FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA 0. INTRODUCCIÓN.
La capacidad de combinación entre los elementos de la tabla periódica para formar compuestos es muy amplia. Además dos mismos elementos se pueden combinar entre sí de diferentes maneras. Esta capacidad de combinación de cada elemento se expresa mediante la valencia. Por ejemplo, que el C tenga valencia +2 y +4 significa que es capaz de unirse de dos formas diferentes a otros elementos y por eso existen CO y CO2 que tienen propiedades diferentes.
Hablamos de valencias positivas y valencias negativas de forma que la suma de las mismas en todos los compuestos que estudiaremos será nula. Por ejemplo en el CO el C tiene valencia +2 y el O valencia –2; mientras que en el CO2 el C tiene valencia +4 y el O, –2. Esto será de gran ayuda a la hora de trabajar la formulación pues nos permitirá averiguar la valencia de un elemento en un compuesto. Por ejemplo en el SO3
sabemos que la valencia del O es –2 porque no tiene otra, pero el S puede ser +2, +4 o +6: como hay 3 O sus valencias suman –6 luego la del S ha de ser +6 para que el compuesto sea neutro.
A la hora de nombrar los compuestos la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) estableció hace años unas normas para que se usen en todo el mundo. Hasta entonces se utilizaban unas nomenclaturas que llamamos tradicionales y en unos casos se permitió que se siguieran utilizando y en otros no. Esto lo veremos más adelante.
Vamos a dividir, para su estudio, los compuestos en función del número de elementos que los forman en binarios, ternarios, cuaternarios...
1. COMPUESTOS BINARIOS.
a) Formulación.
Como sólo hay dos elementos uno tendrá valencia positiva y el otro negativa (no metal). Se siguen los siguientes pasos:
1º. Se escribe el de valencia + delante y el de valencia – detrás.
2º. Se intercambian las valencias y se escriben como subíndices (el 1 se omite).
3º. Se simplifican, si es posible.
Ejemplos:
Vamos a unir Na(+1) con S(-2): 1º Na+1 S-2 ; 2º Na2S1; 3º Na2S (en este caso no se puede simplificar);
Vamos a unir ahora O(-2) con Se(+6): 1º Se+6 O-2; 2º Se2O6; 3º SeO3. b) Nomenclatura.
La IUPAC admite tres nomenclaturas diferentes para los compuestos binarios: la basada en los números de oxidación, la basada en los prefijos numéricos y la basada en
los números de carga. Nosotros vamos a trabajar solo con las dos primeras, que se pueden usar indistintamente en todos los compuestos.
b1) Nomenclatura basada en los números de oxidación (o valencias).
1º. Se escribe el nombre del elemento de valencia negativa terminado en –uro.
2º. Se escribe “de”.
3º. Se termina con el nombre del elemento positivo seguido de su valencia entre paréntesis y en números romanos (si tiene más de una).
Hay que comentar con respecto al primer punto que no se escribe oxigenuro sino óxido y que algunos elementos se escriben por su raíz latina: no se escribe azufruro sino sulfuro, no se escribe nitrogenuro sino nitruro.
Ejemplos:
Cu2S: sulfuro de cobre(I);
CuSe: seleniuro de cobre(II) (observa que la valencia de un elemento hay que buscarla como subíndice en el otro pero ojo porque puede haberse simplificado como ocurre aquí: aunque bajo el Se hay un 1 la valencia del Cu es +2 ya que bajo el Cu hay un 1 y la valencia de Se es –2). Hay que buscar siempre la valencia para que la fórmula sea neutra como se explica en la introducción.
MgCl2: cloruro de magnesio (en este caso no se escribe la valencia del Ca porque sólo tiene valencia +2).
b2) Nomenclatura basada en los prefijos numéricos.
Es semejante a la anterior sólo que no se escribe la valencia al final sino que se utilizan prefijos numéricos (mono-, di-, tri-, tetra-...) delante de cada elemento para indicar el subíndice que llevan en la fórmula (cuando es uno se puede omitir el prefijo mono-). Ojo: aquí se indica el subíndice, una vez simplificado; en la anterior se escribe la valencia, antes de simplificar.
Ejemplos:
CO2: dióxido de carbono;
FeH3: trihidruro de hierro;
SiCl4: tetracloruro de silicio.
Vamos a repasar los distintos tipos de compuestos binarios para hacer las aclaraciones oportunas sobre cada uno.
A. ÓXIDOS.
Se llama así a todas las combinaciones del O, con valencia –2 con el resto de elementos de la tabla periódica. El oxígeno se escribe siempre detrás, excepto con los elementos del grupo 17 que va delante. En este caso solo se puede usar la nomenclatura basada en prefijos numéricos.
Ejemplos:
óxido de platino(IV): PtO2;
dibromuro de heptaoxígeno: O7Br2;
óxido de cinc: ZnO;
diyoduro de (mono)oxígeno: OI2; óxido de hierro(III): Fe2O3. Otros:
SO: (mon)óxido de azufre;
Li2O: óxido de litio;
BeO: óxido de berilio;
B2O3: trióxido de diboro;
CoO: óxido de cobalto (II).
Ejercicios:
Nombra :
Fórmula N. de prefijos multiplicadores N. del número de oxidación Ni2O3
O7Br2 X
P2O5
Cs2O PtO2
Formula :
Óxido de oro(I) : Óxido de cobre(II) :
Diyoduro de pentaoxígeno : Dióxido de selenio :
Óxido de galio : Trióxido de teluro :
B. COMBINACIONES DEL HIDRÓGENO.
El H presenta una complejidad de compuestos porque puede actuar con valencia +1 y –1. Por ello vamos a subdividir en tres grupos estas combinaciones:
B1) H + METAL.
Cuando se une con un metal el H utiliza la valencia –1 y se escribe, lógicamente, detrás.
Ejemplos:
CaH2: hidruro de calcio;
CrH3: hidruro de cromo(III);
AlH3: hidruro de aluminio;
dihidruro de niquel: NiH2; hidruro de potasio: KH;
hidruro de cadmio:CdH2
B2) H + NO METAL DE LOS GRUPOS 13, 14 Y 15.
Aquí el H sigue utilizando la valencia –1 y escribiéndose detrás. Estos compuestos siguen conservando un nombre tradicional de los cuales vamos a aprender sólo 2. No se usa la nomenclatura basada en las valencias.
Ejemplos:
BH3: trihidruro de boro;
CH4: metano o tetrahidruro de carbono;
NH3: amoníaco o trihidruro de nitrógeno;
tetrahidruro de silicio: SiH4; trihidruro de fósforo: PH3; trihidruro de arsénico: AsH3.
B3) H + NO METAL DE LOS GRUPOS 16 Y 17.
El H utiliza su valencia +1 y por lo tanto, se escribe delante. Existe una tercera nomenclatura admitida cuando estos compuestos, que son gases, se encuentran disueltos en agua. En ese caso adquieren propiedades de ácidos (corroen los metales, por ejemplo) y se llaman ácidos hidrácidos. Se nombran con la palabra ácido seguida del no metal terminado en –hídrico.
Ejemplos:
HF: fluoruro de hidrógeno o ácido fluorhídrico;
HCl: cloruro de hidrógeno o ácido clorhídrico;
HBr: bromuro de hidrógeno o ácido bromhídrico;
HI: ioduro de hidrógeno o ácido yodhídrico;
H2O: agua;
H2S: sulfuro de dihidrógeno o sulfuro de hidrógeno o ácido sulfhídrico;
H2Se: seleniuro de dihidrógeno o seleniuro de hidrógeno o ácido selenhídrico;
H2Te: telururo de dihidrógeno o telururo de hidrógeno o ácido telurhídrico.
Ejercicios:
Nombra :
Fórmula N. de prefijos multiplicadores
N. del número de oxidación
N. tradicional
PdH4 X
H2S
MgH2 X
NH3 X
HCl Formula :
Hidruro de potasio : Tetrahidruro de silicio : Fluoruro de hidrógeno : Hidruro de cobalto(III) : Telururo de dihidrógeno : Hidruro de bario :
C) SALES BINARIAS.
Se denomina así a las uniones entre metal y no metal.
Ejemplos:
cloruro de estaño(IV): SnCl4; sulfuro de niquel(II): NiS;
nitruro de galio: GaN;
SrI2: ioduro de estroncio;
Hg2Si: siluro de mercurio(II);
CrP3: fosfuro de cromo(VI).
Ejercicios:
Nombra :
Fórmula N. de prefijos multiplicadores N. del número de oxidación SrBr2
Fe3N2
PdS2
Ca2C CdCl2
Formula :
Yoduro de cinc : Telururo de plata :
Fosfuro de aluminio : Tetrafluoruro de plomo : Bromuro de mercurio(II) : Nitruro de trirubidio :
D) COMBINACIONES ENTRE NO METALES.
El problema que surge al unir dos no metales es decidir cuál usa la valencia positiva y cuál la negativa. El carácter metálico o no metálico de un elemento va variando gradualmente en la tabla periódica, de forma que los elementos más metálicos se encuentran abajo a la izquierda y los más no metálicos arriba a la derecha. El elemento de valencia – será el más no metálico, es decir, el que más arriba y a la derecha se encuentre. Como referencia, este puede ser el orden de menor a mayor carácter no metálico: B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, O, I, Br, Cl, F. Cuando se unan estos elementos entre sí llevará valencia negativa el que más a la derecha se encuentre en esta lista.
Ejemplos:
tricloruro de bromo: BrCl3; trisulfuro de difósforo: P2S3; difluoruro de oxígeno: OF2; O5I2: diyoduro de pentaoxígeno;
BP: fosfuro de boro;
N2Se3: triseleniuro de dinitrógeno.
Ejercicios:
Nombra :
Fórmula N. de prefijos multiplicadores N. del número de oxidación AsCl3
CS2
SbBr5
SeF6
NI3
Formula :
Trifluoruro de fósforo : Yoduro de arsénico(V) : Tetracloruro de silicio : Carburo de silicio : Bromuro de teluro(IV) : Tricloruro de boro :
E) PERÓXIDOS:
Son combinaciones binarias de grupo peroxido ( O2-2) con valencia -2 y un metal de los grupos 1, 2 ó 12 que naturalmente utiliza su valencia +.
a) Formulación:
Se escribe en primer lugar el metal, a continuacíón el grupo peróxido y por último se intercambian las valencias. Ejemplo:
Na -2 (O2)+1 Na2O2 No se simplifica Ca -2 (O2)+2 CaO2
b)Nomenclatura.
b.1) Nomenclatura basada en números de oxidación:
Se indica el nombre peróxido seguido del nombre del metal.
Na2O2 peróxido de sodio CaO2 peróxido de calcio
H2O2 peróxido de hidrógeno (agua oxigenada si está disuelto en agua) b.2) Nomenclatura basada en prefijos numéricos:
Mantiene la palabra óxido y los prefijos numéricos.
Na2O2 dióxido de disodio CaO2 dióxido de calcio Ejercicios:
Nombra :
Fórmula N. de prefijos multiplicadores N. del número de oxidación H2O2
CaO2
MgO2
Na2O2
Formula :
Peróxido de potasio : Peróxido de berilio :
Dióxido de radio : Dióxido de dilitio :
A continuación realiza esta tabla de ejercicios mezclados, poniendo todos los nombres que correspondan a cada fórmula:
Óxido de cinc PdO2
Hidruro de plomo(IV) AuH
Ácido clorhídico HBr
Sulfuro de plata Na3N
Peróxido de hidrógeno Rb2O2
Tetracloruro de carbono CoH3
Yoduro de mercurio(II) SI6
Trihidruro de arsénico PbF4
Óxido de litio CH4
Diyoduro de heptaoxígeno Sr2C
Telururo de hidrógeno NiBr2
Amoniaco K2O2
Trióxido de difósforo Fe2O3
Antimoniuro de potasio GaCl3
Peróxido de cesio Sn3As2
Nitruro de talio(I) Tl2Te3
Seleniuro de estaño(IV) Sb2O5
Peróxido de cadmio BeH2
Ácido sulfhídrico BF3
Fosfuro de oro(I) Ag2S
Óxido de cobalto(III) CdH2
Hexafluoruro de selenio PtI2
Bromuro de mercurio(I) TeO3
Sulfuro de níquel(III) H2Se
Tetrahidruro de silicio Ca3P2
Dicloruro de trioxígeno O5Br2
