Al O Nomenclatura: Normas de la IUPAC

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1 Nomenclatura: Normas de la IUPAC

En 2005, la IUPAC estableció una serie de recomendaciones para formular, así como tres sistemas de nomenclatura para nombrar los elementos y compuestos inorgánicos: la nomenclatura de composición, la de sustitución y la de adición; cada una con sus correspondientes reglas, si bien para determinados compuestos todavía admite la denominada nomenclatura tradicional.

Para utilizar la nomenclatura de composición solo se necesita conocer la composición de la sustancia; sin embargo, para utilizar las nomenclaturas de sustitución y de adición hay que conocer la estructura de las especies química que van a nombrar.

ESQUEMA: Sistemas de nomenclatura:

-Se conoce la composición de la sustancia: Nomenclatura de composición

-Se conoce la estructura de la sustancia: Nomenclatura de sustitución y Nomenclatura de adición Normas de formulación

Para formular correctamente los compuestos inorgánicos es necesario conocer con exactitud los símbolos y los números de oxidación de los elementos químicos.

Para formular un compuesto químico, la IUPAC en 2005, consideró que, independientemente del sistema de nomenclatura elegido:

-Se escribe en primer lugar el símbolo del elemento o grupo más metálico, casi siempre con número de oxidación positivo (menos electronegativo según el orden dado por la IUPAC) y, después, el símbolo del elemento o grupo menos metálico casi siempre con número de oxidación negativo(más electronegativo según el orden dado por la IUPAC )

-A continuación se intercambian los números de oxidación y, sin el signo, se colocan como subíndice, y se simplifica si es posible

Por ejemplo, el caso del óxido de aluminio:

Elemento más electronegativo (más metálico) Elemento menos electronegativo (menos metálico) Número de oxidación positivo (casi siempre) Número de oxidación negativo (casi siempre) \ /

+3 -2

Al2O3

/ \

Nº de oxidación del oxígeno: dos átomos de aluminio Nº de oxidación del aluminio: tres átomos de oxígeno De esta forma, el número de átomos de cada elemento o grupo se indica mediante el subíndice del símbolo correspondiente. La ausencia de número en el subíndice del símbolo del un elemento significa que, en ese compuesto, hay un átomo de dicho elemento.

Según este esquema el fluor (F) es el elemento químico más electronegativo, y por tanto el menos metálico; por el contrario, el francio (Fr) es el elemento menos electronegativo, y por tanto, el más metálico

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2 Nomenclatura de composición

Está basada en la composición de una sustancia, no en su estructura. La IUPAC considera que esta nomenclatura es la forma más sencilla, y en alguna casos la única, de nombrar un compuesto cuando se conoce la composición de la sustancia y no se dispone de información estructural

En la nomenclatura de composición, a partir de la fórmula empírica o la molecular, se indica la proporción de los constituyentes. Esta proporción puede indicarse de las siguientes formas tomando como ejemplo el Ni2S3:

Ni2S3

-Mediante prefijos multiplicadores: Trisulfuro de diniquel

-Con el número de oxidación: Sulfuro de níquel(III) ( donde III es el número de oxidación) -Con el valor de la carga iónica: Sulfuro de niquel(3+) (donde +3es el valor de la carga)

1.-Sustancias simples o elementales

Las sustancias simples son sustancias puras formadas por uno o varios átomos de un mismo elemento químico.

Se formulan: Xn donde n=1,2,3,… y X es el nombre del elemento

Se nombran según la nomenclatura estequiométrica; es decir, indicando el número de átomos que forman la molécula. Para ello, se utilizan los prefijos multiplicativos correspondientes

Mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona-, deca-, undeca-, dodeca-…

El prefijo mono- se usa tan solo si habitualmente el elemento no se encuentra en forma monoatómica. Por otro lado, si el número de átomos del elemento es grande y desconocido, se puede usar el prefijo poli- En general, los elementos gaseosos suelen encontrarse en forma de moléculas diatómicas. Alguna de estas sustancias simples son las siguientes:

Fórmula Nomenclatura estequiométrica Nombre común aceptado

O Monooxígeno

O2 Dioxígeno Oxígeno

O3 Trioxígeno Ozono

H Monohidrógeno

H2 Dihidrógeno Hidrógeno

P4 Tetrafósforo Fósforo blanco

S8 Octaazufre

Sn Poliazufre

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3 COMPUESTOS BINARIOS

Los compuestos binarios son las combinaciones que resultan de la unión de dos elementos químicos diferentes

1.-Combinaciones binarias del oxígeno

El oxígeno se combina con todos los elementos químicos, excepto con los gases nobles. Estas combinaciones dan lugar a óxidos, haluros de oxígeno y peróxidos

1.1-Óxidos

Un óxido es la combinación del oxígeno con un metal o con un no metal, excepto los halógenos.

Oxígeno + metal  óxido básico

Oxígeno + no metal (excepto halógeno)  óxido ácido

En estos compuestos el oxígeno actúa con número de oxidación -2 (O2-)

FÓRMULA: M2Om donde M es cualquier elemento excepto un halógenos Números de oxidación : M: +m O: -2

Los subíndices que aparecen en la fórmula son el resultado del intercambio de los números de oxidación del metal y del oxígeno. Si los subíndices son divisibles entre sí, deben simplificarse, y si el subíndice es 1, no se escribe

NOMBRE: Se nombran como óxido de seguido del nombre del elemento que se combina con el oxígeno

Para nombrar estos compuestos es necesario conocer el número de oxidación del elemento que acompaña al oxígeno , por ello se usa la regla del número de oxidación. Poner ejemplos a los alumnos sobre Li2O, Fe2O3 y prestar atención a los casos CaO y PbO. Recordar que el número de oxidación es la carga con la que actúa un átomo de cada elemento en el compuesto

Para nombrar estos compuestos, la IUPAC recomienda la nomenclatura de composición , la cual indica la proporción de sus componentes. Esta proporción se puede indicar de las formas siguientes:

-Con prefijos multiplicadores:

Se nombran con la palabra óxido, seguida del nombre del otro elemento. El número de átomos de cada elemento se indica con prefijos multiplicadores

IMPORTANTE: El prefijo mono se usa para el primer elemento que se nombra (el O) y nunca para el segundo elemento

Según Fórmula Alonso: el prefijo mono- solo se emplea delante de la palabra óxido (y no en el segundo elemento), y únicamente cuando los coeficientes estequiométricos sean 1:1 en la unión del O con no metales

Ejemplos:

-Con el número de oxidación:

Se nombran con la palabra óxido seguido de la preposición de y el nombre del otro elemento que acompaña al O seguido de su número de oxidación entre paréntesis en números romanos y sin signo, sin dejar hueco entre el nombre del elemento y el paréntesis

-Con el valor de la carga iónica:

Se nombran con la palabra óxido seguido de la preposición de y el nombre del otro elemento que acompaña al O seguido de su carga iónica entre paréntesis, sin dejar hueco entre el nombre del elemento y el paréntesis

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4 IMPORTANTE: Hay que aclarar en la nomenclatura de composición que si el elemento que se combina con el oxígeno posee un solo número de oxidación, el prefijo multiplicador, el número de oxidación o el valor de la carga no es necesario indicarlo

NOMENCLATURA DE COMPOSICIÓN DE ALGUNOS ÓXIDOS BÁSICOS Fórmula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica BaO Óxido de bario Óxido de bario Óxido de bario

Na2O Óxido de disodio Óxido de sodio Óxido de sodio Al2O3 Trióxidos de dialuminio Óxido de aluminio Óxido de aluminio CuO Óxido de cobre Óxido de cobre(II) Óxido de cobre(2+) Cu2O Óxido de dicobre Óxido de cobre(I) Óxido de cobre(1+) PbO Óxido de plomo Óxido de plomo(II) Óxido de plomo(2+) PbO2 Dióxido de plomo Óxido de plomo(IV) Óxido de plomo(4+) Ag2O Dióxido de plata Óxido de plata Óxido de plata

NOMENCLATURA DE COMPOSICIÓN DE ALGUNOS ÓXIDOS ÁCIDOS Fórmula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica SO Óxido de azufre Óxido de azufre(II) Óxido de azufre(2+) SO2 Dióxido de azufre Óxido de azufre(IV) Óxido de azufre(4+) SO3 Trióxido de azufre Óxido de azufre(VI) Óxido de azufre(6+) P2O3 Trióxido de difósforo Óxido de fósforo(III) Óxido de fósforo(3+) P2O5 Pentaóxido de difósforo Óxido de fósforo(V) Óxido de fósforo(5+) N2O3 Trióxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno(III) Óxido de nitrógeno(3+) N2O5 Pentaóxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno(V) Óxido de nitrógeno(5+) CO2 Dióxido de carbono Óxido de carbono(IV) Óxido de carbono(4+) Inciso Nomenclatura tradicional

Las normas actuales de la IUPAC no permiten el uso de la nomenclatura tradicional para los óxidos de los no metales, es decir, no está admitido nombrar estos óxidos como anhídridos, ni el uso de las

terminaciones –oso e –ico para indicar los estados de oxidación Fin del inciso

1.2-Haluros de oxígeno

Son las combinaciones de un halógeno y el oxígeno

FÓRMULA: OxX2 Números de oxidación: O: -2 X: +x X es un halógeno

NOMBRE: se nombran con la raíz del halógeno acabado en –uro, precedido del prefijo di-, seguido de la preposición de, y a continuación, el término oxígeno.

(Para conocer el número de oxidación del halógeno se puede aplicar regla del número de oxidación, aunque no es necesario en este caso)

Para nombrar estos compuestos, la IUPAC recomienda la nomenclatura de composición , la cual indica la proporción de sus componentes. Esta proporción se puede indicar de la forma siguiente:

-Con prefijos multiplicadores:

Se nombran con la raíz del halógeno acabado en –uro, seguido de la preposición de y de la palabra oxígeno , usando prefijos multiplicadores para indicar el número de átomos de cada elemento

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5 NOMENCLATURA DE ALGUNOS HALUROS DE OXÍGENO

Nomenclatura anterior a 2005 Recomendaciones en 2005 Fórmula Nomenclaturas estequiométrica/Stock Fórmula Nomenclatura de composición Cl2O Óxido de dicloro/óxido de cloro(I) OCl2 Dicloruro de oxígeno Cl2O3 Trióxido de dicloro/óxido de cloro(III) O3Cl2 Dicloruro de trióxido Br2O5 Pentaóxido de dibromo/óxido de bromo(V) O5Br2 Dibromuro de pentaoxígeno Br2O7 Heptaóxido de dibromo/óxido de bromo(VII) O7Br2 Dibromuro de heptaoxígeno I2O7 Heptaóxido de diyodo/óxido de yodo(VII) O7I2 Diyoduro de heptaoxígeno

1.3.-Peróxidos

Son combinaciones de un metal con el ión peróxido, O2-2 , también denominado dióxido(2-) En los peróxidos, el oxígeno actúa con -1

FÓRMULA: M2O2•m Números de oxidación: O: -1 M: +m

A la hora de formular, los peróxidos se pueden simplificar siempre que el oxígeno quede con un subíndice par, ya que el 2 del oxígeno forma parte de ión peróxido

NOMBRE: Para nombrar los peróxidos, la IUPAC recomienda la nomenclatura de composición (Para conocer el número de oxidación del metal, se usa regla del número de oxidación sabiendo que el oxígeno en estos compuestos tiene número de oxidación -1. Aplicarla a los ejemplos: Na2O2 CaO2 Al2O6)

La nomenclatura de composición indica la proporción entre sus componentes, la cual se indica de varias maneras:

-Con prefijos multiplicadores:

Se nombran con óxido de, seguido del nombre del metal que se combina con el oxígeno, ambos con los prefijos di-, tri-, tetra-, penta-, etc, para indicar el número de átomos que contiene

-Con el número de oxidación:

Se nombran como peróxido de, seguido del nombre del metal que se combina con el oxígeno son su número de oxidación con números romanos y entre paréntesis

-Con el valor de la carga iónica:

Se nombran como dióxido(2-) de, seguido del nombre del metal junto con el valor de su carga iónica, en números arábigos y entre paréntesis

NOMENCLATURA DE COMPOSICIÓN DE ALGUNOS PERÓXIDOS

Fórmula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica Li2O2 Dióxido de dilitio Peróxido de litio Dióxido(2-) de litio BaO2 Dióxido de bario Peróxido de bario Dióxido(2-) de bario NiO2 Dióxido de níquel Peróxido de niquel(II) Dióxido(2-) de niquel(2+) H2O2 Dióxido de dihidrógeno Peróxido de hidrógeno Dióxido(2-) de hidrógeno Para el compuesto H2O2 , la IUPAC acepta el nombre de agua oxigenada

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6 2.-Combinaciones binarias del hidrógeno

El hidrógeno posee un solo electrón, por tanto, su estado de oxidación puede ser +1 y -1, según que se combine con un elemento más o menos electronegativo que él

El hidrógeno actúa con +1 si se combina con un elemento más electronegativo que él; si es más electropositivo, lo hace con -1

Hidrógeno + metal  hidruro metálico

Hidrógeno + elementos de los grupos 13 al 17  hidruro progenitor

2.1.-Hidruros metálicos

Resultan de la combinación del hidrógeno, con número de oxidación -1, con un metal que actúa con alguno de sus números de oxidación positivos

+m -1

FÓRMULA: MHm Números de oxidación: M: +m H: -1

(Para nombrar estos compuestos es necesario conocer el número de oxidación del metal que acompaña al hidrógeno. Para ello hay que recordar que el número de oxidación del H en estos compuestos es -1) NOMBRE: Se nombran como hidruro de, seguido del nombre del metal que se combina con el hidrógeno, indicando la proporción de los constituyentes. Esta proporción se indica con la nomenclatura de composición de varias maneras:

-Con prefijos multiplicadores:

Se nombran con las palabra hidruro de y el nombre del metal, indicando el número de átomos de cada elemento con prefijos multiplicadores

-Con el número de oxidación:

Se nombran con las palabras hidruro de seguido del nombre del metal cone su número de oxidación entre paréntesis en números romanos y sin signo, sin dejar hueco entre el nombre del elemento y el paréntesis

-Con el valor de la carga iónica:

Se nombran con las palabras hidruro de seguido del nombre del metal seguido de su carga iónica entre paréntesis en número arábigos , sin dejar hueco entre el nombre del elemento y el paréntesis

Fórmula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica

NaH Hidruro de sodio Hidruro de sodio Hidruro de sodio

CaH2 Dihidruro de calcio Hidruro de calcio Hidruro de calcio AlH3 Trihidruro de aluminio Hidruro de aluminio Hidruro de aluminio CuH Hidruro de cobre Hidruro de cobre(I) Hidruro de cobre(1+)

2.2.-Hidruros progenitores

Están constituidos por un número determinado de átomos de hidrógeno unidos a un átomo central. Dicho átomo central es de un elemento químico de los grupos 13, 14, 15, 16 ó 17 del sistema periódico. Es decir, los hidruros progenitores son las combinaciones del hidrógeno con los elementos de los grupos 13 al 17 del sistema periódico

FÓRMULA: Para formular estos compuestos, se escribe, en primer lugar, el símbolo del elemento más metálico (menos electronegativo) y, a continuación, el símbolo del elemento menos metálico (más electronegativo). Por ello se distinguen dos casos:

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7 -Cuando el hidrógeno se combina con un elemento de los grupos 13, 14 y 15, es decir, con un elemento más metálico que él, el hidrógeno se escribe a la derecha. En este caso, el hidrógeno actúa con número de oxidación -1, y el otro elemento, con alguno de sus números de oxidación positivos (grupo 13: +3, grupo 14:+4 , grupo 15:+3)

XHx Números de oxidación: H: -1 X: grupo 13: +3 grupo 14: +4 grupo 15: +3 -Cuando el hidrógeno se combina con un elementos de los grupos 16 y 17, es decir, con un elemento menos metálico que él, el hidrógeno se escribe a la izquierda. En este caso, el hidrógeno actúa con número de oxidación, +1 y los elementos de los grupos 16 y 17, anfígenos y halógenos, con -2 y-1, respectivamente

HxX Números de oxidación: H: +1 X: grupo 16: -2 grupo 17: -1

IMPORTANTE: Para ayudar a formular estos compuestos y recordar los números de oxidación de los no metales de grupos 13, 14, 15, 16 y 17 cuando se unen al hidrógeno tenemos esta tabla:

Grupos 13 14 15 16 17

B C N O F

Al Si P S Cl

Ga Ge As Se Br

In Sn Sb Te I

Tl Pb Bi Po At

Nº oxidación +3 +4 +3 -2 -1

Nº oxid del H -1 -1- -1 +1 +1

NOMBRE: Se nombran con la denominación común dada por la IUPAC: raíz del elemento central acabado en -ano

(El número de oxidación del elemento que acompaña al H se puede calcular con las reglas del número de oxidación, recordando que con los grupos 13, 14 y 15 el H tiene número de oxidación -1 y con los grupos 16 y 17 tiene el H número de oxidación +1)

Grupo 13

Fórmula Nombre

BH3 Borano

AlH3 Alumano

GaH3 Galano

InH3 Indigano

TlH3 Talano

Grupo 14

Fórmula Nombre

CH4 Metano

SiH4 Silano

GeH4 Germano

SnH4 Estannano

PbH4 Plumbano

Grupo 15

Fórmula Nombre

NH3 Azano *

PH3 Fosfano **

AsH3 Arsano **

SbH3 Estibano**

BiH3 Bismutano

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8 Grupo 16

Fórmula Nombre

H2O Oxidano *

H2S Sulfano

H2Se Selano

H2Te Telano

H2Po Polano

Grupo 17

Fórmula Nombre

HF Fluorano

HCl Clorano

HBr Bromano

HI Yodano

HAt Astatano

*La IUPAC sigue admitiendo los nombres comunes de amoniaco, para NH3 y agua para H2O pero sus derivados deben nombrarse a partir de azano y oxidano

**Dejan de ser aceptados los nombres comunes de fosfina para PH3 ; arsina para AsH3 y estibina para SbH3

Los hidruros progenitores también se pueden nombrar anteponiendo los prefijos di-, tri-,tetra-, penta-, a la raíz del nombre del elemento situado a la derecha, acabado en –uro, seguido de la preposición de y el nombre del otro elemento (Para los elementos de los grupos 13, 14 y 15)

Ejemplos:

PH3 Trihidruro de fósforo Fosfano

CH4 Tetrahidruro de carbono Metano

2.3.-Combinaciones del Hidrógeno con los elementos de los grupos 16 y 17: Haluros y Anfigenuros de hidrógeno

FÓRMULA : H1ó2X X: no metal de grupo 16 y 17 Números oxidación: H:+1 X: -1 ó -2 Las disoluciones acuosas de los compuestos formados por hidrógeno y un elemento de los grupos 16 y 17 presentan carácter ácido, por lo que se las conoce como ácidos hidrácidos.

(El número de oxidación del elemento que acompaña al H se puede calcular con las reglas del número de oxidación, recordando que con los grupos 16 y 17 tiene el H número de oxidación +1)

NOMBRE: Se nombran de la siguiente forma:

-Con prefijos multiplicadores:

Se nombran: el no metal acabado en –uro seguido de las palabras de hidrógeno. El número de átomos de cada elemento se indica con prefijos multiplicadores

-Nomenclatura de hidrógeno:

Se nombran con la palabra hidrógeno y entre paréntesis sin dejar espacio el nombre del no metal acabado en –uro

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9 -En disolución acuosa:

Forman los ácidos hidrácidos (no recomendada por la IUPAC)

Se nombra con la palabra ácido seguida del nombre del no metal acabado en el sufijo –hídrico

La IUPAC recomienda no usar esta nomenclatura de ácidos hidrácidos

Fórmula Con prefijos multiplicadores Nom. de hidrógeno En disolución acuosa HF Fluoruro de hidrógeno Hidrógeno(fluoruro) Ácido fluorhídrico HCl Cloruro de hidrógeno Hidrogeno(cloruro) Ácido clorhídrico HBr Bromuro de hidrógeno Hidrógeno(bromuro) Ácido bromhídrico

HI Yoduro de hidrógeno Hidrógeno(yoduro) Ácido yodhídrico

H2O Agua

H2S Sulfuro de hidrógeno dihidrógeno(sulfuro) Ácido sulfhídrico H2Se Seleniuro de hidrógeno dihidrógeno(seleniuro) Ácido selenhídrico H2Te Telururo de hidrógeno dihidrógeno(telururo) Ácido telurhídrico

3.- Sales neutras (Combinaciones binarias de un metal con un no metal)

Se llaman así a la combinación de un metal con un no metal

FÓRMULA: El no metal actúa con su número de oxidación negativo. El metal puede actuar con cualquiera de sus números de oxidación positivos Recordamos los números de oxidación negativos de los no metales:

Elementos B C N O F

Si P S Cl

As Se Br

Sb Te I

Nº oxidación -3 -4 -3 -2 -1

negativo

FÓRMULA: MxXm M : metal con número de oxidación +m

X : no metal con número de oxidación negativo –x.

A continuación se simplifican si es posible

NOMBRE: Se nombran añadiendo el sufijo –uro a la raíz del nombre del no metal, seguido de la preposición de y del nombre del metal, utilizando la nomenclatura de composición recomendada por la IUPAC:

(Para nombrar estos compuestos es necesario conocer el número de oxidación del elemento que acompaña al no metal . Para ello se usa la regla del número de oxidación. Poner ejemplos a los alumnos sobre compuestos como AlCl3 CuI Ni2S3 Li3B Pb2Si )

La nomenclatura de composición se puede expresar de varias formas -Con prefijos multiplicadores:

Se nombran con el nombre del no metal acabado en el sufijo –uro seguido del nombre del metal , indicando el número de átomos de cada elemento con prefijos multiplicadores

-Con el número de oxidación:

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10 Se nombran con el nombre del no metal acabado en el sufijo –uro, seguido del nombre del metal con su número de oxidación sin signo en números romanos entre paréntesis, si es que posee más de un número de oxidación . No hay espacio entre el nombre del metal y el paréntesis

-Con el valor de la carga iónica:

Se nombran con el nombre del no metal acabado en el sufijo –uro, seguido del nombre del metal con su número de oxidación en números arábigos entre paréntesis, si es que posee más de un número de oxidación . No hay espacio entre el nombre del metal y el paréntesis

NOMENCLATURA DE COMPOSICIÓN DE ALGUNAS SALES NEUTRAS

Fórmula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica LiF Fluoruro de litio Fluoruro de litio Fluoruro de litio

AlCl3 Tricloruro de aluminio Cloruro de aluminio Cloruro de aluminio CuI Yoduro de cobre Yoduro de cobre(I) Yoduro de cobre(1+) FeCl2 Dicloruro de hierro Cloruro de hierro(II) Cloruro de hierro(2+) Ni2S3 Trisulfuro de diníquel Sulfuro de niquel(III) Sulfuro de niquel(3+) PtBr2 Dibromuro de platino Bromuro de platino(II) Bromuro de platino(2+) NOMENCLATURA DE COMPOSICIÓN DE ALGUNAS OTRAS SALES NEUTRAS

Fórmula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica Li3B Boruro de trilitio Boruro de litio Boruro de litio

Cu2C Carburo de dicobre Carburo de cobre(II) Carburo de cobre(2+) Pb2Si Siliciuro de diplomo Siliciuro de plomo(II) Siliciuro de plomo(2+) FeN Mononitruro de hierro Nitruro de hierro(III) Nitruro de hierro(3+) AlP Fosfuro de aluminio Fosfuro de aluminio Fosfuro de aluminio GaAs Arseniuro de galio Arseniuro de galio Arseniuro de galio Ni3Sb2 Diantimoniuro de triniquel Antimoniuro de niquel(III) Antimoniuro de niquel(3+)

4.-Sales volátiles (Combinaciones binarias de un no metal con un no metal)

Están formadas por la combinación de dos no metales

Para formular las sales volátiles, se escribe, en primer lugar, el símbolo del elemento más metálico (el símbolo del elemento que va detrás de lista de la IUPAC o menos electronegarivo) y , a continuación, el símbolo del elemento menos metálico ( el símbolo del elemento que va delante de la lista de la IUPAC o más electronegativo). Para determinar cuál de los no metales es el más metálico (menor

electronegatividad), se puede consultar la tabla:

O también se puede usar esta regla mnemotécnica:

(11)

11

13 14 15 16 17

B C N O F

Si P S Cl

As Se Br

Sb Te I

H

Para los elementos que intervienen en estas sales , tener en cuenta que:

B<Si<C<Sb<As<P<N<Te<Se<S<I<Br<Cl<F

FÓRMULA: AbBa donde A es un no metal con número de oxidación +a y B es un no metal que usa su número de oxidación negativo –b. A continuación del intercambio de números de oxidación, se simplifican si se puede

IMPORTANTE: Recordar que en la fórmula el elemento B solo puede usar su número de oxidación negativo, mientras que el elemento A puede usar cualquiera de sus números de oxidación positivos

Recordamos los números de oxidación negativos que usan los no metales:

Grupos 13 14 15 16 17

B C N O F

Si P S Cl

As Se Br

Sb Te I

Nº oxidación +3 +4 +3 -2 -1

NOMBRE: Se nombran añadiendo el sufijo –uro a la raíz del nombre del elemento situado a la derecha de la fórmula, seguido de la preposición de y del nombre del otro elemento, utilizando la nomenclatura de composición , recomendada por la IUPAC

Para nombrar estos compuestos, es necesario conocer el número de oxidación del elemento A y del B, para ello se usan las reglas del número de oxidación. Hacer en clase estos ejemplos: CF4 B4C3 IF5 NI3 TeS2

La nomenclatura de composición se puede expresar de varias formas

-Con prefijos multiplicadores:

Se nombran con el nombre del no metal de la derecha de la fórmula acabado en el sufijo –uro seguido de la preposición de y a continuación el nombre del no metal de la izquierda. El número de átomos de cada elemento se indica con prefijos numerales

-Con el número de oxidación:

Se nombran con el nombre del no metal de la derecha de la fórmula acabado en el sufijo –uro seguido de la preposición de y a continuación el nombre del no metal de la izquierda con su número de oxidación en números romanos sin signo entre paréntesis sin dejar hueco (si tiene más de un número de oxidación positivo)

(12)

12 -Con el valor de la carga iónica:

Se nombran con el nombre del no metal de la derecha de la fórmula acabado en el sufijo –uro seguido de la preposición de y a continuación el nombre del no metal de la izquierda con su número de oxidación en números arábigos con su signo entre paréntesis sin dejar hueco (si tiene más de un número de

oxidación positivo)

Algunas de estas sales se pueden considerar compuestos obtenidos al sustituir todos los hidrógenos de los hidruros progenitores por otro no metal. Por tanto, algunas sales volátiles también se pueden nombrar mediante la nomenclatura de sustitución, otro de los sistemas recogidos en las recomendaciones de la IUPAC de 2005

Así, PBr3 . se pueden considerar un compuesto derivado del fosfano, PH3, al que le han sustituido los tres hidrógenos por tres átomos de bromo; así, utilizando la nomenclatura de sustitución :

PBr3

Tribromurofosfano NOMENCLATURA DE ALGUNAS SALES VOLÁTILES

Nomenclatura de composición

Formula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica BF3 Trifluoruro de bromo Fluoruro de bromo(III) Fluoruro de bromo(3+) CS2 Disulfuro de carbono Sulfuro de carbono(IV) Sulfuro de carbono(4+) As2Se3 Triseleniuro de diarsénico Seleniuro de arsénico(III) Seleniuro de arsénico(3+)

BP Fosfuro de boro Fosfuro de boro* Fosfuro de boro

*Como solo tiene un número de oxidación, no es necesario poner ni el número de oxidación ni el valor de la carga iónica

OTROS EJEMPLOS DE NOMENCLATURA DE ALGUNAS SALES VOLÁTILES

Formula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica C3N4 Tetranitruro de tricarbono Nitruro de carbono(IV) Nitruro de carbono(4+) SiC Monocarburo de silicio Carburo de silicio(IV) Carburo de silicio(4+) SI6 Diyoduro de azufre Yoduro de azufre(VI) Yoduro de azufre(6+)

5.-Iones: cationes y aniones monoatómicos

Los iones son especies químicas con carga eléctrica, positiva o negativa; es decir, átomos o moléculas que, mediante un fenómeno denominado ionización, han ganado o perdido electrones.

Los iones cargados positivamente se denominan cationes y su carga coincide con el número de electrones perdidos

Mm+ donde m+ es el número de electrones perdidos: H+ Ca2+ Na+ Fe3+

Los iones cargados negativamente se denominan aniones y su carga coincide con el número de electrones ganados

Xx- donde x- es el número de electrones ganados: F- S2- P3- C4-

Los cationes suelen ser metales y su carga positiva coincide con algunos de sus números de oxidación Na(1+) : Na+ Fe(2+): Fe2+ Fe(3+): Fe3+ Sn(2+): Sn2+ Sn(4+): Sn4+

El cromo y magnesio como metales forman los cationes: Cr(2+): Cr2+ Cr(3+): Cr3+ Mn(2+): Mn2+

Mn(4+): Mn4+

Los aniones suelen ser no metales y su carga negativa coincide con sus números de oxidación negativos:

(13)

13

Elementos B C N O F H

Si P S Cl

As Se Br

Sb Te I

Nº oxidación -3 -4 -3 -2 -1 -1

negativo

Ejemplo: H- B3- Si4- As3- O2- Br- Fórmula de cationes

CATIONES Mm+ donde M: metal , m+: valor de la carga positiva (número de electrones perdidos y coincide con alguno de sus números de oxidación

positivos) Nomenclatura de cationes monoatómicos

Se nombran con la palabra ión o catión seguido del nombre del elemento con el valor de la carga con signo + en números arábigos y entre paréntesis sin dejar espacio. Si el catión sólo tiene un estado de oxidación positivo no es necesario indicarlo

Fórmula Nomenclatura IUPAC 2005 Nomenclatura tradicional

Na+ catión sodio catión sodio

Mg2+ catión magnesio catión magnesio

H+ catión hidrógeno(1+) o hidrón catión hidrógeno Fe2+ catión hierro(2+) catión hierro(II)

Fe3+ catión hierro(3+) catión hierro(III)

Formula de aniones

ANIONES Xx- donde X: no metal , x-: valor de la carga negativa (número de electrones ganados y

coincide con su número de oxidación negativo) Nomenclatura de aniones monoatómicos

Se nombran con la palabra ión o anión seguido del nombre del no metal acabado en el sufijo –uro, y a continuación el valor de la carga con signo - en números arábigos y entre paréntesis sin dejar espacio. Si el anión sólo tiene un estado de oxidación positivo, no es necesario indicarlo

Fórmula Aniones monoatómicos: raíz del átomo en -uro(valor de la carga)

Cl- Cloruro(1-) o cloruro

H- Hidruro(1-) o hidruro

S2- Sulfuro(2-) o sulfuro

O2- Óxido(2-) u óxido

Hay cationes poliatómicos como el amonio: NH4+ o el oxonio: H3O+, y aniones poliatómicos como el cianuro CN-

COMPUESTOS TERNARIOS

Los compuestos ternarios son las combinaciones de tres elementos distintos en la misma o diferente proporción

Se estudian a continuación tres tipos de compuestos ternarios: los hidróxidos (bases), los ácidos oxoácidos y las sales neutras (oxisales)

(14)

14 1-Hidróxidos

Son combinaciones ternarias en las que el ión hidróxido, OH-, se combina con cationes metálicos El grupo OH- , llamado hidróxido, de carga iónica 1- se une a un metal. Estos compuestos se denominan hidróxidos o bases por el carácter básico que confieren a sus disoluciones acuosas .

+m -2 +1

FÓRMULA: M(OH)m donde M es el metal con número de oxidación +m y el grupo OH se puede considerar con número de oxidación -1 (el O tiene -2 y el H tiene +1, luego el conjunto OH tiene -1)

NOMBRE:Para nombrar estos compuestos la IUPAC recomienda la nomenclatura de composición, basada en la composición de una sustancia, no en su estructura. Se nombran con la palabra genérica hidróxido, seguida de la preposición de y el nombre del metal, y a partir de la fórmula empírica o la molecular, se indica la proporción de los constituyentes. Esta proporción se indica de las siguientes formas:

-Con prefijos multiplicadores:

Se nombran con la palabras hidróxido de, seguido del nombre del metal. Se usan prefijos multiplicadores para indicar el número de OH (ya que solo hay un átomo del metal)

-Con el número de oxidación:

Se nombran con las palabras hidróxido de, seguido del nombre del metal con su número de oxidación sin signo en números romanos entre paréntesis, sin dejar hueco, si el metal tiene más de un número de oxidación

-Con el valor de la carga iónica:

Se nombran con las palabras hidróxido de, seguido del nombre del metal con su número de oxidación con signo en números arábigos entre paréntesis, sin dejar hueco, si el metal tiene más de un número de oxidación

NOMENCLATURA DE COMPOSICIÓN DE ALGUNOS HIDRÓXIDOS

Fórmula Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica KOH Hidróxido de potasio Hidróxido de potasio Hidróxido de potasio Ni(OH)2 Dihidróxido de níquel Hidróxido de niquel(II) Hidróxido de niquel(2+) Ni(OH)3 Trihidróxido de níquel Hidróxido de níquel(III) Hidróxido de niquel(3+) Algunos nombres vulgares son:

NaOH: sosa cáustica KOH: potasa

NH4OH: hidróxido de amonio (el amonio, NH4+ , se comporta como un metal con número de oxidación +1)

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15 2-Ácidos oxoácidos. Nomenclatura tradicional

Estos compuestos están formados por la unión de - hidrógeno

-un no metal o un metal con número de oxidación positivo alto (Ejemplo: Cr: +3, +6; Mn: +3,+ 4,+6…) -oxígeno.

El nombre de oxoácidos se refiere a que son ácidos que tienen oxígeno en su molécula, y de esta forma se diferencian de los ácidos hidrácidos, los cuales no tienen oxígeno en su molécula (los ácidos hidrácidos eran los formados por la unión del hidrógeno con los no metales del grupo 16 y 17, y se nombraban con la terminación –hídrico cuando estaban en disolución acuosa)

FÓRMULA DE LOS ÁCIDOS OXOÁCIDOS

FÓRMULA: Ha Xb Oc Números de oxidación: H:+1 O:-2 X: +x

El elemento central, X, es un no metal, o un metal con número de oxidación alto.

Ejemplos de ácidos oxoácidos: HNO3 H2SO4

Uso del número de oxidación para calcular el número de hidrógenos o el estado de oxidación del elemento central

El uso de los números de oxidación permiten calcular el número de hidrógenos presentes en una molécula de compuesto o calcular el estado de oxidación del elemento central. Para ello hemos de tener en cuenta que los números de oxidación en estos compuestos son los siguientes: el hidrógeno +1, el elemento central +x y el oxígeno actúa con -2. Vamos a ver los distintos casos del uso del número de oxidación en estos compuestos

1º caso: Cálculo del número de oxidación del elemento central cuando nombramos el compuesto Para nombrar un oxoácido del tipo HaXbOc , es necesario deducir el número de oxidación, x, del átomo central, X. a partir de la fórmula del ácido. Para ello, se tiene en cuenta:

- la electroneutralidad de la molécula

-en los oxoácidos, el oxígeno actúa con estado de oxidación -2 y el hidrógeno con +1.

Para conocer el número de oxidación del átomo central, hay que deducirlo a partir de la fórmula química del compuesto del modo siguiente:

Por ejemplo, para obtener el número de oxidación del azufre en H2SO4 : +1 x -2

H2SO4 (+1)•2 + x•1 + (-2) •4 = 0 => x = +6 => x= +6 => S(+6) _____ ____ _____

H S O En este caso, el número de oxidación con el que actúa el azufre es +6 +1 x -2

H3PO4 (+1)•3 + x•1 + (-2) •4 = 0 => x = +5 => x= +5 => P(+5) _____ ____ _____

H P O En este caso, el número de oxidación con el que actúa el fósforo es +5

(16)

16 IMPORTANTE: en ambos casos anteriores es importante ver que coincide el número de oxidación deducido con alguno de los números de oxidación positivos posibles del elemento central

2º caso: Cálculo del número de hidrógenos del ácido oxoácido cuando formulamos el compuesto Al formular, hay que determinar el número de hidrógenos de la molécula del ácido. Para ello hay que conocer los números de oxidación del hidrógeno (+1), del oxígeno (-2) y del elemento central X (+x). El número de oxidación del elemento central, +x, , nos lo proporciona el nombre del ácido.

+1 +6 -2

HaTeO4 (+1) •a +( +6) •1+ (-2) •4 =0 => a= +2 => H2TeO4 _____ ____ _____

H Te O

+1 +5 -2

HaP2O7 (+1) •a +( +5) •2+ (-2) •7 =0 => a= +7 => H2P2O7 _____ ____ _____

H P O Los tipos de ácidos que vamos a ver son:

a)Ácidos oxoácidos simples

b)Ácidos oxoácidos polihidratados o poliácidos c)Isopoliácidos

d)Tioácidos

2.a- Ácidos oxoácidos simples

Los ácidos de este tipo se originan con los siguientes elementos centrales:

C (+2 y +4); N(+1,+3,+5) , el grupo 16 ( S, Se y Te) con sus números de oxidación +2, +4 y +6; y el grupo 17 (Cl, Br y I) con sus números de oxidación +1,+3,+5,+7

También los originan los metales Cr (+3 y +6) y Mn (+3, +4, +6 y +7) con sus números de oxidación más altas.

Se recomienda formularlos todos ellos y nombrarlos con todas las nomenclaturas

Grupos 6 7 13 14 15 16 17

B C N O F

Si P S Cl

Cr Mn As Se Br

Sb Te I

Nº oxidación +3 +3 +2 +1 +2 +1

+6 +4 +4 +3 +4 +3

+6 +5 +6 +5

+7 +7

Recordamos la terminología tradicional para los números de oxidación del elemento central:

1ºcaso: si el elemento tenía un único estado de oxidación positivo, su nombre acababa en el sufijo -ico

Ejemplo: B(3+) bórico

2º caso: si elemento tenía dos estados de oxidación positivos:

-Si actuaba con el menor número de oxidación, al nombre del elemento se le añadía el sufijo -oso

(17)

17 -Si actuaba con el mayor número de oxidación, al nombre del elemento se le añadía el sufijo -ico

Ejemplos:

C(2+) carbonoso C(4+) carbónico

3º caso: si el elemento tenía tres estados de oxidación positivos se le añaden los sufijos y prefijos siguientes:

-Si actuaba con el menor número de oxidación, el nombre del elemento usaba los prefijos y sufijos hipo- - oso

-Si actuaba con el número de oxidación intermedio, el nombre del elemento usaba el sufijo -oso -Si actuaba con su mayor número de oxidación, el nombre del elemento acaba en –ico

Ejemplos:

S(2+) hiposulfuroso S(+4) sulfuroso S((+6) sulfúrico

4º caso: si elemento tenía cuatro estados de oxidación positivos, al nombre del elemento se le añaden los prefijos y sufijos siguientes:

-Si actuaba con el menor número de oxidación, el nombre del elemento usaba los prefijos y sufijos hipo- - oso

-Si actuaba con el número de oxidación siguiente, el nombre del elemento usaba el sufijo -oso -Si actuaba con el número de oxidación siguiente, el nombre del elemento acaba en –ico

-Si actuaba con el número de oxidación siguiente, el nombre del elemento usaba los prefijos y sufijos per- y –ico

Ejemplos:

Br(1+) hipobromoso Br((3+) bromoso Br(5+) brómico Br(7+) perbrómico En resumen:

Un número de oxidación Dos números de oxidación Tres número de oxidación Cuatro números de oxidación Hipo- -oso Hipo- -oso

-oso -oso -oso

-ico -ico -ico -ico

Per- -ico Per- -ico

FÓRMULA

Para formular los ácidos oxoácidos simples se usan dos métodos: el método indirecto y el método directo 1ª forma: Método indirecto: sumando moléculas de agua (NO SE ESTUDIA)

2ª forma: Método directo: conociendo previamente el número de hidrógenos

1)A partir del nombre tradicional del ácido se obtiene el número de oxidación del elemento central 2)A continuación , el número de hidrógenos presentes en la molécula del oxoácido simple se deduce por la regla siguiente:

(18)

18 Número de oxidación del

elemento central IMPAR

Número de oxidación del elemento central PAR NÚMERO DE

HIDRÓGENOS DEL ÁCIDO

OXOÁCIDO SIMPLE 1 2

3)A continuación se escribe la fórmula del ácido escribiendo los símbolos del H, del elemento central y del oxígeno. Se coloca un solo átomo del elemento central y se colocan el número de hidrógenos aportados por la tabla anterior, quedando como incógnita el número de átomos de O presentes

H1ó2 X Oa

4)El número de oxígenos se calcula usando las reglas del número de oxidación NOMBRE Número de

oxidación del elemento

central

Nº de hidrógenos

Fórmula del ácido

Número de oxígenos

Fórmula definitiva del

ácido Ácido

hiponitroso N: +1 Impar: 1 HNOa a= 1

HNO

Ácido nitroso N: +3 Impar: 3 HNOa a=2

HNO2

Ácido nítrico N: +5 Impar: 5 HNOa a=3

HNO3

Ácido teluroso Te: +4 Par: 2 H2TeOa a=3

H2TeO3 NOMBRE

Para nombrarlos dada la fórmula, seguimos los pasos siguientes:

1)A partir de la fórmula determinamos el número de oxidación del elemento central con las reglas del número de oxidación

2)Debemos tener claro que el elemento central forma ácidos oxoácidos simples

3)Se nombran con la palabra ácido seguido del nombre del elemento central con los prefijos y sufijos hipo- -oso, -oso, -ico y per- -ico que le correspondan según su número de oxidación

Ejemplos

FÓRMULA NÚMERO DE OXIDACIÓN

DEL ELEMENTO CENTRAL

NOMBRE

H2TeO4 Te: +6

Forma oxoácidos simples

Ácido telúrico

H2CO2 C: +2

Forma oxoácidos simples Ácido teluroso

HIO I: +1

Forma oxoácidos simples Ácido hipoyodoso

Ejercicio a realizar:

Formular y nombrar todos los oxoácidos simples de:

C(2+,4+); N(1+,3+,5+); S,Se y Te (+2,+4,+6); Cl, Br y I (1+,3+,5+,7); Cr(+3,+6); Mn(+3,+4,+6,+7)

(19)

19 2.b- Ácidos oxoácidos polihidratados o poliácidos

Estos ácidos se originan con los elementos centrales siguientes:

B(3+); Si (4+) ; P, As, Sb (1+,3+,5+) ; V (1+,3+,5+) (En el V la única correcta es la +5) No vamos a estudiar los poliácidos con números de oxidación +2, +4, +6 del S, Se y Te

Grupos 5 13 14 15 16 17

B C N O F

Si P S Cl

V As Se Br

Sb Te I

Nº oxidación +1 +3 +4 +1

+3 +3

+5 +5

Los estados de oxidación del elemento central se nombran igual en que en caso anterior de los oxoácidos simples, con los prefijos y sufijos hipo- -oso, -oso, -ico y per- -ico

FÓRMULA

Para formular los ácidos oxoácidos polihidratados o poliácidos se usan dos métodos: el método indirecto y el método directo

1ª forma: Método indirecto: sumando moléculas de agua (NO LO VAMOS A ESTUDIAR) 2ª forma: Método directo: conociendo previamente el número de átomos de hidrógeno

1)A partir del nombre tradicional del ácido (de los prefijos y sufijos hipo-, -oso, -ico y per-) se obtiene el número de oxidación del elemento central

2)El número de hidrógenos presentes en la molécula del ácido poliácido se obtienen en la tabla siguiente:

PREFIJO NÚMERO DE

HIDRÓGENOS SI LA VALENCIA ES IMPAR

NÚMERO DE HIDRÓGENOS SI LA

VALENCIA ES PAR

Meta 1 2

Orto 3 4

3)Se escribe la fórmula del poliácido, poniendo el número de hidrógenos obtenidos de la tabla anterior, un solo átomo del elemento central (excepto para los piro- o di- que veremos después) y se calcula el número de oxígenos con la regla del número de oxidación

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Referencias

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