Formulación y nomenclatura en química inorgánica para P.M.A.R. 1

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INTRODUCCIÓN

LAS VALENCIAS

Cuando los átomos se combinan entre sí para formar compuestos, lo hacen en ciertas proporciones que son fijas para cada tipo de compuesto. Estas proporciones están relacionadas con la distribución que tienen los electrones de la última capa de los átomos. A esta capa se le llama capa de valencia, y a los electrones que se encuentran en ella 'electrones de valencia'. De esta manera, podemos decir que la valencia de un elemento es un número que indica en qué proporción se combina con otros átomos.

Esta valencia puede ser positiva -cuando un átomo se une a otro que atrae a los electrones más que él- o negativa -si el átomo con el que se combina a los electrones menos que él-. Además, un mismo elemento puede combinarse de distintas maneras con otros, dando lugar a que un elemento pueda tener más de una valencia. Incluso un átomo puede actuar con valencia positiva o negativa dependiendo de cuál sea el otro átomo con el que se combina. Es necesario memorizar la tabla de valencias que aparece al final de los apuntes. Vamos a considerar que cualquier elemento que tenga una valencia negativa es un elemento no metálico, y un elemento que no tiene valencias negativas es un metal.

LA NOMENCLATURA STOCK

En la nomenclatura Stock, la valencia de los elementos se indica con números romanos, y se pone entre paréntesis después del nombre del elemento, por ejemplo, cobre(II).

Cuando un elemento tiene una sola valencia, ésta no se indica. Así, los compuestos de litio llevan al final siempre la terminación 'litio', y no 'litio(I)', porque el litio sólo puede actuar con valencia +1.

LA NOMENCLATURA DE COMPOSICIÓN

La nomenclatura de composición se basa en leer la fórmula tal y como se escribe, empezando desde el final y yendo hacia el principio. Cada vez que nos encontremos con un número en la fórmula, éste se indica con un prefijo como los de la tabla.

Número Prefijo Número Prefijo

1 mono 5 penta

2 di 6 hexa

3 tri 7 hepta

4 tetra 8 octa

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ELEMENTOS

Los elementos son sustancias formadas por un solo tipo de átomos.

a) Fórmula

Su fórmula general es:

donde E es el símbolo del elemento y n es el número de átomos que se agrupan. Los elementos metálicos se representan sólo con el símbolo del elemento:

Fe, K, Mn, …

Los elementos no metálicos gaseosos (excepto los gases nobles) están formados casi siempre por moléculas de dos átomos:

H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2

Hay algunos elementos que pueden unirse formando moléculas con distinto número de átomos, como el azufre (S2, S6, S8, …), el fósforo (P4) o el oxígeno (O2, O3).

b) Nombre

Los elementos se nombran utilizando la nomenclatura de composición, indicando el número de átomos que forma la molécula, seguido del nombre del elemento:

prefijo correspondiente a n + nombre del elemento

Si el elemento no forma moléculas, como los metales, el nombre es únicamente el nombre del elemento.

c) Ejemplos

Fórmula Nombre Nombre aceptado

O2 Dioxígeno oxígeno

O3 Trioxígeno ozono

Au Oro -

S8 Octaazufre -

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COMPUESTOS BINARIOS

Como indica su nombre, los compuestos binarios están formados por átomos de dos elementos diferentes. De los dos elementos, el que va la final de la fórmula siempre actúa con valencia negativa, mientras que el que va al principio actúa siempre con valencia positiva.

La fórmula se obtiene escribiendo los dos elementos uno a continuación de otro, escribiendo sus valencias sin signo y poniéndoselas como subíndice al átomo contrario. Si es posible, hay que simplificar estos subíndices de manera que no tengan divisores comunes.

El nombre tiene dos partes: una general, que indica el tipo de compuesto y que es debida al átomo que aparece al final de la fórmula y otra específica que indica el elemento que aparece al principio.

Vamos a estudiar ahora las familias de compuestos una por una.

ÓXIDOS

Son compuestos en los que el elemento que aparece al final de la fórmula es el oxígeno que actúa con su valencia negativa (-2).

a) Fórmula

Su fórmula general es:

donde E es el símbolo del elemento que se combina con el oxígeno y n es su valencia. Hay que recordar que los subíndices deben simplificarse cuando sea posible.

b) Nombre

Para el nombre se pueden utilizar la nomenclatura de composición y la de Stock.

Composición

Se lee la fórmula tal como está escrita, comenzando por el final e indicando los números con los prefijos. El oxígeno se lee como “óxido”. El profijo “mono” no se utiliza para el elemento que va al principio de la fórmula, y sólo se usa con el oxígeno si el elemento que lo acompaña tiene más de una valencia positiva:

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Stock

En la nomenclatura de Stock, estos compuestos se nombran comenzando con las palabras “óxido de”, seguidas del nombre del elemento que acompaña al oxígeno y de la valencia de éste último escrita con números romanos y entre paréntesis. La valencia del elemento es el número que va en el oxígeno, a no ser que la fórmula esté simplificada. En ese caso, la valencia es el doble del número que va con el oxígeno. La valencia sólo se indica si el elemento que va acompañando al oxígeno tiene más de una valencia positiva:

“óxido de” + nombre del elemento + valencia con números romanos y entre paréntesis

c) Dado el nombre poner la fórmula

Supongamos que nos piden formular el dióxido de silicio. Lo primero que tenemos que tener en cuenta es que el nombre está en la nomenclatura de composición, por lo que debemos escribir, de derecha a izquierda, lo que nos dice el nombre:

d i ó x i d o d e s i l i c i o SiO2

Supongamos ahora que nos piden formular el óxido de azufre(vI). Sabemos que está escrito en la nomenclatura de Stock. Es un óxido (valencia -2) con el azufre (valencia +6). Se escribe el símbolo del azufre, el del oxígeno, y, como subíndices, las valencias cambiadas de sitio:

S2O6 Como las valencias son pares, se simplifican:

SO3

d) Dada la fórmula, poner el nombre

Nos piden nombrar el compuesto de fórmula Hg2O. En la nomenclatura de composición, la fórmula se lee desde el final hacia el principio tal cual está escrita:

monóxido de dimercurio

Se utiliza el prefijo “mono” porque el mercurio tiene dos valencias diferentes (+1 y +2).

En la nomenclatura de Stock, se indica la valencia del mercurio con números romanos y entre paréntesis. En este caso, la valencia del mercurio es +1 (es el subíndice del oxígeno). Como el mercurio tiene dos valencias, hay que indicarla:

óxido de mercurio(I)

e) Ejemplos

Fórmula Composición Stock

PtO2 dióxido de platino óxido de platino(IV) Cl2O7 heptaóxido de dicloro óxido de cloro(VII)

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HIDRUROS

Los hidruros son compuestos binarios en los que el elemento que va al final de la fórmula es el hidrógeno, que actúa con su valencia negativa (-1).

a) Fórmula

Su fórmula general es:

donde E es el símbolo del elemento que se combina con el hidrógeno y n es su valencia. Estos compuestos no pueden simplificarse porque la valencia del hidrógeno es -1.

b) Nombre

Para el nombre se pueden utilizar la nomenclatura de composición, la de Stock y, en algunos casos, la de sustitución.

Composición

Se lee la fórmula tal como está escrita, comenzando por el final e indicando los números con los prefijos.

prefijo del hidrógeno + ”hidruro de” + nombre del elemento

Stock

En la nomenclatura de Stock, estos compuestos se nombran comenzando con las palabras “hidruro de”, seguidas del nombre del elemento que acompaña al hidrógeno y de la valencia de éste último escrita con números romanos y entre paréntesis si el elemento tiene más de una valencia positiva.

“hidruro de” + nombre del elemento + valencia con números romanos y entre paréntesis

Sustitución

Los hidruros de elementos no metálicos se suelen nombrar también utilizando la nomenclatura de sustitución, que es, en ocasiones, más utilizada que las otras dos. Los nombres de estos compuestos son:

Compuesto Nombre Compuesto Nombre

BH3 borano NH3 amoniaco (azano)

CH4 metano PH3 fosfano

SiH4 silano AsH3 arsano

GeH4 germano SbH3 estibano

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c) Dado el nombre poner la fórmula

Supongamos que nos piden formular el dihidruro de hierro. Lo primero que tenemos que tener en cuenta es que el nombre está en la nomenclatura de composición, por lo que debemos escribir, de derecha a izquierda, lo que nos dice el nombre:

d i h i d r u r o d e h i e r r o FeH2

Supongamos ahora que nos piden formular el hidruro de oro(III). Sabemos que está escrito en la nomenclatura de Stock. Escribimos el símbolo del oro, el del hidrógeno y, como subíndice del hidrógeno, la valencia del oro:

AuH3

d) Dada la fórmula, poner el nombre

Nos piden nombrar el compuesto de fórmula PH3. En la nomenclatura de composición, la fórmula se lee desde el final hacia el principio tal cual está escrita:

trihidruro de fósforo

En la nomenclatura de Stock, es necesario indicar la valencia del fósforo porque tiene tres valencias positivas (+1, +3 y +5):

hidruro de fósforo(III)

Este compuesto también puede nombrarse por la nomenclatura de sustitución: fosfano

e) Ejemplos

Fórmula Composición Stock Sustitución

HgH2 dihidruro de mercurio hidruro de mercurio(II) -

LiH hidruro de litio hidruro de litio -

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HALUROS

Son combinaciones entre un metal y un no metal. En ellas, el no metal siempre actúa con valencia negativa y el metal con valencia positiva. El metal se escribe en la fórmula en primer lugar y en no metal va al final de la fórmula.

a) Fórmula

Su fórmula general es:

donde M es el símbolo del metal, X el del no metal, m es la valencia del metal y n la del no metal. Los subíndices deben simplificarse siempre que sea posible.

b) Nombre

Para el nombre se pueden utilizar la nomenclatura de composición y la de Stock. Composición

Se lee la fórmula tal como está escrita, comenzando por el final e indicando los números con los prefijos. El nombre del no metal (el elemento que va al final de la fórmula) se termina en “uro”.

prefijo del no metal + nombre del no metal + ”-uro de” + prefijo del metal + nombre del metal

Stock

En la nomenclatura de Stock, estos compuestos se nombran comenzando con el nombre del no metal (el elemento que va al final de la fórmula) con la terminación “uro”, la preposición “de” y, finalmente, el nombre del metal y la valencia de éste último escrita con números romanos y entre paréntesis (si el metal tiene más de una valencia positiva).

nombre del no metal + “-uro de” + nombre del metal + valencia con números romanos y entre paréntesis

c) Dado el nombre poner la fórmula

Supongamos que nos piden formular el trisulfuro de dialuminio. Lo primero que tenemos que tener en cuenta es que el nombre está en la nomenclatura de composición, por lo que debemos escribir, de derecha a izquierda, lo que nos dice el nombre:

t r i s u l f u r o d e d i a l u m i n i o Al2S3

Supongamos ahora que nos piden formular el bromuro de magnesio. Está escrito en la nomenclatura de Stock (no está la valencia del magnesio porque sólo tiene una, +2). Escribimos el símbolo del magnesio, el del bromo y, como subíndice del magnesio la valencia negativa del bromo (-1) y como subíndice del bromo la valencia del magnesio:

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d) Dada la fórmula, poner el nombre

Nos dan la fórmula CoSe, y nos piden el nombre del compuesto. En la nomenclatura de composición se lee la fórmula desde el final hacia el principio:

monoseleniuro de cobalto

Es necesario utilizar el prefijo “mono” para el selenio porque el cobalto tiene dos valencias positivas (+2 y +3).

En la nomenclatura de Stock es necesario determinar la valencia del cobalto. Como el elemento que va al final de la fórmula es el selenio, cuya valencia negativa es -2, debería aparecer un 2 como subíndice del cobalto. Este número no aparece, lo que indica que la fórmula está simplificada . De las dos valencias del cobalto, la que permite simplificar la fórmula es +2, con lo que el nombre sería:

seleniuro de cobalto(II)

e) Ejemplos

Fórmula Composición Stock

AuCl monocloruro de oro cloruro de oro(I) H2S sulfuro de dihidrógeno sulfuro de hidrógeno Fe2Te3 tritelururo de dihierro telururo de hierro(III)

Ag3N nitruro de tetraplata nitruro de plata

VALENCIAS DE ALGUNOS ELEMENTOS QUÍMICOS

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EJERCICIOS

ÓXIDOS

Trióxido de cromo Óxido de plata Óxido de níquel(III)

Monóxido de mercurio Pentaóxido de dinitrógeno BaO SO2 I2O5 Li2O Al2O3

HIDRUROS

Dihidruro de magnesio Hidruro de estaño(IV) Fosfano Hexahidruro de cromo Trihidruro de aluminio BH3 CoH2 FeH3 CH4 KH

HALUROS

Monobromuro de oro Cloruro de hidrógeno Trisulfuro de dialuminio Seleniuro de calcio Carburo de tetraplata NH4I H2S Cu3N2 CdBr2 PbCl4

EJERCICIO COMBINADO

NaH SiI4 PdO2 AsH3 SnO2 MnH4 As2O5 AsN MgH2 PoCl4 SeO2 I2O3 GeS2 SnSe2 N2O HBr AsCl5 FeO K3N Br2O AuH CO2 H2S Ni2Te3 CoH2 Óxido de dilitio Arseniuro de carbono Óxido de galio Monóxido de plomo Trihidruro de indio Trióxido de selenio Bromuro de hidrógeno Antimoniuro de germanio(IV) Carburo de tetraamonio Monóxido de nitrógeno Fosfuro de amonio Arsano Tetracloruro de paladio Hidruro de antimonio(III)

Fluoruro de cobalto(II) Óxido de manganeso(IV) Telururo de dihidrógeno Amoniaco Trióxido de diboro Telururo de estroncio Hidruro de arsénico(III)

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