FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA
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FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA Número de oxidación de un elemento en un compuesto es la carga eléctrica verdadera o ficticia que se asigna a un átomo en un compuesto Valencia de un elemento es el número de electrones que un átomo gana o pierde (si el compuesto es iónico) o el número de enlaces que un átomo comparte con otro (enlace covalente) Los compuestos son eléctricamente neutros por lo que las cargas positivas y negativas siempre han de compensarse. Al escribir la fórmula de los compuestos se coloca a la izquierda el elemento que tiene número de oxidación positivo y a la derecha el que presenta número de oxidación negativo. NÚMEROS DE OXIDACIÓN DE ALGUNOS ELEMENTOS DEL SISTEMA PERIÓDICO Los números de oxidación de los elementos que se van a utilizar con mayor frecuencia pueden asociarse por familias. Así los alcalinos tienen como número de oxidación +1, los alcalinotérreos +2, los térreos +3, los carbonoideos +4 y –4, los nitrogenoideos –3, los anfígenos –2 y los halógenos –1. Los metales de transición no cumplen una regla fija. El Hidrógeno puede presentar +1 y –1. Todo lo anterior puede resumirse en el siguiente cuadro, en el que aparecen los elementos que nos interesan del Sistema Periódico: H Li Be Na Mg K Ca ...... Cr Rb Sr Mn Fe Co Ni Cu Zn +2,+3+6 +2,+3+4,+6+7 +2,+3 +2,+3 +2,+3 +1,+2 +2 Ag Cd Cs Ba Pt +1 Au +2 Hg +2,+4 +1,+3 +1,+2 +1 +2 H B C N O F Al Si P S Cl As Se Br Sn Sb Te I +2 Pb +2 +3 +4 -3 -2 -1 -4 Además de los anteriores, los no metales presentan estados de oxidación positivos siempre que actúen frente al oxígeno, ya que éste siempre presenta estado de oxidación – 2. Una excepción es el Flúor, que siempre actúa con –1. Se resumen en el siguiente cuadro: C N (+2) Si P S Cl +4 As Sb +3 Se Te +4 Br I +1 +5 +6 +3 +5 +7 SUSTANCIAS SIMPLES (ELEMENTOS): Se llaman sustancias simples a las que están constituidas por átomos iguales. Algunos no metales son gases y suelen encontrarse en forma diatómica: Nombre vulgar Nombre sistemático H2 Hidrógeno Dihidrógeno F2 Flúor Diflúor Cl2 Cloro Dicloro Br2 Bromo Dibromo I2 Yodo Diyodo N2 Nitrógeno Dinitrógeno O2 Oxígeno Dioxígeno O3 Ozono Trioxígeno Otras sustancias simples, funadamentalmente los metales forman redes de un gran número de átomos. Se representan mediante el símbolo del elemento. Si escribimos Fe no solo representamos al átomo de hierro sino que también nos referimos a un trozo de metal de hierro. Los no metales que se presentan en estado sólido en la naturaleza, también se escriben con el símbolo del elemento, como por ejemplo el Carbono (C) y el azufre (S). COMBINACIONES BINARIAS DEL HIDRÓGENO: -HIDRÁCIDOS: Combinación del hidrógeno (estado de oxidación +1) con los elementos de los grupos VIA (Anfígenos, estado de oxidación -2) y VIIA (halógenos, estado de oxidación - 1). Su nomenclatura sistemática se realiza terminándolos en -URO DE HIDRÓGENO, si bien en disolución acuosa presentan carácter de ácidos y se nombran como ácidos terminándolos en HÍDRICO. Nomenclatura sistemática En disolución acuosa HF Fluoruro de hidrógeno Ácido Fluorhídrico HCl Cloruro de hidrógeno Ácido Clorhídrico HI Ioduro de hidrógeno Ácido Iodhídrico H2O Agua Agua H2S Sulfuro de hidrógeno Ácido sulfhídrico H2Se Seleniuro de hidrógeno Ácido selenhídrico H2Te Telururo de hidrógeno Ácido telurhídrico (excepción) -HIDRÓGENO CON OTROS NO METALES: Con los elementos de los grupos IVA (Carbonoideos, estado de oxidación -4), VA (Nitrogenoideos, estado de oxidación -3). Son iguales que os anteriores pero no tienen carácter ácido. Su escritura no se atiene a las normas convencionales. Nomenclatura sistemática Nombre común NH3 Trihidruro de nitrógeno amoníaco PH3 Trihidruro de fósforo fosfina AsH3 Trihidruro de arsénico arsina SbH3 Trihidruro de antimonio estibina CH4 Metano (Química del Carbono) --------- SiH4 Tetrahidruro de silicio silano -HIDRUROS METÁLICOS: El hidrógeno presenta un estado de oxidación -1 frente a los metales, que poseen estados de oxidación positivos. Se nombran dando la terminación URO AL HIDRÓGENO (HIDRURO). LiH Hidruro de litio BeH2 Hidruro de berilio NaH Hidruro de sodio MgH2 Hidruro de magnesio KH Hidruro de potasio CaH2 Hidruro de calcio RbH Hidruro de rubidio SrH2 Hidruro de estroncio CsH Hidruro de cesio BaH2 Hidruro de bario AlH3 Hidruro de aluminio SnH4 Hidruro de estaño(IV) GaH3 Hidruro de galio PbH4 Hidruro de plomo(IV) COMBINACIONES BINARIAS DEL OXÍGENO: El estado de oxidación del oxígeno siempre es -2, por lo que siempre se colocará a la derecha. ÓXIDOS BÁSICOS: Combinación del oxígeno con metales (estados de oxidación positivos). Se nombran con la palabra ÓXIDO del metal correspondiente. Li2O Óxido de litio BeO Óxido de Berilio Na2O Óxido de sodio MgO Óxido de Magnesio K2O Óxido de potasio CaO Óxido de calcio Rb2O Óxido de rubidio SrO Óxido de estroncio Cs2O Óxido de cesio BaO Óxido de bario Cuando los elementos pueden presentar varios estados de oxidación, se pueden nombrar según tres nomenclaturas: -Nombre estequiométrico: utilizando los prefijos mono, di, tri, tetra, penta, etc. -Nomenclatura Stock: el estado de oxidación del elemento se indica en números romanos y entre paréntesis, después del nombre. -Nomenclatura antigua: utilizando las terminaciones -OSO e -ICO para los elementos con dos estados de oxidación, una para el inferior y otra para el superior. También se utilizan los prefijos HIPO- y PER- cuando el elemento tiene cuatro estados de oxidación. Nomencl. estequiom. Nomencl. Stock Nomencl. antigua FeO monóxido de hierro óxido de hierro (II) óxido ferroso Fe2O3 trióxido de dihierro óxido de hierro (III) óxido férrico Cu2O monóxido de dicobre óxido de cobre (I) óxido cuproso CuO monóxido de cobre óxido de cobre (II) óxido cúprico CrO monóxido de cromo óxido de cromo (II) óxido cromoso Cr2O3 trióxido de dicromo óxido de cromo (III) óxido crómico CrO3 trióxido de cromo óxido de cromo (VI) anhídrido crómico -ÓXIDOS ÁCIDOS: Combinaciones del oxígeno con no metales (estados de oxidación positivos). También se les llamó ANHÍDRIDOS y de ahí que la nomenclatura antigua conserve este nombre que quiere decir engendrador de ácidos. Nomencl. estequiom. Nomencl. Stock Nomencl. antigua N2O3 trióxido de dinitrógeno óxido de nitrógeno (III) Anhídrido nitroso N2O5 pentaóxido de dinitrógeno óxido de nitrógeno (V) Anhídrido nítrico SO2 dióxido de azufre SO3 trióxido de azufre óxido de azufre (IV) Anhídrido sulfuroso óxido de azufre (VI) Anhídrido sulfúrico Cl2O monóxido de dicloro óxido de cloro (I) Anhídrido hipocloroso Cl2O3 trióxido de dicloro óxido de cloro (III) Anhídrido cloroso Cl2O5 pentaóxido de dicloro óxido de cloro (V) Anhídrido clórico Cl2O7 heptaóxido de dicloro óxido de cloro (VII) Anhídrido perclórico SiO monóxido de silicio óxido de silicio (II) Anhídrido silicoso SiO2 dióxido de silicio óxido de silicio (IV) Anhídrido silícico CO monóxido de carbono óxido de carbono (II) Anhídrido carbonoso CO2 dióxido de carbono óxido de carbono (IV) Anhídrido carbónico PERÓXIDOS: Son aquellos compuestos que presentan la agrupación -O-O-, es decir dos átomos de oxígeno enlazados y con una carga total de -2. Se nombran igual anteponiendo el prefijo PERLi2O2 peróxido de litio BeO2 Na2O2 peróxido de sodio H2O2 peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) CaO2 peróxido de berilio peróxido de calcio ÁCIDOS -HIDRÁCIDOS: Combinaciones de hidrógeno y no metales en disolución acuosa (ya formulados). -OXOÁCIDOS: Combinaciones de no metales, oxígeno e hidrógeno. Se pueden formular adicionando una molécula de agua al anhídrido correspondiente (en la mayoría de los casos no corresponde a una reacción química que se produzca). Nomencl. Antigua Nomenclatura Stock Nomenclatura estequiométrica HClO ác. hipocloroso ác monoxoclórico (I) monoxoclorato(I) de Hidrógeno HClO2 ác. cloroso ác. dioxoclórico (III) dioxoclorato (III) de Hidrógeno HClO3 ác. clórico ác trioxoclórico (V) trioxoclorato(V) de Hidrógeno HClO4 ác. perclórico ác. tetraoxoclórico(VII) tetraoxoclorato(VII) de Hidrógeno H2SO3 ác. Sulfuroso ác trioxosulfúrico(IV) trioxosulfato(IV) de Hidrógeno H2SO4 ác. Sulfúrico ác.tetroxosulfúrico(VI) tetraoxosulfato(VI) de Hidrógeno HNO2 ác. nitroso ác. dioxonítrico(III) dioxonitrato(III) de Hidrógeno HNO3 ác nítrico ác. trioxonítrico(V) trioxonitrato(V) de Hidrógeno H2CO3 ác. carbónico ác trioxocarbónico(IV) trioxocarbonato(IV) de Hidrógeno CATIONES Y ANIONES: CATIONES: Son especies cargadas positivamente. Para nombrarlos basta anteponer la palabra catión o ión al nombre del elemento: Nomenclatura Stock Nomenclatura antigua H+ ion hidrógeno protón Li+ ion litio ion litio Cu+ ion cobre(I) ion cuproso Cu2+ ipn cobre(II) ion cúprico Fe2+ ion hierro(II) ion ferroso Fe3+ ion hierro(III) ion férrico Hay compuestos que pueden unirse al catión hidrógeno para dar una especie cargada. Para nombrarlos debe añadirse la terminación -ONIO a un prefijo indicativo del com- puesto de procedencia. NH4+ ion amonio H+ + NH3 PH4+ ion fosfonio H+ + PH3 H3O+ ión oxonio H+ + H2O ANIONES: Son especies químicas cargadas negativamente. Se pueden considerar como provenientes de los ácidos a los que se les ha quitado el ión hidrógeno. Se les nombra de la misma forma que en la nomenclatura moderna se ha hecho con los ácidos modificando la terminación ICO por la de ATO y en la nomenclatura antigua se cambian las terminaciones OSO e -ICO por -ITO y -ATO. Uno de los iones más sencillos es el ión hidróxido (OH) que procede de la pérdida de un ión hidrógeno por parte del agua. Nomenclatura antigua Nomenclatura Stock Cl- ion cloruro Br- ion bromuro I- ion ioduro S2- ion sulfuro ClO- ion hipoclorito ion monoxoclorato(I) ClO2- ion clorito ion dioxoclorato(III) ClO3- ion clorato ion trioxoclorato(V) ClO4- ion perclorato ion tatraoxoclorato(VII) SO32- ion sulfito ion trioxosulfato(IV) SO42- ion sulfato ion tetraoxosulfato(VI) MnO42- ion manganato ion tetraoxomanganato(VI) MnO4- ion permanganato ion tetraoxomanganato(VII) CrO42- ión cromato Cr2O72- ión dicromato ion tetraoxocromato(VI) ion heptaoxodicromato(VI) HIDRÓXIDOS: También conocidos como BASES. Resultan de la combinación del ión hidróxido con cualquier catión metálico (positivo). Nomenclatura Stock Nomclatura antigua LiOH hidróxido de litio hidróxido de litio Ba(OH)2 hidróxido de bario hidróxido de bario Fe(OH)2 hidróxido de hierro(II) hidróxido ferroso Fe(OH)3 hidróxido de hierro(III) hidróxido férrico NH4OH hidróxido amónico hidróxido amónico SALES: Son los compuestos resultado de la unión de una especie cargada positivamente (cationes), excepto el ión hidrógeno, con una especie cargada negativamente (aniones), excepto el ión hidróxido. Para nombrarlos bastará con tomar el nombre del anión y añadirles el nombra del catión. Son compuestos resultado de la reacción: ácido más base para dar sal más agua. Nomencl. estequiom. Nomencl. Stock Nomencl. antigua CaF2 difluoruro de calcio floruro de calcio(II) fluoruro de calcio FeCl2 dicloruro de hierro cloruro de hierro(II) cloruro ferroso FeCl3 tricloruro de hierro cloruro de hierro(III) cloruro férrico CuBr bromuro de cobre bromuro de cobre(I) CuBr2 dibromuro de cobre bromuro de cobre(II) bromuro cúprico NaCl cloruro de sodio cloruro de sodio(I) cloruro de sodio Na2S sulfuro de sodio sulfuro de sodio(I) sulfuro sódico bromuro cuproso Las sales anteriores provienen de ácidos hidrácidos. También se pueden formular sales provenientes de ácidos oxoácidos: Nomenclatura antigua Nomenclatura Stock NaClO hipoclorito sódico monoxoclorato(I) de sodio NaClO2 clorito sódico dioxoclorato(III) de sodio NaClO3 clorato sódico trioxoclorato(V) de sodio NaClO4 perclorato sódico tetraoxoclorato(VII) de sodio K2Cr2O7 dicromato potásico heptaoxodicromato(VI) de potasio K2CrO4 cromato potásico tetraoxocromato(VI) de potasio KMnO4 permanganato potásico tetraoxomanganato(VII) de potasio K2MnO4 manganato potásico tetraoxomanganato(VI) de potasio Todas las sales anteriores se denominan NEUTRAS porque en ellas se han sustituídos todos los hidrógenos de los ácidos de los que provienen. SALES ÁCIDAS: Aquellas en las que no se han sustituído todos los hidrógenos del ácido correspondiente. Para nombrarlas se antepone la palabra hidrógeno en las nomenclaturas modernas y el prefijo bi en la nomenclatura antigua. Nomenclatura antigua Nomenclatura Stock NaHSO4 bisulfato sódico hidrógenotetraoxosulfato(VI) de sodio NaHCO3 bicarbonato sódico hidrógenotrioxocarbonato(IV) de sodio NaHS bisulfuro sódico hidrógenosulfuro(II) de sodio ÁCIDOS OXOÁCIDOS DEL FÓSFORO Y ARSÉNICO Se pueden formular diferentes ácidos con el fósforo y el arsénico tomando los anhídridos correspondientes y añadiéndoles una, dos o tres moléculas de agua. Se nombran anteponiendo los prefijos META, PIRO Y ORTO, según la cantidad de agua que se haya añadido. P2O3 (anhídrido fosforoso) + 1 H2O H2P2O4 (simplificando) HPO2 ác. metafosforoso + 2 H2O H4P2O5 + 3 H2O H2P2O6 (simplificando) H4P2O5 ác.pirofosforoso H3PO3 ác.ortofosfóroso P2O5 (anhídrido fosfórico) + 1 H2O H2P2O6 (simplificando) HPO3 + 2 H2O H4P2O7 H4P2O7 ác. pirofosfórico + 3 H2O H6P2O8 (simplificando) As2O3 ác.metafosfórico H3PO4 ác. ortofosfórico + 1 H2O HAsO2 ác. metaarsenioso + 2 H2O H4As2O5 ác. piroarsenioso As2O5 + 3 H2O H3AsO3 ác. ortoarsenioso + 1 H2O HAsO3 ác. metaarsénico + 2 H2O H4As2O7 ác. piroarsénico + 3 H2O H3AsO4 ác. ortoarsénico Con la nomenclatura moderna sería aplicando las mismas reglas: H4P2O7 (ácido pirofosfórico) : ácido heptaoxodifosfórico(V) ÁCIDOS DEL SILICIO Y DEL BORO: SiO2 B2O3 2 B2O3 + 1 H2O H2SiO3 ác. metasilícico + 2 H2O H4SiO4 ác. ortosilícico + 1 H2O HBO2 ác. metabórico + 2 H2O H4B2O5 ác. pirobórico + 3 H2O H3BO3 ác. ortobórico + 1 H2O H2B4O7 ác. tetrabórico ÁCIDOS TIODERIVADOS: En los ácidos provenientes del azufre se puede producir la sustitución de un átomo de oxígeno por otro de azufre. Se les nombra igual pero añadiendo el prefijo -TIO. H2SO3 ác. sulfuroso H2S2O2 ác. tiosulfuroso H2SO4 ác. sulfúrico H2S2O3 ác. tiosulfúrico EJERCICIOS DE FORMULACIÓN Sulfato plumboso Sulfuro de antimonio Carbonato cúprico Sulfato de Bario Óxido de aluminio Cromato de plomo (II) Sulfuro de plata Sulfuro de cinc Dióxido de silicio Óxido cuproso Sulfato de magnesio Bicarbonato cálcico Fluoruro de calcio Fosfato de Bario Permanganato potásico Dicromato potásico Arseniato de plata Carbonato ferroso Nitrato sódico Nitrito de cinc Ácido sulfúrico Cloruro plumboso Cloruro amónico Ácido clorhídrico Hidróxido sódico Cloruro de plata Sulfato de aluminio Hidróxido de bario Yoduro de cadmio Ácido ortoarsénico Tiosulfato de plata Dicromato amónico Sulfuro de manganeso(II) Hidróxido de litio Ácido fluorhídrico Óxido de cobre (I) Hipoclorito cálcico Nitrato de amonio Ácido yódico Peróxido de sodio Manganato de Bario Sulfuro de cesio Cloruro estannoso Dicromato sódico Hidruro de Berilio Hidruro de platino(II) Amoniaco Bromuro de hidrógeno Ácido sulfhídrico Hidróxido cálcico Manganato potásico Hidruro plúmbico Anhídrido hipoyodoso Sulfato de cobre pentahidratado Anhídrido cloroso Anhídrido sulfúrico Óxido de antimonio (V) Peróxido de potasio Peróxido de bario Sulfuro de estroncio Hidróxido de cobalto(III) Hidróxido cuproso Hidróxido ferroso Hidróxido de sodio Hidróxido de potasio Ácido clorhídrico Hidróxido de magnesio Ácido hipobromoso Ácido peryódico Ácido sulfúrico Ácido nitroso Ácido sulfuroso Ácido nítrico Ácido cloroso Tricloruro de aluminio Ácido arsenioso Ácido fosfórico Ácido silícico Ácido ortobórico Ácido tetrabórico ión perclorato ión amonio ión sulfito ión sulfato ión nitrito ión nitrato ión cloruro ión sulfuro ión peryodato ión fosfato ión fosfito ión arseniato ión manganato ión dicromato Ácido crómico Fosfato cobaltico Dicromato de hierro(III) Bromato potásico Bisulfato cálcico Bisulfuro potásico Nitrato de plata Tiosulfato sódico yoduro potásico Sulfato potásico Sulfato de cromo(III) Yodo monóxido de nitrógeno Bromo ión permanganato Sulfato doble de Cromo(III) y potasio Fluoruro de bario Cloruro de plata Sulfato de plata ión Calcio Pentacloruro de fósforo tricloruro de fósforo Hidróxido de cadmio Cloruro de magnesio Nitrato de cadmio Hidróxido cálcico Cloruro cálcico anión Bisulfato Hidróxido de Bismuto Cloruro de aluminio Yoduro potásico Cloruro de Bario Sulfato de magnesio Yodato de estroncio Cromato de plata Hidróxido ferroso ión estannito ión estannato Cloruro de rubidio Sulfato de talio(III) Cloruro niqueloso Monóxido de carbono Dióxido de carbono Nitrito amónico Carbonato sódico Agua oxigenada Nitrógeno Pentacloruro de antimonio Azufre Oxígeno Carbono