NOMENCLATURA y
FORMULACIÓN en
QUÍMICA INORGÁNICA
Prof. MSc. Mario Pavani Costa
Programa Farmacología Molecular y Clínica
Facultad de Medicina. Universidad de Chile.
Introducción
Valencia
Es la capacidad que posee un elemento de combinarse con otro
Como el hidrógeno se toma como referencia (valencia I),
se define también como el número de átomos de hidrógenos
que se puede combinar con un elemento
HCl: la valencia del Cl es I
H
2S: la valencia del S es II
NH
3: la valencia del N es III
CH
4: la valencia del C es IV
Introducción
Número de oxidación
Es el nº de electrones que un átomo puede captar o ceder
(total o parcialmente) al formar un compuesto
El nº de oxidación no tiene porqué coincidir con la valencia
de un elemento:
CH
4: la valencia del C es IV; el nº oxidación es -4
CH
3Cl: la valencia del C es IV; el nº oxidación es -2
CH
2Cl
2: la valencia del C es IV; el nº oxidación es 0
CCl
4: la valencia del C es IV; el nº oxidación es +4
Introducción
Las reglas de asignación del número de oxidación son:
1. El n.o. de todos los elementos libres es cero, en cualquiera de las formas en que se presenten: Ca metálico, He, N2, P4 , etc.2. El n.o. de un ión simple coincide con su carga: Así, los n.o . del S2–, Cl–y Zn2+ son, respectivamente, –2, –1, +2
3. El n.o. del H en sus compuestos es +1, excepto en los hidruros metálicos, que es –1
4. El n.o. del O en sus compuestos es –2, excepto en los peróxidos, que es –1 5. El n.o. de los metales alcalinos es siempre +1
6. El n.o. de los metales alcalinotérreos es siempre +2
7. El n.o. delF en sus compuestos es siempre –1. El n.o de los demás halógenos
varía desde -1 a +1, +3, +5, +7, siendo positivo cuando se combina con el O o con otro halógeno más electronegativo.
8. La suma algebraica de los n.o. de los átomos de una molécula es cero, y si se trata de un ión , igual a la carga del ión
Introducción
Cuadro de n.o. de los elementos más frecuentes:
No metales:
-4; +2, +4 -4; +4 C Si -3; +3 B -3; +1, +2, +3, +4, +5 -3; +1, +3, +5 -3; +3, +5 N P As, Sb, Bi -2 -2; +2, +4, +6 O S, Se, Te -1 -1; +1, +3, +5, +7 F Cl, Br, I -1; +1 H Nº de oxidación ElementoIntroducción
Cuadro de n.o. de los elementos más frecuentes:
Metales:
+2,+3, +4, +5 V +2, +3, +4, +6, +7 Mn +2, +3, +6 Cr +3, +4 Ir +2, +4 Sn, Pb, Pt, Pd +2, +3 Fe, Co, Ni +1, +3 Au +3 Al +1, +2 Cu, Hg +2 Be, Mg, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd +1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag, NH4+ Nº de oxidación ElementoIntroducción
Regla general de la formulación:
En cualquier fórmula química se escribe en primer lugar los elementos
situados a la izquierda de la T.P. (menos electronegativo), y en segundo
lugar, los situados a la derecha (más electronegativos). Ej: NaCl y no ClNa.
Orden de electronegatividad aplicada a la formulación:
Metales<B<Si<C<Sb<As<P<N<H<Te<Se<S<I<Br<Cl<O<F
I. Sustancias simples
Aquéllas constituidas por átomos de un mismo elemento
• Los gases nobles son monoatómicos: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
• Las moléculas de bastantes sustancias que en c.n. son gases, son diatómicas:
N2, F2, O2, …
• Elementos que presentan estados alotrópicos (agrupaciones de distintos nº de
átomos: S8, O3, P4, …
• Los metales, en las ecuaciones químicas, se representan simplemente
I. Sustancias simples
Aquéllas constituidas por átomos de un mismo elemento
yodo diyodo I2 oxígeno dioxígeno O2 ozono trioxígeno O3 azufre octaazufre S8 Fósforo blanco Tetrafósforo P4 bromo dibromo Br2 Cloro dicloro Cl2 flúor Diflúor F2 hidrógeno dihidrógeno H2 Tradicional Sistemática Compuesto
II. Compuestos binarios
Están formados por dos elementos
• Se escriben los elementos en un orden: primero el menos electronegativo y luego el más electronegativo
•Se intercambian los n. o., pero prescindiendo del signo
Al O +3 -2
2 3
•Siempre que sea posible se simplifica: Cu2S2 CuS
•El compuesto se lee de derecha a izquierda
Sistemas de nomenclaturas
•Sistemática (propuesta por la IUPAC)
• Stock
II. Compuestos binarios
Nomenclatura SISTEMÁTICA
• Consiste en la utilización de prefijos numerales griegos para indicar el nº de átomos de cada elemento presente en la fórmula
•Los prefijos que se utilizan son: mono (1), di (2), tri (3), tetra (4), penta (5),
hexa (6), hepta (7), … El prefijo mono puede omitirse.
tetrahidruro de silicio
SiH
4sulfuro de dihidrógeno
H
2S
pentaóxido de dicloro
Cl
2O
5II. Compuestos binarios
Nomenclatura de STOCK
• Consiste en indicar el n. o., con números romanos y entre paréntesis, al final del nombre del elemento. Si éste tiene n. o. único, no se indica.
óxido de aluminio
Al
2O
3óxido de hierro (
III
)
Fe
2O
3óxido de cobre (
II
)
II. Compuestos binarios
Nomenclatura TRADICIONAL
• Consiste en añadir un sufijo al nombre del elemento según con el n. o. con el que actúe:
n. o. mayor per -ico
n. o. intermedio -ico
n. o. intermedio -oso
n. o. menor hipo -oso
cuatro
n.o. mayor -ico
n. o. intermedia -oso
n.o. menor hipo -oso
tres
n. o. mayor -ico
n.o. menor -oso
dos
-ico
uno
terminación Posibilidad de n. o.
II. Compuestos binarios
Nomenclatura TRADICIONAL
• Consiste en añadir un sufijo al nombre del elemento según con el n. o. con el que actúe:
cloruro sód
ico
(o de sodio)
Na
Cl
cloruro férr
ico
Fe
Cl
3cloruro ferr
oso
Fe
Cl
2Compuestos binarios
CLASIFICACIÓNóxidos peróxidos hidruros sales neutras
óxidos básicos óxidos ácidos hidruros metálicos hidruros no metálicos grupos 13, 14,15 hidruros volátiles grupos 16, 17 haluros de hidrógeno
II. Compuestos binarios
1. Óxidos
Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico
• Óxido básico: es la combinación del oxígeno con un metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK
óxido ferrico óxido de hierro (III)
trióxido de dihierro Fe2O3 óxido lítico óxido de litio óxido de dilitio Li2O óxido ferroso óxido de hierro (II) monóxido de hierro FeO óxido plúmbico óxido de plomo (IV) dióxido de plomo PbO2 Tradicional Stock Sistemática Compuesto
II. Compuestos binarios
1. Óxidos
Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico
• Óxido ácido: es la combinación del oxígeno con un no metal. Se recomienda la nomenclatura SISTEMÁTICA.
Aunque la IUPAC no aconseja utilizar en este caso la nomenclatura tradicional, hay que indicar que éstos óxidos reciben el nombre de anhídridos.
anhídrido sulfúrico óxido de azufre (VI)
trióxido de azufre
SO3
Anhídrido carbónico óxido de carbono (IV)
dióxido de carbono
CO2
anhídrido sulfuroso óxido de azufre (IV)
dióxido de azufre
SO2
anhídrido hiposulfuroso óxido de azufre (II)
monóxido de azufre SO Tradicional Stock Sistemática Compuesto
II. Compuestos binarios
1. Óxidos
Son combinaciones del oxígeno con cualquier elemento químico
• Óxido ácido: es la combinación del oxígeno con un no metal. Se recomienda la nomenclatura SISTEMÁTICA.
Mención especial requieren los óxidos del nitrógeno.
anhídrido nítrico óx. de nitróg. (V) Pentaóxido de dinitrógeno N2O5 tetraóxido de dinitrógeno --tetraóxido de dinitrógeno N2O4 anhídrido nítrico óx. de nitróg. (III) trióxido de dinitrógeno N2O3 dióxido de nitrógeno --dióxido de nitrógeno NO2 óxido nítrico óx. de nitróg. (II) óxido de nitrógeno NO óxido nitroso óx. de nitróg. (I) óxido de dinitrógeno N2O Tradicional Stock Sistemática Comp.
PEROXIDOS
• Son compuestos diatómicos en donde
participan el grupo peróxido (-o-o-). y un
metal
• No todos los metales forman peróxidos lo
hacen los del grupo 1 y 2.
Metal + Grupo peróxido → Peróxido
2Li
+1+ (O)
2-2→ Li
2(O)
2peróxido de
zinc
peróxido de zinc II
dióxido de zinc
ZnO
2peróxido de
calcio
peróxido de calcio II
dióxido de calcio
CaO
2agua
oxigenada
peróxido de
hidrógeno
dióxido de
dihidrógeno
H
2O
2Nomenc.
tradicional
Nomenc. Stock
Nomenc.
sistemática
Compuesto
II. Compuestos binarios
2. Hidruros
Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico
• Hidruros metálicos: es la combinación del hidrógeno (-1) con un metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK.
hidruro férrico hidruro de hierro (III)
trihidruro de hierro FeH3 hidruro de estroncio hidruro de estroncio dihidruro de estroncio SrH2 hidruro lítico hidruro de litio hidruro de litio LiH hidruro cálcico hidruro de calcio dihidruro de calcio CaH2 Tradicional Stock Sistemática Compuesto
II. Compuestos binarios
2. Hidruros
Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico
• Haluros de hidrógeno: es la combinación del hidrógeno (+1) con un no metal
de los grupos 16 y 17. Se recomienda la nomenclatura de SISTEMÁTICA y TRADICIONAL. ácido sulfhídrico sulfuro de hidrógeno sulfuro de dihidrógeno H2S ác. selenhídrico seleniuro de hidrógeno seleniuro de dihidrógeno H2Se ácido clorhídrico cloruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno HCl ácido fluorhídrico fluoruro de hidrógeno fluoruro de hidrógeno HF Tradicional Stock Sistemática Comp.
II. Compuestos binarios
2. Hidruros
Son combinaciones del hidrógeno con cualquier elemento químico
• Hidruros volátiles: es la combinación del hidrógeno (+1) con un no metal de los grupos 13, 14 y 15. Se recomienda la nomenclatura de SISTEMÁTICA. Tienen nombres comunes aceptados por la IUPAC.
borano hidruro de boro (IV)
tetrahidruro de boro
BH3
silano hidruro de silicio (IV)
tetrahidruro de silicio
SiH4
metano hidruro de metano (IV)
tetrahidruro de carbono
CH4
arsina hidruro de arsénico (III)
trihidruro de arsénico
AsH3
estibina hidruro de estibina (III)
trihidruro de antimonio
SbH3
fosfina hidruro de fósforo (III)
trihidruro de fósforo
PH3
amoniaco hidruro de nitrógeno (III)
trihidruro de nitrógeno NH3 Tradicional Stock Sistemática Comp.
II. Compuestos binarios
3. Sales binarias
Son combinaciones de dos elementos, que no son ni el O ni el H.
• Sales neutras: son combinaciones de un metal y un no metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK. sulfuro sódico sulfuro de sodio sulfuro de disodio Na2S Sulfuro estánnico sulfuro de estaño (IV) disulfuro de estaño SnS2 bromuro áurico bromuro de oro (III)
trihidruro de oro AuBr3 fluoruro de lítico fluoruro de litio fluoruro de litio LiF Tradicional Stock Sistemática Compuesto
II. Compuestos binarios
3. Sales binarias
Son combinaciones de dos elementos, que no son ni el O ni el H.
• Sales volátiles: son combinaciones de dos no metales. Se escribe a la izquierda el elemento que se encuentre primero en esta relación:
B<Si<C<Sb<As<P<N<Te<Se<S<I<Br<Cl<O<F. Se recomienda la nomenclatura SISTEMATICA
--cloruro de carbono (IV)
tetracloruro de carbono
CCl4
--seleniuro de arsénico (III)
triseleniuro de diarsénico
As2Se3
--cloruro de bromo (I)
cloruro de bromo
BrCl
--fluoruro de bromo (III)
trifluoruro de bromo BrF3 Trad. Stock Sistemática Compuesto
III. Compuestos ternarios
clasificación
hidróxidos oxoácidos oxosales neutras sales ácidas de hidrácidos
III. Compuestos ternarios
1. Hidróxidos
Son compuestos formados por un metal y el grupo hidróxido (OH-).
Cuando se disuelven en agua originan disoluciones básicas, de ahí que también se denominen bases. Se recomienda la nomenclatura de STOCK.
hidróxido férrico hidróxido de hierro (III)
trihidróxido de hierro Fe(OH)3 hidróxido alumínico hidróxido de aluminio trihidróxido de aluminio Al(OH)3 hidróxido cálcico hidróxido de calcio dihidróxido de calcio Ca(OH)2 hidróxido sódico hidróxido de sodio hidróxido de sodio NaOH Tradicional Stock Sistemática Comp.
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
Son compuestos formados por hidrógeno, no metal y oxígeno.
• Su fórmula general es: HaXbOc, donde X es un no metal o un metal con alto estado de oxidación.
•Se obtienen añadiendo agua al anhídrido correspondiente:
anhídrido + agua oxoácido
Ej. N2O5 + H2O HHNO2N23O6
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del grupo de los halógenos: Cl, Br, I (+1, +3, +5, +7)
• Cl2O + H2O HClO • Cl2O3 + H2O HClO2 • Cl2O5 + H2O HClO3 • Cl2O7 + H2O HClO4 ácido clórico trioxoclorato (V) de hidrógeno HClO3 ácido perclórico tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno
HClO4
ácido cloroso dioxoclorato (III) de hidrógeno
HClO2
ácido hipocloroso oxoclorato (I) de hidrógeno
HClO
Tradicional Sistemática
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del grupo de los anfígenos: S, Se, Te (+2, +4, +6)
• SO + H2O H2SO2
• SO2 + H2O H2SO3
• SO3 + H2O H2SO4
ácido sulfúrico tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno
H2SO4
ácido sulfuroso trioxosulfato (IV) de hidrógeno
H2SO3
ácido hiposulfuroso dioxosulfato (II) de hidrógeno
H2SO2
Tradicional Sistemática
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del grupo de los nitrogenoideos: N (+1, +3, +5), P (+1, +3, +5),
As, Sb (+3, +5) • N2O + H2O HNO • N2O3 + H2O HNO2 • N2O5 + H2O HNO3 ácido nítrico trioxonitrato (V) de hidrógeno HNO3 ácido nitroso dioxonitrato (III) de hidrógeno
HNO2
ácido hiponitroso oxonitrato (I) de hidrógeno
HNO
Tradicional Sistemática
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del grupo de los nitrogenoideos: N (+1, +3, +5), P (+1, +3, +5), As, Sb (+3, +5)
El P, As y Sb pueden formar más de un oxoácido con el mismo n. o.
• anhídrido + H2O oxoácido META
• oxoácido META + H2O oxoácido ORTO
• 2 oxoácido ORTO - H2O oxoácido DI o PIRO
ácido ortofosfórico tetraoxofosfato (V) de hidrógeno H3PO4 ácido difosfórico heptaoxodifosfato (V) de hidrógeno H4P2O7 ácido metafosfórico trioxofosfato (V) de hidrógeno HPO3 Tradicional Sistemática Compuesto • P2O5 + H2O HPO3 • HPO3 + H2O H3PO4 • 2 H3PO4 + H2O H4P2O7
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del grupo de los carbonoideos: C (+4), Si (+4)
Mientras que el C sólo forma un oxoácido (que es inestable), el Si puede formar tres.
ácido carbónico trioxocarbonato (IV) de hidrógeno
H2CO3
Tradicional Sistemática
Compuesto
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del grupo de los carbonoideos: C (+4), Si (+4)
Mientras que el C sólo forma un oxoácido (que es inestable), el Si puede formar tres.
•SiO2 + H2O H2SiO3
•H2SiO3 + H2O H4SiO4
•2 H4SiO4 - H2O H6Si2O7
ácido ortosilícico tetraoxosilicato (IV) de hidrógeno
H4SiO4
ácido disilícico heptaoxodisilicato (IV) de hidrógeno
H6Si2O7
ácido metasilícico trioxosilicato (IV) de hidrógeno
H2SiO3
Tradicional Sistemática
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del grupo : B (+3)
•B2O3+ H2O HBO2
•HBO2 + H2O H3BO3
ácido ortobórico trioxoborato (III) de hidrógeno
H3BO3
ácido metabórico dioxoborato (III) de hidrógeno
HBO2
Tradicional Sistemática
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del manganeso: Mn (+4, +6, +7)
ácido permangánico tetraoxomanganato (VII) de hidrógeno
HMnO4
ácido mangánico tetraoxomanganto (VI) de hidrógeno
H2MnO4
ácido manganoso trioxomanganato (IV) de hidrógeno
H2MnO3 Tradicional Sistemática Compuesto • MnO2 + H2O H2MnO3 • MnO3 + H2O H2MnO4 • Mn2O7 + H2O HMnO4
III. Compuestos ternarios
2. Oxoácidos
• Oxoácidos del cromo: Cr (+6)
Se obtienen los dos oxoácidos siguientes:
ácido dicrómico heptaoxodicromato (VI) de hidrógeno
H2Cr2O7
ácido crómico tetraoxocromato (VI) de hidrógeno
H2CrO4 Tradicional Sistemática Compuesto • CrO3 + H2O H2CrO4 • 2 H2CrO4 - H2O H2Cr2O7
III. Compuestos ternarios
3. Iones: cationes y aniones
Un átomo se transforma en un ión positivo (catión) si cede electrones y en ión negativo (anión) si gana electrones.
En general:
• los metales forman cationes
• los no metales forman aniones
Ión
monoatómico: formado por un solo átomo. Su carga coincide con su n.o.
III. Compuestos ternarios
3. Iones: cationes y aniones
Nomenclatura: se recomienda la de STOCK para los cationes y la TRADICIONAL para los aniones.
•Anión monoatómico: se nombran utilizando el sufijo –uro.
•Cationes: se nombra como ión o catión, seguido del nombre del ión y su valencia entre paréntesis.
•Anión poliatómico: se nombran con los sufijos –ito, -ato, según el oxoácido de procedencia sea –oso o –ico.
ión sulfato ión tetraoxosulfato (VI)
SO4
2-ión clorito ión dioxoclorato (III)
ClO3
-ión fluoruro anión fluoruro o ión fluoruro
F
-ión fosfuro anión fosfuro o ión fosfuro
P
3-ión férrico catión hierro (III) o ión hierro (III)
Fe3+
ión potasio catión potasio o ión potasio
K+
Tradicional Sistemática -- Stock
III. Compuestos ternarios
4. Oxosales neutras
Son compuestos derivados de un oxoácido, en el que se sustituyen el (los) hidrógeno(s) por un metal(es).
Están formados por un metal, no metal y oxígeno. Se obtien por neutralización total de un oxoácido y un hidróxido:
• oxoácido + hidróxido oxosal + agua
• HNO3 + NaOH NaNO3+ H2O
NOMENCLATURA
•Tradicional: se nombran sustituyendo, del nombre del no metal, los sufijos – oso e –ico por –ito y –ato, respectivamente
•Stock: igual que en la tradicional, pero se indica la valencia del metal, si es necesario.
•Sistemática: se nombran igual que los ácidos; sólo se cambian la palabra hidrógeno por el nombre del metal con la valencia del mismo
III. Compuestos ternarios
4. Oxosales neutras
Son compuestos derivados de un oxoácido, en el que se sustituyen el (los) hidrógeno(s) por un metal(es).
Están formados por un metal, no metal y oxígeno. Se obtien por neutralización total de un oxoácido y un hidróxido:
fosfato cúprico fosfato de cobre (II)
tetraoxofosfato (V) de cobre (II)
Cu3(PO4)2
nitrito estánnico nitrito de estaño (IV)
dioxonitrato (III) de estaño (IV) Sn(NO2)4 sulfato de cadmio sulfato de cadmio trioxosulfato (IV) de cadmio CdSO3 nitrato sódico nitrato de sodio trioxonitrato (V) de sodio NaNO3 Tradicional Stock Sistemática Comp.
III. Compuestos ternarios
5. Sales ácidas de hidrácidos
Son sales ácidas que resultan de sustituir parcialmente el H del H2S por un metal. Se recomienda la nomenclatura de STOCK
sulfuro ácido cúprico hidrógenosulfuro de cobre (II) hidrógenosulfuro de cobre (II) Cu(HS)2 sulfuro ácido sódico hidrógenosulfuro de sodio hidrógenosulfuro de sodio NaHS Tradicional Stock Sistemática Comp.
IV. Compuestos superiores
Con este epígrafe vamos a englobar a compuestos con más de tres átomos distintos.•Oxosales ácidas: son sales que aún contienen H en su estructura. Derivan de la sustitución parcial de un ácido poliprótico por metales.
IV. Compuestos superiores
Oxosales ácidas
Son sales que aún contienen H en su estructura.
Derivan de la sustitución parcial de un ácido poliprótico por metales.
H3PO4 - 3 H+ - H+ - 2 H+ HPO4 2-PO4 3-H2PO4 -+ 3 Na+ + Na+ + 2 Na+ NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 oxosales ácidas
IV. Compuestos superiores
Oxosales ácidas
Son sales que aún contienen H en su estructura.
Derivan de la sustitución parcial de un ácido poliprótico por metales. La nomenclatura recomendada es la de STOCK
carbonato ácido (bicarbonato) de potasio hidrógenocarbonato de potasio hidrógenotrioxocarbonato (IV) de potasio KHCO3 sulfito ácido de cromo (III) hidrógenosulfito de cromo (III) Hidrógenotrioxosulfato
(IV) de cromo (III)
Cr(HSO3)3 fosfato diácido de sodio dihidrógenofosfato de sodio dihidrógenotetraoxofosfato (V) de sodio NaH2PO4 fosfato ácido de sodio hidrógenofosfato de sodio hidrógenotetraoxofosfato (V) de sodio Na2HPO4 Tradicional Stock Sistemática Comp.