FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA
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FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA http://www.alonsoformula.com/inorganica/ Entenderemos por formulación la aplicación de un conjunto de reglas para la obtención de las fórmulas de las sustancias. De igual manera, la nomenclatura es la aplicación de un conjunto de reglas para asignar nombre a las sustancias. Además de los 90 elementos que hay en la naturaleza, los científicos han asignado nombre y fórmula para varios millones de sustancias compuesto tanto de origen natural como obtenidas por síntesis. Sin embargo, en este curso estudiaremos la formulación y nomenclatura de un reducido número de sustancias pertenecientes a unos pocos grupos de sustancias en cuya composición entran a formar parte algunos elementos utilizando sus índices de oxidación más frecuentes. El índice de oxidación con el que actúa un elemento es un número que nos indica su capacidad de combinación, precedido de los signos (- o +), que nos indica su comportamiento electronegativo frente al otro elemento al que se une. Así por ejemplo, el Cl actúa con índice de oxidación -1 frente al Na que actúa con +1. El Cl es más electronegativo que el Na. Sin embargo, el Cl puede actuar con índices de oxidación +1, +3, +5 o +7 frente al O que lo hace con -2. Efectivamente, el O es más electronegativo que el Cl. En general, los metales actúan con índices de oxidación (+), mientras que los no metales lo pueden hacer con índices de oxidación (+) frente a elementos más electronegativos o con índice de oxidación (-) frente a elementos menos electronegativos. A continuación se muestran los elementos químicos que vamos a utilizar con indicación de sus índices de oxidación más frecuentes: METALES (+1) (+2) (+3) (+1, +2) (+1, +3) (+2, +3) (+2, +4) Li, Na, K, Rb, Cs, Ag Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd Bi, Al Cu, Hg Au Cr, Mn, Fe, Co, Ni Sn, Pb, Pt + Además hemos de considerar el catión amonio NH4 con índice de oxidación (+1). NO METALES (-1) (-1, +1, +3, +5, +7) (-2, +2, +4, +6) (-3, +3, +5) (-4, +4) (-2) (-1, +1) F Cl, Br, I S, Se, Te N, P, As, Sb C, Si O H Sistemas de Nomenclatura Sistema tradicional: Este sistema utiliza la raíz latina de los elementos junto con prefijos y sufijos (hipo, per, oso, ico, ...) para indicar la valencia con la que actúan, o bien se utilizan nombre comunes. Por ejemplo: ácido perclórico óxido plumboso amoniaco Cuando un metal tenga una sola valencia, se puede utilizar el nombre en castellano precedido de la preposición "de". 1 Así por ejemplo: óxido de bario sulfato de sodio Sistema de Stock: Este sistema utiliza el nombre castellano de los elementos metálicos junto con números romanos entre paréntesis para indicar la valencia con la que actúan. Así por ejemplo: hidróxido de hierro(III) cloruro de cobre(II) tetraoxosulfato(VI) de plomo(II) Cuando los elementos tienen una sola valencia, no es necesario expresar el número romano. Ejemplo: bromuro de plata trioxonitrato(V) de cadmio Nomenclatura sistemática: Este sistema de nomenclatura utiliza el nombre castellano de los elementos metálicos junto con prefijos numerales (mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, etc.) que indican la proporción de cada elemento. Ejemplo: trióxido de azufre pentaóxido de dicloro Sustancias simples Para formular las sustancias simples o elementales utilizaremos, en general, su símbolo químico; excepto en los siguientes casos: H2 hidrógeno O2 oxígeno N2 nitrógeno F2 flúor Cl2 cloro Br2 bromo I2 iodo Compuestos binarios Son los formados por dos elementos. Para formularlos: 1) Se colocan los símbolos de los elementos, a la izquierda el menos electronegativo y a la derecha el más electronegativo. 2) Se colocan como subíndice de cada símbolo la valencia (índice de oxidación sin el signo) con la que actúa el otro elemento. Si es 1, no se pone. 3) Se simplifican los subíndice, si es posible. Ejemplos: óxido férrico: Fe2O3 óxido de plomo(IV): Pb2O4 simplificando PbO2 Una vez construida la fórmula de un compuesto, debe verificarse que la suma algebraica de los índices de oxidación, de los elementos que los componen, sea cero. Ejemplo: óxido férrico: Fe2O3 2(+3) + 3(-2) = 0 óxido de plomo(IV): PbO2 (+4) + 2(-2) = 0 Hidruro iónicos Hidrógeno H (-1) con metal X (sólo metales de los grupos 1, 2, 13 y 14) con índice de oxidación (+m). Fórmula general: XHm Nomenclatura tradicional: hidruro R(X)oso/ico R(X): es la raíz latina del metal. 2 oso: metal con menor valencia. ico: metal con mayor valencia o con una sola valencia. Nomenclatura de Stock: hidruro de N(X)(m) N(X): nombre del metal en castellano. (m): valencia del metal en romano. Si el metal tiene una sola valencia no se pone. Nomenclatura sistemática: (G)hidruro de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice del hidrógeno o del metal (di, tri, tetra, penta, etc.) N(X): Nombre del metal en castellano Ejemplos: AlH3 : hidruro de aluminio SnH4: hidruro de estaño(IV) PbH2: dihidruro de plomo SrH2: hidruro estróncico NaH: hidruro sódico PbH4: tetrahidruro de plomo Al final de estos breves apuntes hay varias páginas de ejercicios. Comienza por ejercicios de nomenclatura (identifica las fórmulas que corresponden a hidruros y dales nombre) después pasa a realizar ejercicios de formulación. Hidruros covalentes Hidrógeno H (+1) con no metal Y (-n). Dentro de los no metales consideraremos dos grupos: F, Cl, Br, I, S, Se, Te con fórmula general H nY TRADICIONAL HF HCl HBr HI H2S H2Se H2Te ácido fluorhídrico ácido clorhídrico ácido bromhídrico ácido iodhídrico ácido sulfhídrico ácido selenhídrico ácido telurhídrico N, P, As, Sb, C, Si con fórmula general H2O NH3 PH3 AsH3 SbH3 CH4 SiH4 STOCK TRADICIONAL agua amoniaco fosfina arsina estibina metano silano fluoruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno bromuro de hidrógeno ioduro de hidrógeno sulfuro de hidrógeno seleniuro de hidrógeno teluro de hidrógeno YHn STOCK hidruro de nitrógeno hidruro de fósforo hidruro de arsénico hidruro de antimonio hidruro de carbono hidruro de silicio Óxidos Son combinaciones del oxígeno (-2) con metales X (+m). Fórmula general: X2Om (simplificar) Nomenclatura tradicional: óxido R(X)oso/ico R(X): es la raíz latina del metal. oso: metal con menor valencia. ico: metal con mayor valencia o con una sola valencia. Nomenclatura de Stock: óxido de N(X)(m) N(X): nombre del metal en castellano. (m): valencia del metal en romano. Si el metal tiene una sola valencia no se pone. 3 Nomenclatura sistemática: (G)óxido de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice del oxígeno o del metal (di, tri, tetra, penta, etc.) N(X): nombre del metal en castellano. Ejemplos: FeO Fe2O3 Na2O PbO PbO2 óxido ferroso óxido férrico óxido sódico óxido plumboso óxido plúmbico óxido de hierro(II) óxido de hierro(III) óxido de sodio óxido de plomo(II) óxido de plomo(IV) óxido de hierro trióxido de dihierro óxido de sodio óxido de plomo dióxido de plomo Peróxidos -2 Son combinaciones del grupo peroxo O2 con los metales (+m) (Sólo metales de los grupos 1, 2, 11, y 12). Fórmula general: X2O2*m Nomenclatura tradicional: peróxido R(X)oso/ico R(X): es la raíz latina del metal. oso: metal con menor valencia. ico: metal con mayor valencia o con una sola valencia. Nomenclatura de Stock: peróxido de N(X)(m) N(X): nombre del metal en castellano. (m): valencia del metal en romano. Si el metal tiene una sola valencia no se pone. Nomenclatura sistemática: (G)óxido de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice del oxígeno o del metal (di, tri, tetra, penta, etc.) N(X): nombre del metal en castellano. Ejemplos: Li2O2 CdO2 Cu2O2 CuO2 peróxido lítico peróxido cádmico peróxido cuproso peróxido cúprico peróxido de litio peróxido de cadmio peróxido de cobre(I) peróxido de cobre(II) dióxido de dilitio dióxido de cadmio dióxido de dicobre dióxido de cobre Anhídridos Son combinaciones del O (-2) con no metales Y (+n). Fórmula general: Y2On (simplificar) Nomenclatura tradicional: anhídrido hipoR(Y)oso anhídrido R(Y)oso anhídrido R(Y)ico anhídrido perR(Y)ico Nomenclatura de Stock: óxido de N(Y)(n) N(Y): nombre del no metal en castellano. (n): valencia del no metal en romano. Si el no metal tienen una sola valencia no se pone. Nomenclatura sistemática: (G)óxido de (G)N(Y) (G): Prefijo griego que indica el subíndice del oxígeno o del metal (di, tri, tetra, penta, etc.) N(Y): nombre del no metal en castellano. Ejemplos: SiO2 P2O3 SO Cl2O7 anhídrido silícico anhídrido fosforoso anhídrido hiposulfuroso anhídrido perclórico óxido de silicio óxido de fósforo(III) óxido de azufre(II) óxido de cloro(VII) dióxido de silicio trióxido de difósforo óxido de azufre heptaóxido de dicloro 4 Sales binarias Son compuestos de metal X (+m) con no metal Y (-n) (Sólo F, Cl, Br, I, S, Se y Te). Fórmula general: XnYm (simplificar) Nomenclatura tradicional: R(Y)uro R(X)oso/ico R(Y): Raíz latina del no metal. R(X): Raíz latina del metal. oso: metal con menor valencia. ico: metal con mayor valencia o con una sola valencia. Nomenclatura de Stock: R(Y)uro de N(X)(m) N(X): nombre del metal en castellano. (m): valencia del metal en romano. Si el metal tienen una sola valencia no se pone. Nomenclatura sistemática: (G)R(Y)uro de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice del no metal o del metal (di, tri, tetra, penta, etc.) N(Y): nombre del no metal en castellano. N(X): nombre del metal en castellano. Ejemplos: PtF4 CaS NH4Cl Al2Se3 fluoruro platínico sulfuro de calcio cloruro amónico seleniuro alumínico fluoruro de platino(IV) sulfuro de calcio cloruro de amonio seleniuro de aluminio tetrafluoruro de platino sulfuro de calcio cloruro de amonio seleniuro de aluminio Hidróxidos Son compuestos formados por un metal X(+m) con el grupo hidróxido OH (-1). Fórmula general: X(OH)m Si m=1 no se ponen los paréntesis. Nomenclatura tradicional: hidróxido R(X)oso/ico R(X): Raíz latina del metal. oso: metal con menor valencia. ico: metal con mayor valencia o con una sola valencia. Nomenclatura de Stock: hidróxido de N(X)(m) N(X): nombre del metal en castellano. (m): valencia del metal en romano. Si el metal tienen una sola valencia no se pone. Nomenclatura sistemática: (G)hidróxido de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice del grupo OH o del metal (di, tri, tetra, penta, etc.) N(X): nombre del metal en castellano. Ejemplos: Cu(OH)2 NaOH NH4OH Sn(OH)2 hidróxido cúprico hidróxido sódico hidróxido amónico hidróxido estannoso hidróxido de cobre(II) hidróxido de sodio hidróxido de amonio hidróxido de estaño(II) dihidróxido de cobre hidróxido de sodio hidróxido de amonio dihidróxido de estaño Oxoácido Son compuestos ternarios formados por hidrógeno H (+1), no metal Y (+n) y oxígeno O (-2). Fórmula general: HaYbOc No existe una norma general y sencilla para formular los oxoácido. A nuestros efectos utilizaremos la siguiente regla: Si n es impar entonces a=1, b=1 y c=(n+1)/2 Si n es par entonces a=2, b=1 y c=(n+2)/2 5 Fuera de esta regla debemos conocer los siguientes Oxoácido: H3PO4 HMnO4 H2Cr2O7 H2CrO4 ácido fosfórico ácido permangánico ácido dicrómico ácido crómico Nomenclatura tradicional: tetraoxofosfato(V) de hidrógeno tetraoxomanganato(VII) de hidrógeno heptaoxodicromato(VI) de hidrógeno tetraoxocromato(VI) de hidrógeno ácido hipoR(Y)osos ácido R(Y)oso ácido R(Y)ico ácido perR(Y)ico R(Y): Raíz latina del no metal. Nomenclatura de Stock: (G)R(Y)ato(n) de hidrógeno (G): Prefijo griego que indica el subíndice de O (oxo, dioxo, trioxo, tetraoxo, ...) R(Y): Raíz latina del no metal. (n): Valencia del no metal en romano. Si el no metal tiene una sola valencia, no se pone. Ejemplos: H2CO3 HNO3 H2SeO2 H2SO4 HClO HIO4 ácido carbónico ácido nítrico ácido hiposelenioso ácido sulfúrico ácido hipocloroso ácido periódico trioxocarbonato de hidrógeno trioxonitrato(V) de hidrógeno dioxoseleniato(II) de hidrógeno tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno oxoclorato(I) de hidrógeno tretaoxoiodato(VII) de hidrógeno Oxosales neutras Son los compuestos resultantes de sustituir los hidrógenos de los oxoácidos por un metal X (+m). Fórmula general: Metal Oxoácido oxosal neutra X HaYbOc Xa(YbOc)m Si m=1, no se pone paréntesis. Nomenclatura tradicional: Según el ácido sustituido. Del ácido hipoR(Y)osos Del ácido R(Y)oso Del ácido R(Y)ico Del ácido perR(Y)ico se obtienen se obtienen se obtienen se obtienen hipoR(Y)ito R(X)osos/ico R(Y)ito R(X)oso/ico R(Y)ato R(X)oso/ico perR(Y)ato R(X)oso/ico R(Y): Raíz latina del no metal. R(X): Raíz latina del metal. Nomenclatura de Stock: (G)R(Y)ato(n) de N(X)(m) (G): Prefijo griego que indica el subíndice de O (oxo, dioxo, trioxo, tetraoxo, ...) R(Y): Raíz latina del no metal. (n): Valencia del no metal en romano. Si el no metal tiene una sola valencia, no se pone. N(X): Nombre castellano del metal (m): Valencia del metal en romano. Si el metal tiene una sola valencia, no se pone. Ejemplos: (NH4)2SO2 Co2(CO3)3 CuBrO3 Sn(BrO4)2 RbNO2 hiposulfito amónico carbonato cobáltico bromato cuproso perbromato estannoso nitrito rubídico dioxosulfato(II) de amonio trioxocarbonato de cobalto(III) trioxobromato(V) de cobre(I) tetraoxobromato(VII) de estaño(II) dioxonitrato(III) de rubidio 6 Sales ácidas Son las sales que se obtienen de la sustitución de algunos H (no todos) del ácido por un metal. Ejemplo: NaHS : Bisulfuro de sodio o Hidrogenosulfuro de Sodio NaHSO4 : Bisulfato de sodio o Hidrogenosulfato de sodio. Fe(HSO4)2 : Bisulfato ferroso o Hidrogenosulfato de hierro(II) NaH2PO4 : Dihidrogenofosfato de sodio. NOMBRAR HCl KMnO4 HNO3 HI Cd(OH)2 Al(OH)3 SbH3 H2O2 H2CO3 RbOH Br2O PbH4 NH3 Cu(NO2)2 K2Cr2O7 SrH2 SnH4 BeSeO3 BaH2 NaOH Al2O3 BeO KIO4 BeSiO3 CO2 RbH MgBr2 SrO CuOH PbSeO2 NH4NO3 N2O5 SnO2 LiOH Co(OH)2 I2O3 Ni2(SO3)3 Au2S3 H2SiO3 Bi(OH)3 CsClO ZnO2 Fe(OH)2 P2O3 SiO2 MgSO4 H2Se H2SO2 PH3 AgOH NaBrO4 SeO SiH4 H2Te H2O LiH Br2O Al2O3 Na2S H2SiO3 RbOH K2S Cd(OH)2 Na2O2 Be(BrO2)2 BaO2 H3PO4 H2S H2SO2 H2SO3 HgO CaHPO4 Al2(CO3)3 AgIO3 Bi2(CO3)3 P2O3 CrF3 Cu2O CdO2 N2O5 CH4 H2SO4 Sb2O3 BiH3 SO2 CO2 BaH2 K2TeO3 ZnO2 H2O SbH3 Be(BrO2 )2 NH4OH (NH4)2SeO4 MgO As2O5 SiO2 Hg2TeO2 CoO NiCO3 AlH3 TeO MnSe HgCO3 BaO2 AgF H2SO4 KOH KH Zn(BrO2)2 HIO4 N2O3 KCl HF SrI2 Mn(OH)3 CuO Mn(IO3)2 NaOH HBr SrO2 Co2O3 Li2SiO3 CaH2 H2SiO3 HNO3 H2Se KI MgH2 LiNO3 CrF3 SrO H2SO2 H2Se Cd(ClO)2 Co2Te3 H2S H2SeO3 RbH H2SiO3 NH3 AuOH Na2 O2 Fe(OH)3 BeBr2 N 2 O3 MgH2 Pb(OH)4 TeO3 Cr(OH)3 LiClO4 Na2SO4 MnF3 Na2SO2 H3PO4 CsOH PbO2 MnS BaH2 NiSeO3 CH4 BeH2 MgO Na2O2 LiClO2 Cr(OH)2 CdO CaO2 BiH3 KBr CsOH HBr CsClO4 LiNO2 ZnO HMnO4 Cr2O3 Cu2O2 ZnBr2 Rb2O2 H2S SO3 NiTeO2 Na2O LiOH As2O3 CdBr2 Br2O AgBr LiF HBr PtI2 PbI2 Na2O NiSiO3 ZnF2 Mn(OH)2 NaH2PO4 H2S BeH2 H2SeO4 K2CO3 Ba(BrO4)2 Li2O H2SeO3 NaHCO3 CsF Ag2O HNO2 Ag2S CaSO4 HBrO CsH Ag2Cr04 LiH BeTeO2 Hg(OH)2 H2SiO3 HBrO3 Pb(BrO4)4 H2CO3 HgO2 BaO2 CuO CoO CdO H2SO4 CoSeO3 BeSeO3 MgSeO3 H2Cr2O7 Bi(ClO3)3 PH3 PbO2 Tl2O3 SiF4 MoO3 Zr(OH)4 UO2 Ca3(PO4)2 Ag2Cr04 SbBr3 HIO3 NH4HS MnS CaCO3 I2O3 NH4OH 7 FORMULAR peróxido cádmico dioxosulfato(II) de cadmio cloruro rubídico trioxosilicato de hidrogeno tetraoxosulfato(VI) estaño(IV) trioxonitrato(V) de litio anhídrido sulfúrico fosfina de hidruro sódico hidruro de rubidio oxido argéntico bromuro de bismuto hidruro de aluminio tetraoxosulfato(VI) hidrogeno anhídrido telúrico seleniato potásico de hidruro de litio anhídrido brómico hidruro de silicio hidróxido de potasio hidruro de sodio hidróxido de bario bromuro amónico hidróxido de manganeso(III) ácido clorhídrico amoniaco oxido de azufre(II) peroxido cálcico hidruro de bismuto tetraoxofosfato(V) hidrogeno hidruro alumínico de nitrato manganoso trioxobromato(V) de cobalto(II) tetraoxoseleniato(VI) amonio de hidruro de potasio anhídrido carbónico fluoruro de cadmio hiposulfito niqueloso trioxonitrato(V) de cobre(I) oxido de berilio cloruro de hidrogeno seleniato alumínico clorato lítico hidróxido de berilio anhídrido nítrico tetraoxoiodato(VII) de calcio trioxosilicato de bario ácido fluorhídrico perbromato césico ácido hipoteluroso carbonato estróncico ácido dicrómico oxido de silicio hidróxido alumínico bromuro crómico trioxoiodato(V) de plomo(IV) fluoruro de hidrogeno Perclorato cúprico trioxocarbonato de hidrogeno Monóxido de carbono fluoruro estánnico Cloruro amónico oxoiodato(I) de estaño(II) Ácido crómico seleniuro de bario Hidrogenocarbonato de sodio tetraoxosulfato(VI) hidrogeno hidróxido mangánico anhídrido hiposelenioso perclorato cromoso anhídrido carbónico tetraoxosulfato(VI) de potasio hidróxido de berilio peroxido potásico tetraoxobromato(VII) hidrogeno teluro berílico hidróxido de cobre(I) hidróxido de oro(I) fósfina oxido de sodio oxido de teluro(IV) trioxosulfato(IV) manganeso(II) de de oxido de cesio hidróxido de platino(IV) estibina trioxosilicato de aluminio acido iódico acido sulfúrico óxido platínico hipotelurito mangánico cloruro de cadmio de Clorato de oro (III) oxido de selenio(II) oxido bárico hidróxido sódico Fosfato de cobalto(III) ioduro platinoso carbonato alumínico Fosfato de calcio hidruro estróncico Hidrogenocarbonato de niquel(II) peroxido de plata Carbonato de cobre(ll) hidróxido cádmico Sulfato de estaño (II) bromuro de cinc Sulfuro amónico cloruro de litio dioxoseleniato(II) de cesio cloruro de hidrogeno hidruro sódico dioxobromato(III)de manganeso(III) oxido de silicio hidruro de cesio fluoruro de hidrogeno trioxosilicato de platino(II) trioxoclorato(V) de mercurio(II) oxido de manganeso(III) hidrogenosulfuro de bario hidróxido lítico dioxoiodato(III) de cobalto(II) Dicromato de potasio acido teluroso trioxosilicato de berilio hidróxido cálcico Hidrogenocarbonato níquel(II) de Óxido de molibdeno(IV) hidróxido de cobre(II) Fosfato de cobalto(III) anhídrido telúrico Hidrogenosulfato de potasio Óxido de vanadio(V) Fluoruro de Vanadio(III) 8
