Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 CRITERIOS GENERALES DE ORDEN DE ESCRITURA A la hora de formular, la forma habitual es escribir los símbolos de acuerdo a las electronegatividades relativas de los elementos representados, de manera que se coloca en primer lugar (a la izquierda) el elemento menos electronegativo y a su derecha el resto de elementos en orden creciente de electronegatividad. El siguiente cuadro recoge la secuencia de elementos químicos según su electronegatividad de acuerdo a las normas de la IUPAC 2005. Tabla 2. Secuencia de los elementos químico según su electronegatividad (IUPAC, 2005) A modo de ejemplo, debemos acostumbrarnos a formular el óxido de cloro (VII) como O7Cl2, y no de la forma tradicional (Cl2O7, forma incorrecta), teniendo en cuenta que con la nueva secuencia se considera el Cl más electronegativo que el O. En lo que se refiere a los subíndices de los números de oxidación, se sigue considerando que cada elemento llevará la valencia del otro elemento, omitiendo el subíndice 1, de tal forma que se puede considerar que a efectos prácticos“se intercambian las valencias”. Ej: Mg+2 Cl-1→ MgCl2 Los subíndices se simplificarán si es posible (Ej; Mg2S2MgS), salvo en determinados casos como por ejemplo en aquellos peróxidos en los que el metal presente un número de oxidación impar (Ej Li2O2), o en algunos compuestos covalentes (p.ej. N2O4) Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 NÚMEROS DE OXIDACIÓN No metales Metales Observaciones El ión amonio, NH4+, a efectos de formulación actúa como un ión metálico, siendo su valencia +1. Al formar un compuesto, desaparece el signo + El manganeso presenta como metal las valencias +2, +3 y +4. Como no metal, emplea +6 , +7 El cromo presenta como metal las valencias +2 y +3. Como no metal, +6 El N presenta otros números de oxidación; +2 en el NO, +4 en el NO2 y N2O4 El O presenta el número de oxidación -1 en los peróxidos Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 NOMENCLATURA POR TIPO DE COMPUESTOS Con el objeto de simplificar las reglas de formulación y nomenclatura, a continuación se va a analizar en detalle cada tipo (óxidos, hidróxidos, hidruros, etc.) y las nomenclaturas exigibles en cada caso para evitar cualquier tipo de confusión. La siguiente tabla resume las exigencias para cada grupo de compuesto (en verde). Nomenclatura Estequiométrica Stock Sustitución Clásica o Tradicional Sustancias simples Hidrácidos Otras Nombre común (En disolución acuosa) Hidruros no metálicos (no hidrácidos) Hidruros metálicos Combinaciones metal + no metal Tipo Combinaciones no metal + no metal Óxidos metálicos Óxidos no metálicos Peróxidos Hidróxidos Oxoácidos De hidrógeno Sustancias simples Son aquellas constituidas por átomos del mismo elemento. Se representan mediante el símbolo del elemento con un subíndice para indicar el número de átomos, dependiendo de la naturaleza de la sustancia: - Gases nobles, monoatómicos: He, Xe, Rn, etc. No metales que se presentan en condiciones estándar como sustancias diatómicas estables: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2 - Elementos que presentan estados alotrópicos (agrupaciones de distinto nº de átomos) de estructura conocida presentan agrupaciones diversas: S8, O3, P4, etc. - Metales (que forman redes metálicas), en las ecuaciones químicas, se representan simplemente mediante su símbolo: Cu, Sn, Fe, Ag, etc. - No metales que forman redes covalentes atómicas: C, Si, Ge - Resto de no metales; monoatómicos (representación con símbolo exclusivamente). Ej; Se, Te, etc. Nomenclatura: Estequiométrica. Se escribe el nombre del elemento con prefijo numeral del número de átomos (si es más de 1) Ejemplo; O monoxígeno, O2 dioxígeno, O3trioxígeno P4tetrafósforo Nombre alternativo. De forma alternativa, se aceptan nombres como oxígeno para O2, ozono para O3, fósforo blanco para P4 Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 Hidrácidos (combinaciones de hidrógeno con F, Cl, Br, I, S, Se, Te) En estos compuestos binarios, de carácter covalente y gaseosos, el H es el elemento menos electronegativo y actúa con valencia +1 (siendo los únicos hidruros con el H a la izquierda) Su nombre se debe a que las disoluciones acuosas de estos compuestos presentan carácter acido porque liberan hidrones (iones H+) (por ejemplo HCl (aq) → H+(aq) + Cl–(aq). Nomenclatura: Estequiométrica. Se escribe inicialmente el nombre del elemento no metálico acabado en-uro, seguido de la palabra hidrógeno. Se acepta emplear el prefijo numeral del número de átomos de hidrógeno, si fuera el caso Ejemplo; H2Se seleniuro de hidrógeno/seleniuro de dihidrógeno Clásica o tradicional (en disolución acuosa). Se refiere al nombre tradicional del compuesto en disolución acuosa. Se nombran anteponiendo la palabra ácido seguido de la raíz del elemento que se combina con el H con el sufijo –hídrico. Ejemplo; H2Se ácido selenhídrico Sustitución. En este caso se nombra la raíz del elemento no metálico seguido de la terminación –ano. Ejemplo; H2Se selano Hidruros no metálicos (combinaciones de hidrógeno con el resto de no metales con los que no forma hidrácidos) y metálicos de excepción Son combinaciones del H con el oxígeno (situado a su derecha en el orden de la IUPAC, por tanto H 2O) y otros elementos de los grupos 13, 14 y 15. En esto casos, según la nueva secuencia de electronegatividades de las recomendaciones de la IUPAC, el hidrógeno sería el elemento más electronegativo, por lo que la fórmula debe obedecer a la forma XHn, siendo X el elemento no metálico y “n” el nº de oxidación del no metal, salvo en el caso del agua. Los hidruros de los elementos no metálicos de estos grupos son covalentes, últimos gaseosos y volátiles y sus disoluciones acuosas no presentan carácter ácido. Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 Nomenclatura: Estequiométrica. Se siguen las reglas habituales de esta nomenclatura, antecediendo el prefijo del número de átomos a la palabra hidruro, seguido del nombre del elemento no metálico con el prefijo numeral. Ejemplo; NH3 trihidruro de nitrógeno Clásica o tradicional. En algunos casos se admiten los nombres tradicionales como agua (H2O) y amoníaco (NH3) Sustitución. Son los nombres que se empleaban antaño para nombrar estos compuestos, pero en lugar de acabados en -ina/-ino, ahora la terminación es -ano. Cabe destacar los nombres de oxidano para H2O, y azano para NH3. Ejemplo; SbH3 estibano (ya no es estibina), PH3fosfano (ya no es fosfina) Obsérvese que también se incluyen en la tabla hidruros con metales de los grupos 13 (térreos, Al, Ga, In, Tl) y 14 (carbonoideos, Ge, Si, Sn, Pb) Hidruros metálicos (combinaciones de hidrógeno con un metal) En estos casos el H actúa con valencia –1, y el metal aporta valencia positiva. Siguiendo la secuencia de electronegatividades, el metal al ser menos electronegativo va a la izquierda de la fórmula. Nomenclatura: Estequiométrica. Se siguen las reglas habituales de esta nomenclatura, antecediendo el prefijo del número de átomos a la palabra hidruro, seguido del nombre del elemento no metálico con el prefijo numeral. Ejemplo; CaH2 dihidruro de calcio Stock. Se nombra de la forma habitual, ya estudiada en años anteriores. Se nombra el compuesto con la palaba hidruro seguido del nombre del metal, y al final en número romanos y entre paréntesis la valencia del metal, en caso de presentar más de una valencia. Si solo presenta un número de oxidación posible, no se escribe la valencia entre paréntesis. Para el caso de hidruros metálicos de los grupos 13 y 14, ver tabla del apartado anterior. Ejemplos: cromo Nota; no se admite la nomenclatura tradicional para este tipo de compuestos (por ejemplo, hidruro plúmbico ya no es válido). Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 Sales binarias (combinaciones metal + no metal) El metal iría a la izquierda, al ser el menos electronegativo, y el no metal, que en estos casos actúa con la única valencia negativa que presenta, a la derecha. Nomenclatura: Estequiométrica. Se siguen las reglas habituales de esta nomenclatura, antecediendo el prefijo del número de átomos a la raíz del nombre del no metal con la terminación -uro, seguido del nombre del elemento metálico con el prefijo numeral si fuera el caso. Ejemplo; BeCl2dicloruro de berilio / cloruro de berilio Stock. Se nombra primero el no metal acabado en –uro, seguido del nombre del metal y al final en números romanos y entre paréntesis la valencia del metal, en caso de presentar más de una valencia. Ejemplo; BeCl2 cloruro de berilio (no se especifica la valencia del metal entre paréntesis porque en este caso solo presenta un número de oxidación). Ejemplos: Nota; no se admite la nomenclatura tradicional para este tipo de compuestos Combinaciones no metal + no metal Se trata de compuestos covalentes formados por la unión de dos elementos no metálicos. El elemento situado más a la izquierda es el menos electronegativo y actúa como si fuera el metal (actúa con la valencia positiva). Nomenclatura: Estequiométrica. Se siguen las reglas habituales de esta nomenclatura, antecediendo el prefijo del número de átomos a la raíz del nombre del no metal más electronegativo con la terminación -uro, seguido del nombre del elemento no metálico menos electronegativo con el prefijo numeral si fuera el caso. Ejemplo; IF monofluoruro de yodo / fluoruro de yodo Stock. Se nombra primero el no metal más electronegativo acabado en –uro, seguido del nombre del no metal menos electronegativo especificando en números romanos y entre paréntesis su valencia. Ejemplo; PCl3 cloruro de fósforo (III) Óxidos metálicos Son compuestos binarios formados por oxigeno (–2) y un elemento metálico (por ello con valencia positiva) y que se escribirá a la izquierda del oxígeno. Nomenclatura: Estequiométrica. Se escribe la palaba óxido, antecediendo el prefijo del número de átomos si fuera el caso, seguido del nombre del elemento metálico con el prefijo numeral si fuera el caso. Ejemplo; Al2O3 trióxido dedialuminio Stock. Se nombra primero la palabra óxido seguido del nombre del metal, especificando en números romanos y entre paréntesis su valencia, si presenta más de una. Ejemplo; Al2O3 óxido de aluminio Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 Ejemplos: (IV) Nota; no se admite la nomenclatura tradicional para este tipo de compuestos Óxidos no metálicos Formados por oxigeno (–2) y un elemento no metálico (que en este caso presentará valencia positiva). Si el no metal es más electronegativo que el oxígeno, se escribirá a la derecha. Nomenclatura: Estequiométrica. Se escribe la palaba óxido, antecediendo el prefijo del número de átomos si fuera el caso, seguido del nombre del elemento no metálico con el prefijo numeral si fuera el caso. Ejemplo; P2O5pentaóxido de difósforo Stock. Se nombra primero la palabra óxido seguido del nombre del no metal, especificando en números romanos y entre paréntesis su valencia, si presenta más de una. Ejemplo; P2O5óxido de fósforo(V) Ejemplos: Nota; no se admite la nomenclatura tradicional para este tipo de compuestos, y por supuesto desaparece la palabra “anhídrido”. Peróxidos Son combinaciones del anión peróxido O22–, con un elemento metálico o con hidrógeno. Fórmula: (hidrógeno o metal)2(O2)n siendo n la valencia del metal Cuando el metal presenta valencia par, se podrá simplificar la fórmula. Si es impar, no. Ejemplo: Li2(O2)1Li2O2 (Litio presenta valencia impar, +1, y por ello no se puede simplificar) Ejemplo; Ba2(O2)2 Ba2O4BaO2(Bario presenta valencia par, +2, y por ello se puede simplificar) Nomenclatura: Estequiométrica. Se escribe la palaba óxido, antecediendo el prefijo del número de átomos si fuera el caso, seguido del nombre del elemento metálico con el prefijo numeral si fuera el caso. Ejemplo; Li2O2 dióxido de dilitio Stock. Se nombra primero la palabra peróxido seguido del nombre del metal, especificando en números romanos y entre paréntesis su valencia, si presenta más de una. Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 Ejemplo; FeO2peróxido de hierro (II) Ejemplos: Nota; no se admite la nomenclatura tradicional para este tipo de compuestos Hidróxidos Son, en realidad, combinaciones ternarias, pero se pueden considerar como compuesto binario entre un metal y el ion hidróxido, en las que el anión hidróxido, OH–, se combina con cationes metálicos Mn+ (excepto el ion amonio NH4+), por lo que su fórmula es M(OH)n, omitiéndose “n” cuando vale 1. Cuando hay más de un ion hidróxido, estos se colocan entre paréntesis, indicando que el subíndice se refiere a todo el ion. Nomenclatura: Estequiométrica. Se escribe la palaba hidróxido, antecediendo el prefijo del número de iones hidróxido si fuera el caso, seguido del nombre del elemento metálico con el prefijo numeral si fuera el caso. Ejemplo;Ca(OH)2dihidróxido de calcio Stock. Se nombra primero la palabra hidróxido seguido del nombre del metal, especificando en números romanos y entre paréntesis su valencia, si presenta más de una. Ejemplo; Fe(OH)2hidróxido de hierro (II) Ejemplos: Nota; no se admite la nomenclatura tradicional para este tipo de compuestos Oxoácidos Compuestos ternarios, formados por la combinación de H (nº de oxidación +1), O (nº de oxid. -2) y un elemento no metálico (X), pero también puede ser un metal de transición como Cr, Mn, etc., con número de oxidación positivo. HaXbOc .Ejemplo; H2SO4 A la izquierda el Hidrógeno, que actúa con nº de oxidación positivo (+1) A la derecha el Oxígeno, que actúa con nº de oxidación negativo (-2) Entre oxígeno e hidrógeno, se sitúa el elemento no metálico (con nº de oxid. positivo), o el metal de transición (X) Nomenclatura: Clásica o tradicional. Coincide con la nomenclatura habitual estudiada en años anteriores para este tipo de compuestos. En cualquier caso se explica de nuevo. - 1º Sabiendo el nº de oxidación de Oxígeno (-2) y del hidrógeno (+1), podemos determinar la valencia del elemento central por una ecuación - Ej; H2SO4 H+12SxO-24x= +6 (el S lleva la Valencia +6 en esta fórmula 2·(+1) + x + 4·(-2) = 0) Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 - 2º Una vez conocemos la valencia del elemento central, se empleará alguno de los siguientes prefijos (hipo, per) o sufijos (oso, ico)según el caso: - 3º Por último, se nombra el compuesto anteponiendo la palabra “ácido” seguido del nombre del elemento central con el prefijo o sufijo correspondiente (ver punto 2º) Ej; Ácido sulfúrico (Ej; H2SO4) - Casos especiales dentro de nomenclatura tradicional – Oxoácidos polihidratados - Para algunos elementos también se dan los prefijos orto-, meta- y piro- (=di-) - P, As, Sb o Meta- + nombre en tradicional. Se suma al óxido 1 molécula de H2O Ej; P2O5 + H2O HPO3. Ácido metafosfórico o Orto- + nombre en tradicional. Al ácido “meta” se le suma 1 H2O HPO3 + H2O H3PO4Acídoortofosfórico o ácido fosfórico o Piro- (=di-) + nombre en tradicional. Si el nº de oxidación de elemento central es impar; 2 · ácido meta + 1H2O Si el nº de oxidación de elemento central es par; 2 · ácido meta - 1H2O Ejemplo; 2·HPO3 + 1H2O H2P2O6 (sin simplificar) + 1H2O H4P2O7 Ácido pirofosfórico (ó Ácido difosfórico) o Para estos elementos (P, As, Sb), si no nos indican ningún prefijo asumimos que se trata de la forma “orto-“. (Ácido fosfórico = Ácido ortofosfórico) - Si, B o Meta- (mismas reglas) o Orto- (mismas reglas) o Para estos elementos (Si, B), si no nos indican ningún prefijo asumimos que se trata de la forma “orto“. - S, Cr o Meta- (mismas reglas) o Di- (mismas reglas) o Para estos elementos (S, Cr), si no nos indican ningún prefijo asumimos que se trata de la forma “meta“. (Ácido sulfúrico= Ácido metasulfúrico) De hidrógeno. De forma opcional, IUPAC reconoce esta nomenclatura también para oxoácidos. Esta nomenclatura se desarrolla para nombrar sustancias que no tienen características ácidas, aunque se pudieran derivar a un hipotético ácido. Normas: — Se escribe la palabra “hidrógeno” unida al resto del nombre. — Se tiene que especificar el número de hidrógenos por medio de un prefijo multiplicativo. — El nombre de la parte aniónica(entendiendo que al hidrógeno se le une un anión, por ejemplo (MnO 4)- ) debe colocarse entre paréntesis, indicando en primer lugar la palabra óxido, con su respectivo prefijo de números de átomos, seguido del nombre del no metal acabado, siempre, en ato. — Debe especificarse la carga neta de la estructura que se va a nombrar, en caso de no ser neutra Versión simplificada Departamento de Ciencias Formulación y Nomenclatura de compuestos inorgánicos – Recomendaciones IUPAC 2005 Ejemplo; HMnO4 Hidrogeno(tetraoxidomanganato) Ejemplos: Nota; no se admite la nomenclatura sistemática, estudiada en años anteriores, ni de stock para este tipo de compuestos Versión simplificada Departamento de Ciencias