatura sistemática (prefijos multiplicadores):

[

pM

] [

Nombre elemento mas electronegativo

]

uro de

[

pM

] [

Nombre

elemento mas electropositivo

]

Notas:

1. El orden de electronegatividad es el admitido por la IUPAC (ver imagen inferior)

2. El prefijo mono se puede omitir.

3. En el caso de que el oxígeno sea el elemento mas electronegativo se usa el término óxido.

4. Recuerda que el término electropositivo es según el convenio de la IUPAC, que no tiene que corresponde exactamente con el valor real.

5. Si el compuesto es de carácter iónico el metal será siempre el mas electropositivo.

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Formulación:

Para formular escribimos primero el símbolo del elemento mas electropositivo con el subíndice que nos indica el prefijo multiplicador y después el elemento mas electronegativo con el subíndice que nos indica su prefijo multiplicador.

Ejemplo: - tetrahidruro de paladio PdH4 - cloruro de dicalcio CaCl2 - trióxido de dialuminio Al2O3 - dióxido de dilitio Li2O2 - dicloruro de oxígeno OCl2 - pentacloruro de fósforo PCl5

Nomenclatura

estequiométrica

(números

de

oxidación):

[

Nombre elemento mas electronegativo

]

uro de

[

Nombre elemento mas

electropositivo

] (número de oxidación)

Notas:

1 El orden de electronegatividad es el admitido por la IUPAC 2 El número de oxidación va en números romanos

3 El prefijo mono se puede omitir.

4 En el caso de que el oxígeno sea el elemento mas electronegativo se usa el término óxido.

5 Si no hay ambigüedad, el número de oxidación se omite.

6 No usaremos esta nomenclatura para las combinaciones del oxígeno y los halógenos.

7 Es posible usar dicha nomenclatura con sales binarias del ion peróxido cuando no hay ambigüedad en el número de oxidación del metal.

Ejemplos: - óxido de cobre(II) CuO - óxido de sodio Na2O - hidruro de aluminio Al2O3 - Sulfuro de hierro(II) FeS

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Formulación:

Para formular seguimos los siguientes pasos:

Paso 1 Formulamos el anión del elemento electronegativo

Paso 2 Formulamos el catión del otro elemento (según su número de oxidación.)

Paso 3 Ponemos subíndices hasta igualar las cargas

Paso 4 Escribimos la formula, poniendo siempre el mas electronegativo al final.

EJEMPLOS : formular el óxido de oro(III), hidruro de hierro (II), cloruro de hierro(III) y yoduro de aluminio.

Nombres propios admitidos:

Agua H

2

O Amoníaco NH

3

Metano CH

4

Borano BH

3

Fosfano PH

3

Arsano AsH

3

Agua oxigenada H

2

O

2

EJERCICIOS COMPUESTOS BINARIOS

Formular:

1- Óxido de cobre(I) 2- Óxido de aluminio

3- dióxido de nitrógeno 4- Óxido de hierro(III)

5- Óxido de oro (III) 6- dióxido de carbono

7- Óxido de potasio 8- pentaóxido de difósforo

9- Óxido de calcio 10- Óxido de vanadio(VI)

11- Óxido de arsénico(V) 12-Óxido de plomo(II)

13- bicloruro de oxígeno 14- Óxido de cromo(III)

15- tetraóxido de dinitrógeno 16- Óxido de manganeso(VI)

17- Óxido de cobre(II) 18- Óxido de estaño(IV)

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21-cloruro de amonio 22- Sulfuro de hidrógeno

23- amoníaco 24- metano

25- tetrahidruro de plomo 26- peróxido de potasio

27- bromuro de hidrógeno 28- hidruro de aluminio

29- hidruro de plomo(IV) 30- tetrahidruro de estaño

31- hidruro de hierro(II) 32- hidruro de cinc

33- hidruro de niquel(III) 34- dihidruro de dimercurio

35- tricloruro de aluminio 36- sulfuro de amonio

37- fluoruro de platino(II) 38- siliciuro de magnesio

39- sulfuro de aluminio 40- yoduro de mercurio(I)

41- pentaseleniuro de diarsénico 42- fosfuro de cromo(III)

Nombrar:

1- MnO

2

2- CO

3- O

3

Cl

2

4- N

2

O

5

5- PbO

6- Li

2

O

7- HgO

8- Hg

2

O

9- MgO

10- SO

3

11- SO

2

12- H

2

O

2

13- SiO

2

14- I

2

O

5

15- CaH

2

16- H

2

S

17- HCl

18- HI

19- FeH

3

20- LiH

(10)

23- MgH

2

24-PtH

4

25- FeH

2

26- H

2

O

2

27- CaCl

2

28- Li

2

S

29- AgCl

30- AsF

3

31- FeCl

3

32- (NH

4

)

2

S

33- HgF

34- CrCl

3

35- Mg

2

C

36-PtI

4

37- Ni

2

S

3

38- KBr

Otros nombres admitidos por la I.U.P.A.C.

Las disoluciones acuosas de HF, HCl, HBr, HI y H2S reciben los nombres de ácido

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EJERCICIOS DE REPASO

SUSTANCIAS ELEMENTALES Y SALES BINARIAS

Formular:

1- seleniuro de cobre(I) 2- sulfuro de níquel(II) 3- ion sodio(1+)

4- ion bromuro 5- hidruro de mercurio(I) 6- dinitrógeno

7- hidruro de hierro(II) 8- óxido de estaño(IV) 9- ion amonio

10- yoduro de aluminio 11- flúor 12- ion oro(3+)

13- peróxido de zinc 14- triyoduro de antimonio 15- oxígeno

16- fluoruro de cobre(I) 17- bromuro de hidrógeno 18- sulfuro de plata

19- sulfuro de amonio 20- óxido de aluminio 21- ozono

22- tetraóxido de dinitrógeno 23- trifluoruro de boro 24- cobre

25- ion vanadio(5+) 26- neon 27- hidruro de cinc

28- óxido de azufre(VI) 29- ion fosfuro 30- óxido de cobalto(III)

31- heptafluoruro de yodo 32- sulfuro de manganeso(IV) 33-boruro de potasio

34- ion dimercurio(2+) 35- óxido de cromo(VI) 36- metano

37- óxido de manganeso(VII) 38-hexafluoruro de azufre 39- fosfano

40- cloruro de plata 41- bromuro de plomo(IV) 42- amoniaco

43- cloruro de bario 44- sulfuro de níquel(II) 45- sulfuro de hierro(III)

46- bromuro de hierro(II) 47- carburo de hierro(III) 48- nitruro de sodio

49- sulfuro de manganeso(IV) 50- Yoduro de cobre(II) 51- bromuro de zinc

Nombrar:

1- CaCl

2

2- Li

2

O

3- PF

5

4- AsH

3

5- Ar

6- H

2

O

2

7- H

2

S

8- F

2

9- O

5

Cl

2

10- PtO

2

11- CoH

3

12- Se

2-

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4 HIDRÓXIDOS

Los hidróxidos son compuestos formados por la combinación del ion hidróxido (OH)- con un catión de un metal. Son compuestos iónicos que en disolución acuosa liberan el ion hidróxido. Debido a esta propiedad los hidróxidos son la sustancias mas básicas en disolución acuosa como la sosa cáustica (hidróxido de sodio) o la potasa (hidróxido de potasio).

Nomenclatura sistemática:

[

pM

]

hidróxido de

[

pM

] [

Nombre elemento

]

Notas:

1 Aunque se repita el grupo de átomos OH usaremos prefijos multiplicadores latinos

Ejemplos: dihidróxido de estaño, trihidróxido de aluminio,

Formulación:

Para formular escribimos primero el símbolo del elemento con el subíndice que nos indica el prefijo multiplicador y después el grupo (OH) con el subíndice que nos indica su prefijo multiplicador .

Nomenclatura

estequiométrica

(números

de

oxidación):

hidróxido de

[

Nombre elemento

] (número de oxidación)

Notas:

1 El número de oxidación va en números romanos 2 El prefijo mono se puede omitir.

3 Si no hay ambigüedad, el número de oxidación se omite.

Ejemplos: hidróxido de cobre (II), hidróxido de amonio, hidróxido de hierro(III),

Formulación:

Para formular seguimos los siguientes pasos:

Paso 1 Formulamos el ion hidróxido

Paso 2 Formulamos el ion del metal (según el nombre)

Paso 3 Ponemos subíndices hasta igualar las cargas

Paso 4 Escribimos la formula, poniendo siempre el grupo hidróxido al final.

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EJEMPLOS : formular el hidróxido de cobre(II), hidróxido de magnesio, hidróxido de hierro(III) y hidróxido de amonio.

EJERCICIOS HIDRÓXIDOS

Formular:

1- Hidróxido de calcio 2- Hidróxido de aluminio

3- dihidróxido de níquel 4- Hidróxido de hierro(II)

5- Hidróxido de berilio 6- dihidróxido de cinc

7- Hidróxido de potasio 8- pentahidróxido de vanadio

9- Hidróxido de plata 10- Hidróxido de cobre (II)

11- Hidróxido de titanio(III) 12- Hidróxido de vanadio(V)

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5 ÁCIDOS OXOÁCIDOS

Son compuestos con hidrógeno, oxígeno y un no metal.

Según las normas IUPAC 2005 y siguiendo las recomendaciones de la ponencia de selectividad, en este curso sólo usaremos la nomenclatura tradicional.

Como quiera que es difícil aprender todas las reglas para llegar al nombre tradicional y que el número de ácidos que se emplean es relativamente pequeño; resulta mucho mas económico aprenderse los nombres tradicionales de los mas importantes. Te presento a continuación los nombres de los oxoaniones que usaremos:

Nombres tradicionales admitidos:

- ácido carbónico H2CO3 - ácido silicico H4SiO4

- ácido nitrico HNO3 - ácido nitroso HNO2

- ácido fosfórico H3PO4 - ácido fosforoso H3PO3

- ácido arsénico H3AsO4 - ácido arsenioso H3AsO3

- ácido antimónico H3SbO4 - ácido borico H3BO3

-ácido selénico H2SeO4 - ácido selenioso H2SeO3

- ácido sulfúrico H2SO4 - ácido sulfuroso H2SO3

- ácido disulfúrico H2S2O7 - ácido difosfórco H4P2O7

- ácido crómico H2CrO4 - ácido dicrómico H2Cr2O7

- ácido permangánico HMnO4 - ácido mangánico H2MnO4

- ácido per...ico HXO4 - ácido ...ico HXO3

- ácido ...oso HXO2 - ácido hipo...oso HOX

X es un elemento perteneciente a los halógenos, que no es el flúor (Cl, Br y I). Por ejemplo ácido perclórico, ácido clórico, ácido cloroso y ácido hipo cloroso.

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EJERCICIOS FINALES

Formular:

1- diflúor 2- ozono

3- agua oxigenada 4- cloruro de hierro(III)

5- ácido crómico 6- bromuro de berilio

7- pentaóxido de divanadio 8- amoníaco

9- cloruro de hierro(II) 10- bromo

11- óxido de aluminio 12- pentacloruro de arsénico

13- tetraóxido de dinitrógeno 14- monóxido de carbono

15- hidróxido de litio 16- ion cromo(6+)

17- nitrógeno 18- siliciuro de niquel(III)

19- sulfuro de hidrógeno 20- cloruro de hidrógeno

21- hidruro de aluminio 22- hidróxido de cinc

23- fluoruro de calcio 24- ácido nítrico

25- ácido perclórico 26- sulfuro de amonio

27- hidróxido de vanadio(V) 28- hidróxido de cinc

29- tetracloruro de carbono 30- óxido de azufre(VI)

Nombrar:

1- LiNO2 2- Sn(OH)4

3- Ni(OH)3 4- S

2-5- KH 6- CaH2

7- H2CO3 8- Cl

-9- Ne 10- HIO3

11- CaO 12- S2O3

Figure

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Referencias

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