FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA QUÍMICA (Usando como referencia “El libro rojo II” “Nomenclatura de Química Inorgánica. Recomendaciones de la IUPAC de 2005” Neil G. Connelly, Ture Damhus. Versión española elaborada por Miguel A. Ciriano y Pascual Román Polo) I. INTRODUCCIÓN. La nomenclatura y formulación constituyen el lenguaje del que se valen, desde el punto de vista químico, las personas para comunicarse, y por medio del cual, personas con distintas lenguas y culturas pueden disponer de una común terminología química. En efecto, el liquido cuyas moléculas se componen de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, independientemente de la lengua utilizada en cada uno de los distintos países, estará representado por la fórmula H2O. El fin principal de la nomenclatura química es proporcionar una metodología para asegurar nombres y fórmulas a las sustancias químicas. La nomenclatura que hoy se considera correcta resulta de las normas dictadas por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (I.U.P.A.C.) que tiende a dar un “solo” nombre correcto a cada sustancia. Las normas aprobadas en 2005 nos presentan tres sistemas de nomenclatura La nomenclatura de composición: hace referencia a la formula estequiométrica del compuesto. La nomenclatura de adición: considera que un compuesto es una combinación de un átomo central ó átomos centrales con ligandos asociados. Su uso requiere el conocimiento de la estructura del compuesto. La nomenclatura de sustitución: se basa en la idea de un hidruro progenitor que se modifica al sustituir los átomos de hidrógeno por otros átomos y o grupos. Se utiliza ampliamente en los compuestos orgánicos. II. SIMBOLOS. VALENCIAS y FÓRMULAS. Los elementos químicos se representan por símbolos que representan a un átomo de un elemento químico. Los símbolos actuales se deben a Berzelius y algunos de ellos proceden del nombre latino del elemento. Los elementos y sus respectivos nombres se encuentran en la tabla periódica de los elementos. Entre los elementos químicos se establecen dos grandes categorías debido a sus especiales características y comportamiento: metales y no-metales. Los principales elementos metálicos, llamados electropositivos, son los siguientes: Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al, Fe, Co, Ni, Ag, Hg, Cd, Au. Los principales elementos no - metálicos, llamados electronegativos, son los siguientes: F, Cl, Br, I, O, S, N, P, As, Sb, C, Si. Existen, sin embargo, una serie de elementos que en ocasiones se comportan como metal, mientras que en otras ocasiones lo hacen como no - metal, se denominan de carácter semimetálico o anfóteros. Los principales son los siguientes: Be, Zn, Sn, Ge, Bi, Mn, Cr, Mo, W, V y Ti. Las fórmulas representan a los compuestos químicos y constan de una agrupación de símbolos afectados de unos subíndices que nos indican la proporción en que se combinan los átomos de los elementos que constituyen el compuesto. 1 Para el establecimiento de una fórmula se dispone de los símbolos de los elementos y de sus respectivas valencias (valencia es capacidad de combinación de un elemento químico), más conocidas actualmente como grados o números de oxidación (El número de oxidación indica los electrones cedidos o captados por un átomo en su combinación química con otro para formar un enlace, aunque la carga que se atribuye no sea real). Los grados de oxidación de los elementos se encuentran en la tabla periódica de los elementos. De todas formas, los números de oxidación más habituales de los elementos químicos más importantes son los siguientes: Metales: Li, Na, K, Rb, Cs, Ag Monovalentes positivos +1 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Cd, Zn Divalentes +2 Al Trivalente positivo +3 Ti Tetravalente positivo +4 Cu, Hg Mono o divalentes positivos +1, +2 Au Mono o trivalente positivo +1, +3 Fe, Co, Ni Di o Trivalentes +2, +3 Sn, Pb, Pt Di o tetravalentes +2,+4 Cr cuando actúa como metal: +2, +3 cuando actúa como no - metal: +6 Rh cuando actúa como metal: +2, +3 cuando actúa como no - metal: +4 Mn cuando actúa como metal: +2, +3, +4 Cuando actúa como no - metal: +6, +7, +3, +4 Mo cuando actúa como metal: +2, +3 cuando actúa como no - metal: +4,+5,+6 W cuando actúa como metal: +2, +3 cuando actúa como no - metal: +4,+6,+7 No-metales: Grupo 17 (excepto el flúor) -1, +1, +3, +5, +7 (Cl, Br, I) Grupo 16 (excepto el oxígeno) -2, +2, +4, +6 (S, Se, Te) Grupo 15 (nitrógeno además +2, +4, +1) -3, +3, +5 (N, P, As, Sb, Bi) Grupo 14 -4, +4,+2 (C, Si) III. MECANICA DEL PROCESO DE FORMULACIÓN. En todo compuesto químico neutro la valencia aportada por la parte electropositiva (más metálica) debe coincidir en valor absoluto con la parte electronegativa (más no metálica) es decir la carga total debe ser nula. Así, para un compuesto entre A y B cuyos grados de oxidación son +1 y -1 +1-1 = O fórmula A+B- o sea AB. Si los grados de oxidación fueran +2 y -1 tendríamos: 1·(+2)+2·(-1)=0; A2+ 2 B- o sea AB2 otros ejemplos: A +2 B (-3) 2 A +4 B -2 3·(+2)+2·(-3)=0; 1·(+4) + 2·(-2) = 0; 3A2+ A4+ 2B3- 2B2- es decir: A3B2 o sea AB2. Como puede observarse de los ejemplos citados, el grupo electropositivo (catión) debe colocarse delante del otro grupo. Para indicar el número de átomos o grupos de átomos que forman parte de la molécula en la fórmula se utilizan números que se escriben como un subíndice a la derecha del átomo o grupo de átomos. Si se trata de un grupo de átomos que aparece en número superior a uno, debe encerrarse a todo el grupo entre paréntesis o entre corchetes, según convenga. El orden de electronegatividad que va a seguirse en formulación, será el que se presenta en la figura, desde el más electronegativo al menos electronegativo IV. CLASIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS INORGÁNICOS COMPUESTOS BINARIOS: 4.1. COMBINACIONES CON EL OXÍGENO 4.2.2. HIDRUROS COVALENTES (hidruros de los halógenos e hidruros del resto de los no metales) 4.1.1. ÓXIDOS BÁSICOS (ÓXIDOS DE LOS METALES) 4.3 SALES BINARIAS y combinaciones no metal-no metal 4.1.2. (ÓXIDOS METALES) 4.3.1 Combinaciones de metales con no metales ÓXIDOS ÁCIDOS DE LOS NO COMPUESTOS TERNARIOS: 4.1.3. PERÓXIDOS 4.4. HIDRÓXIDOS 4.2. COMBINACIONES CON EL HIDRÓGENO: 4.5. OXÁCIDOS 4.2.1. METÁLICOS 4.6. SALES OXÁCIDAS. SALES OXÁCIDAS ÁCIDAS HIDRUROS 4.1. COMBINACIONES CON OXÍGENO 4.1.1. ÓXIDOS DE LOS METALES Son combinaciones binarias de un metal con el oxígeno en las que el oxígeno utiliza el grado de oxidación -2. Formulación: Se coloca el símbolo del metal a la izquierda y el símbolo del oxígeno a la derecha. Se intercambian entre sí las valencias o números de oxidación (al metal se le asignará siempre de subíndice el número 2 proveniente del oxígeno). Si los subíndices resultan iguales o múltiplos se simplifican. 3 4.1.2. ÓXIDOS DE LOS NO METALES. Son combinaciones binarias de un no - metal con oxígeno, en las que, análogamente a las anteriores, el oxígeno utiliza un grado de oxidación -2. FORMULACIÓN: Se colocan ambos símbolos, el no - metal a la izquierda, (si se trata de un halógeno entonces el oxígeno se pondrá a la izquierda) se intercambian valencias como subíndices y se simplifica si se puede. Nomenclatura de composición: Las combinaciones binarias de un halógeno con el oxígeno se nombrarán como haluros de oxígeno y no como óxidos, y el halógeno se escribirá a la derecha. Para el resto de óxidos hay dos formas alternativas: -Se nombran comenzando por la derecha, e indicando el número de elementos de cada clase con prefijos, mono, di, tri, etc. (Fe2O3 Trióxido de dihierro, FeO Monóxido de hierro). El prefijo «mono» sólo se utiliza si hay un átomo de cada clase y se quiere “enfatizar” el nombre (CO, monóxido de carbono). Si un elemento tiene una valencia única, es decir, sólo puede formar un óxido se puede prescindir ponerle prefijos. (El prefijo monóxido y monoóxido están permitidos) -Se nombran poniendo la palabra óxido seguida del nombre del elemento acompañante con su valencia entre paréntesis en números romanos: Fe2O3 Óxido de hierro (III); FeO Oxido de hierro (II). Fórmula Na2O FeO Fe2O3 CO CO2 SiO2 N2O NO N2O3 NO2 N2O5 SO2 SO3 OCl2 O3Cl2 O5Cl2 O7Cl2 Nombre óxido de disodio monóxido de hierro trióxido de dihierro monóxido de carbono dióxido de carbono dióxido de silicio óxido de dinitrógeno monóxido de nitrógeno trióxido de dinitrógeno dióxido de nitrógeno pentaóxido de dinitrógeno dióxido de azufre trióxido de azufre dicloruro de oxígeno dicloruro de trioxígeno dicloruro de pentaoxígeno dicloruro de heptaoxígeno Nombre alternativo óxido de sodio óxido de hierro (II) óxido de hierro (III) óxido de carbono (II) óxido de carbono (IV) óxido de silicio (IV) óxido de nitrógeno (I) óxido de nitrógeno (II) óxido de nitrógeno (III) óxido de nitrógeno (IV) óxido de nitrógeno (V) óxido de azufre (IV) óxido de azufre (VI) 4.1.3. PERÓXIDOS. Son combinaciones binarias de un metal con el grupo peróxi O 22 − . FORMULACIÓN: Se coloca el símbolo del metal a la izquierda y el grupo peróxi a la derecha. Se intercambian valencias. No se simplifica aunque sea posible. Se nombran con la palabra dióxido ó dióxido(2-) ó peróxido seguida del nombre del elemento. Fórmula Na2O2 BaO2 ZnO2 H2O2 4 Nomenclatura composicional dióxido de disodio ó dióxido(2-) peróxido de sodio de disodio dióxido de bario ó dióxido(2-) de peróxido de bario bario dióxido de cinc ó dióxido(2-) de peróxido de cinc cinc dióxido de dihidrógeno peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) 4.2. COMBINACIONES CON EL HIDRÓGENO. 4.2.1. HIDRUROS METÁLICOS (Hidruros iónicos) Son combinaciones binarias de un metal con el hidrógeno, en las que éste actúa con el número de oxidación -1. (Este tipo de hidruros se suelen denominar hidruros metálicos para diferenciarlos de las combinaciones binarias del hidrógeno con los no - metales). FORMULACIÓN: Se colocan ambos símbolos, el del metal y el del hidrógeno, a la derecha del metal. Se intercambian valencias. (En realidad se pone la valencia del metal al hidrógeno de subíndice. • Nomenclatura de composición: Hay dos posibilidades: a) Se nombran indicando el número de hidrógenos con los prefijos mono, di, tri, etc. seguidos del sufijo -hidruro más el nombre del metal. b) Se nombran con la palabra hidruro seguida del nombre del metal con su valencia entre paréntesis en números romanos. Si la valencia es única no se suele indicar. Fórmula FeH2 FeH3 LiH Valencia metal 2 3 1 Nomenclatura de composición Dihidruro de hierro Hidruro de hierro (II) Trihidruro de hierro Hidruro de hierro (III) Hidruro de Litio Hidruro de Litio 4.2.2.HIDRUROS COVALENTES (ACIDOS HIDRÁCIDOS) . Son combinaciones binarias de un no - metal con hidrógeno, en las que el hidrógeno actúa con húmero de oxidación +1. Se denominan también hidruros no - metálicos. FORMULACIÓN: Se escribe el símbolo del hidrógeno y el no - metal, siguiendo el orden de “electronegatividad”. Se intercambian valencias. El no- metal actúa con la única valencia negativa que posee. •Hidruros de halógenos: En este caso el H más electropositivo actúa con n.o. +1 mientras que el halógeno utiliza n.o. -1. Se pueden nombrar de dos formas: • Con la raíz del no metal acabada en –ano (Nomenclatura de sustitución) • Con la raíz del no metal acabada en –uro seguida de la palabra hidrógeno (nomenclatura de composición) •Hidruros del resto de no metales: En este caso el H es más electronegativo actúa con n.o. -1 mientras que el no metal utiliza n.o. +1. Se nombran con la raíz del no metal acabada en – ano (Nomenclatura de sustitución) Fórmula HF HCl HBr HI BH3 AlH3 GaH3 InH3 CH4 SiH4 5 Nombre Fluorano ó Fluoruro de hidrógeno Clorano ó Cloruro de hidrógeno Bromano ó Bromuro de hidrógeno Yodano ó Yoduro de hidrógeno Borano Alumano Galano Indigano Metano(carbano) Silano Fórmula GeH4 Nombre Germano SnH4 PbH4 Estannano Plumbano NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 H2O H2S Amoniaco Fosfano Arsano Estibano Bismutano Oxidano ó Agua Sulfano ó sulfuro de dihidrógeno 4.3.SALES. Son compuestos resultantes de la sustitución de uno o varios (en caso de que contenga varios) de los hidrógenos de los ácidos por átomos metálicos. Si son sustituidos todos los hidrógenos (sustituibles) presentes en el ácido, la sal se denomina sal neutra. Si se sustituye un hidrógeno o varios por átomos metálicos quedando aún otros hidrógenos sin sustituir, la sal se denomina sal ácida. 4.3.1. SALES BINARIAS Son el resultado de la sustitución de uno o varios hidrógenos del hidruro covalente (no contiene oxígeno en su molécula) por átomo(s) metálico(s). Formulación: Se escribe el símbolo del metal a la izquierda (es el electropositivo) y el símbolo del no - metal a la derecha. Si la sal es neutra (todos los hidrógenos van a ser sustituidos), se pone como subíndice al metal, el número de hidrógenos que existían en el ácido original, al anión se le pone de subíndice la valencia con la que esté actuando el metal. Si la sal es ácida (no todos los hidrógenos están sustituidos) se pone el símbolo del metal a la izquierda, seguido de los hidrógenos que queden en el ácido sin sustituir y del no - metal; al metal se le pone de subíndice el número de hidrógenos sustituidos y al conjunto hidrógeno y no - metal (entre paréntesis) de subíndice la valencia de actuación del metal. Se simplifica si es posible. Nomenclatura de composición Fórmula MgF2 CuBr CuCl2 MnS MnSe2 Ca3N2 CrB difluoruro de magnesio monobromuro de cobre dicloruro de cobre monosulfuro de manganeso diseleniuro de manganeso dinitruro de tricalcio monoboruro de cromo fluoruro de magnesio bromuro de cobre (I) cloruro de cobre (II) sulfuro de manganeso (II) seleniuro de manganeso (IV) nitruro de calcio boruro de cromo (III) Se nombran con el no metal terminado en -uro seguido del metal y los prefijos o sufijos que se han aplicado a los óxidos. 4.3.2.COMPUESTOS BINARIOS DE NO METAL CON NO METAL Se formulan escribiéndolos al revés de como se nombran, intercambiando las respectivas valencias. Al elemento más electronegativo se le asigna número de oxidación negativo, y al menos electronegativo, se le asigna número de oxidación positivo. Para conocer el orden de electronegatividad se utiliza la secuencia de elementos que aparece en la tabla proporcionada por el profesor. Las valencias del elemento de la derecha, el que se supone más electronegativo, son las mismas que en los compuestos anteriores. Las del otro quedan definidas en el nombre del Compuesto. BrF IF7 SF6 Sb2S3 CS2 SiC BP PCl3 BCl3 6 Nomenclatura de composición monofluoruro de bromo fluoruro de bromo (I) heptafluoruro de yodo fluoruro de yodo (VII) hexafluoruro de azufre fluoruro de azufre (VI) trisulfuro de diantimonio sulfuro de antimonio (III) sulfuro de carbono sulfuro de carbono carburo de silicio carburo de silicio fosfuro de boro fosfuro de boro Nomenc. sustitución triclorofosfano tricloroborano Nomenclatura de composición: Se nombran como los anteriores empezando por el más electronegativo terminándolo en uro seguido del otro elemento, utilizando prefijos o alternativamente la valencia entre paréntesis. Nomenclatura de sustitución: Los nombres se forman citando los prefijos o sufijos pertinentes de los grupos sustituyentes que reemplazan los átomos de hidrógeno del hidruro progenitor, unidos, sin separación, al nombre del hidruro padre sin sustituir Puede observarse que los subíndices se simplifican cuando es posible (en el fosfuro de boro, por ejemplo, ambos elementos usan la valencia 3). Además si ambos elementos sólo usan una única valencia, no se necesita indicar ni los prefijos ni la valencia. COMPUESTOS DE TRES O MÁS ELEMENTOS 4.4. HIDRÓXIDOS. Son compuestos ternarios que contienen un elemento metálico y tantas agrupaciones OH (hidroxilo) como valencia manifieste el metal. Con más propiedad podrían definirse como combinaciones entre cationes metálicos y aniones OH-. FORMULACIÓN: Se coloca a la izquierda el símbolo del metal y a la derecha el grupo hidroxilo. La valencia del metal se pone de subíndice al grupo hidroxilo, que si es más de uno se colocará entre paréntesis. Se nombran como hidróxidos del catión metálico que acompaña, indicando la estequiometria mediante prefijos, mediante la carga del catión o mediante su número de oxidación, dependiendo de la nomenclatura utilizada: Fórmula compuesto NaOH Ca(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2 NH4OH Composición (recomendada) hidróxido de sodio dihidroxido de calcio hidróxido de calcio(2+) trihidroxido de hierro hidróxido de hierro(3+) hidróxido de hierro(III) dihidroxido de hierro hidróxido de hierro(2+) hidróxido de hierro(II) hidroxido de amonio Aditiva Nomenc. Hidrogeno hidroxidosodio dihidroxidocalcio No sistematica hidróxido de sodio hidróxido de calcio trihidroxidohierro hidróxido de hierro(III) dihidroxidohierro Hidróxido de hierro(II) hidroxido de amonio La mayoría de estas sustancias manifiestan propiedades básicas en disolución acuosa debidas a la común posesión de iones hidroxilo, pero debe tenerse en cuenta que mientras casi todos los hidróxidos son bases, no todas las bases son hidróxidos. 4.5. ÁCIDOS OXOÁCIDOS. Tienen propiedades ácidas, pues presentan hidrógenos sustituibles. Son compuestos químicos que contienen un elemento que actúa de no - metal (puede ser un no - metal, un metal poco activo "Sn, Sb" o de transición, Cr, Mo, en general, los anfóteros), oxígeno e hidrógeno, este último total o parcialmente sustituible por metales. FORMULACIÓN: Los ácidos oxácidos provienen de la adición de agua a los óxidos ácidos. Se formula el óxido ácido y se le suma una molécula de agua (lo más habitual). Se coloca primero el símbolo del hidrógeno seguido del no - metal y por último el oxígeno. 7 En la Nomenclatura tradicional, en desuso pero aceptada por la IUPAC para estos ácidos y sus sales (salvo algunos detalles), se nombran poniendo la palabra ácido seguida de la raíz del no metal, con determinados prefijos y sufijos, según la siguiente estructura, en función del número de covalencias que tenga: •Con cuatro valencias, Ácidohipo ......... oso (menor valencia) Ácido ........... oso (segunda valencia) Ácido …........ ico (tercera valencia) Ácido per …........ ico (mayor valencia) •Con tres valencias se elimina per ...... ico. •Si tiene dos valencias, se eliminan el hipo ..... oso y per …........ ico. •Si sólo tiene una valencia nos quedamos con la terminación .... ico. EJEMPLOS: SO3 + H2O → H2S04 N. Tradicional: óxido de azufre(VI) + agua → ácido sulfúrico H2 N2O4 se simplifica: HNO2 N2 O3 + H2 O → N. Tradicional: óxido de nitrógeno (III) + agua → ácido nitroso Cl2O7 + H2O → H2Cl2O8 se simplifica HClO4 N. Tradicional: óxido de cloro(VII) + agua ácido perc1órico Los oxoácidos del cloro (covalencias +1, +3, +5 y +7), del azufre (covalencias +2, +4 y +6) y del nitrógeno (covalencias +3 y +5) son: Cl Nombre Fórmula S Nombre Fórmula +1 A. hipocloroso HClO +2 Ac. hiposulfuroso H2SO2 A. cloroso +3 +4 HClO2 N A. clórico +5 +6 HClO3 O A. perclórico +7M HClO4 NOMENCLATURA ADITIVA Ac. Sulfuroso H2SO3 Ac. Sulfúrico H2SO4 N Nombre Fórmula +3 Ac Nitroso HNO2 +5 A. Nítrico HNO3 En esta nomenclatura se considera que el oxoácido está compuesto por un átomo central X y por “ligandos”, que serán grupos OH y O. En principio, supondremos que hay tantos grupos OH como H hay en la molécula. Para indicar el número de grupos OH o de O se usan prefijos, di-, tri, tetra-, etc. Primero se nombran los “ligandos” por orden alfabético y al final el átomo central sin dejar espacios (sin acentos!). La fórmula completa se escribe entre corchetes. Ejemplo: HNO3=[NO2(OH)]= hidroxidodioxidonitrogeno HNO2 =[NO(OH)]=hidroxidooxidonitrogeno H2SO4 = [SO2(OH)2]=dihidroxidodioxidoazufre H2SO3=[SO(OH)2]=dihidroxidooxidoazufre NOMENCLATURA DE HIDRÓGENO El ácido se nombra empezando por el número de hidrógenos ácidos con la palabra hidrogeno sin acentuar, seguido del número de oxígenos con la palabra oxido y terminando con el nombre del no metal terminado en ato. HNO3= Hidrogenotrióxidonitrato HNO2= Hidrogenodióxidonitrato H2SO4 = Dihidrogenotetraóxidosulfato H2SO3 = Dihidrogenotrióxidosulfato 8 ÁCIDOS FORMADOS POR ADICIÓN DE MÁS DE UNA MOLÉCULA DE AGUA. NOMENCLATURA TRADICIONAL Si el óxido ácido, adiciona más de una molécula de agua (pueden ser una, dos o tres) se obtienen diferentes ácidos, de modo que, para diferenciarlos se emplea en la notación tradicional los prefijos meta-(una) , piro-(dos) y orto- (tres). Ejemplo: P2O5 + 1 H2O → HPO3 ácido metafosfórico P2O5 + 2 H2O → Ácido pirofosfórico P2O5 + 3 H2O → Ácido ortofosfórico. H4P2O7 H3PO4 En el caso del ácido ortofosfórico se suele decir únicamente ácido fosfórico, entendiéndose por tal el ortofosfórico. Por deshidratación entre dos moléculas de la forma orto se obtiene el ácido difosfórico: H4P2O7 calor 2 H3PO4 - H2O → H4P2O7 Esta propiedad de adicionar más de una molécula de agua la presentan fundamentalmente los elementos: fósforo (P); arsénico (As); boro (B); antimonio (Sb) y silicio (Si). ALGUNOS DE LOS ÁCIDOS QUE SUELEN APARECER EN PROBLEMAS: HBO2 ácido metabórico; H2CO3 ácido carbónico; HNO3 ácido nítrico; HClO3 ácido clórico; H2S03 ácido sulfuroso; HBrO ácido hipobromoso H2Cr2O7 ácido dicrómico. HMnO4 ácido permangánico; Las demás nomenclaturas siguen las mismas reglas dadas anteriormente. Aunque la nomenclatura tradicional está aceptada para ácidos oxoácidos y sus sales, podemos emplear la nomenclatura de hidrógeno como nomenclatura de composición. 4.6. SALES OXÁCIDAS Son el resultado de la sustitución de hidrógeno(s) en los ácidos oxácidos (contienen oxígeno en su molécula) por átomos metálicos. Formulación: Se escribe el metal a la izquierda y a la derecha el anión del ácido (es el ácido sin los iones hidrógeno, tiene carga neta negativa). Se intercambian valencias: el número de hidrógenos sustituidos se pone de subíndice al metal y la valencia del metal al anión (si dicha valencia es superior a 1, se coloca el anión entre paréntesis). Se simplifican ambos subíndices, si es posible. Para sales ácidas el procedimiento es igual que en las sales ácidas hidrácidas. No se admite la nomenclatura tradicional para indicar el estado de oxidación de los cationes. En general, en el anión, se cambia la terminación ico del ácido por ato en la sal. Y la terminación oso del ácido por ito en la sal. Se nombran con el nombre del anión seguido del nombre del catión y entre paréntesis el número de carga (número cuya magnitud es la carga iónica) o bien indicando las proporciones de los constituyentes. 9 . EJEMPLOS Sal formada por el anión del ácido sulfúrico y el catión metálico sodio. H2S04 Na IONES: SO42- Y Na+ Na2S04 (sal) Sulfato de sodio o tetraoxidosulfato de disodio. H2S04 Fe IONES: SO42- Y Fe2+ FeS04 (sal) Sulfato de hierro(2+) tetraoxidosulfato de hierro H2S04 Fe IONES: SO42- Y Fe3+ Fe2(S04)3 (sal) Sulfato de hierro(2+) tris(tetraoxidosulfato) de dihierro También podría nombrarse como tris(sulfato) de dihierro Sal formada por el anión del ácido nitroso, y el catión metálico Fe3+ NO2 + + Fe3+ → Fe(NO2)3 sal Nitrito de hierro (III) (o de hierro(3+)) o Tris(dioxidonitrato) de hierro Sal formada por el anión del ácido carbónico y el metal calcio. CO32- + Ca2+ → Ca2(CO3)2 se simplifica CaCO3 Carbonato de calcio. Trioxidocarbonato de calcio Sal ácida formada por el anión del ácido sulfuroso y el metal cobre ( con número de oxidación +2) H2S03 + Cu(II) Cu(HSO3)2 sal ácida → Cu1(HSO3)2 Hidrogenosulfito(1+) de cobre(2+) o Bis(hidrogenotrioxidosulfato) de cobre También Hidrogenosulfito de cobre(II) Sal formada por el anión del ácido perclórico con el magnesio. ClO4 + Mg Mg(C1O4)2 → Perclorato de magnesio o Bis(tetraoxidoclorato) de magnesio FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE ANIONES Y CATIONES ANIONES MONOATÓMICOS Aniones son las especies químicas cargadas negativamente. Los aniones monoatómicos se forman cuando un elemento electronegativo capta uno o más electrones. Por ejemplo: Cl + 1 e- → ClS + 2 e- → S= N + 3 e- → N3+ Los aniones monoatómicos se nombran en la nomenclatura tradicional con la palabra ion seguida del nombre del elemento terminado en -uro. Ejemplo: H- : ion hidr-uro; F-: ion fluor-uro; S=: ion sulfuro; N3-: ion nitruro: 10 En la nomenclatura moderna (de composición) se nombran igual que en la anterior pero añadiendo la carga del ion entre peréntesis. Ejemplos: Cl-: cloruro(1-); S2-: sulfuro(2-) Algunos aniones monoatómicos pueden considerarse como derivados de hidruros progenitores(no metales) por pérdida total de los hidrones. Ejemplo: H2S (sulfano) → HS-: sulfanuro (Nomenclatura de sustitución) S2-: sulfanodiuro ANIONES POLIATÓMICOS Los aniones poliatómicos se pueden considerar formados al perder un ácido uno o más iones hidrógeno(hidrónes)(H+). Nomenclatura tradicional Se nombran con la palabra ion seguida del nombre del ácido del que proceden terminando en -ito o -ato, segun que el ácido termine en -oso o -ico, respectivamente. − H+ HNO3 − → NO3 (ion nitrato) + 2H H 2 SO3 − → SO3 2− (ion sulfito) + H HClO − → ClO − (ion hipoclorito) Aniones monoatómicos Cl + 1 e- → ClS + 2 e- → S= N + 3 e- → N3H + 1 e- → H- Nombre Iones complejos HNO2→NO2HNO3→NO3H2SO3→SO32H2SO4→SO42- Ion cloruro Ion sulfuro Ion nitruro Ion hidruro Nombre Ion nitrito Ion nitrato Ion sulfito Ion sulfato Aniones ácidos Cuando un ácido con varios hidrógenos pierde parte de los hidrógenos sustituibles, aparecen iones ácidos que se nombran con la palabra hidrógeno antepuesta al anión correspondiente. Ejemplos: H+ H 2 S − → HS − (ion hidrógenosulfuro) + − H H 2 SO4 − → HSO4 (ion hidrogenosulfato) + H H 3 PO4 − → H 2 PO4 − ion dihidrógenofosfato) Nomenclatura aditiva de la IUPAC para aniones poliatómicos Se nombran igual que los ácidos de los que proceden pero con el nombre del átomo central terminado en –ato y la carga del anión entre paréntesis 11 Ejemplo: [NO3]- = trioxidonitrato(1-) [SO4]2- = tetraoxidosulfato(2-) HSO4- = [SO3(OH)]-:hidroxidotrioxidosulfato(1-) HS-: hidrurosulfato(1-) Los aniones procedentes de hidruros progenitores (no metales) por pérdida parcial de hidrones se nombran con el nombre del hidruro progenitor terminado en –uro; diuro, etc, dependiendo del número de hidrones perdidos. Ejemplos: PH2-: fosfanuro; PH2-: fosfanodiuro CATIONES Cationes monoatómicos Los cationes se forman cuando un átomo poco electronegativo pierde uno o más electrones de valencia(última capa). Ejemplos: −1e Na → Na + (ion sodio) 3e Al −→ Al 3+ (ion aluminio) Los cationes monoatómicos se nombran con el nombre del elemento seguido de la carga entre paréntesis. Ejemplos: Ni2+ : niquel (2+); Ni3+ : niquel (3+); Na+: sodio(1+) Cationes poliatómicos derivados de hidruros progenitores por adición de uno o más hidrones El nombre de in ion, derivado formalmente de la adición de un hidrón a un hidruro progenitor, se obtiene añadiéndole el sufijo “-io” al nombre del hidruro progenitor con elisión de la ‘a’ u ‘o’ finales. Ejemplo: NH3 + H+ → NH4+ azanio, o amonio H2O + H+ → H3O+ oxidanio, u oxonio A continuación se presenta una lista de los ácidos más importantes, ya sea por sí mismos, o por la de las sales a que dan lugar. Debajo aparecen los iones que proceden de cada ácido al perder hidrones (iones H+). Fíjate en que por cada protón perdido por el ácido, el anión adquiere una carga negativa. De esta forma conociendo los ácidos podrás formular sin dificultad tanto los aniones que pueden formar, como las sales que, a su vez, forman con los cationes. 12 OXOÁCIDOS Grupo 17 Fórmula compuesto HClO=[ClOH] [OCl]HClO2=[ClO(OH)] [ClO2]HClO3=[ClO2(OH) [ClO3]HClO4=[ClO3(OH)] [ClO4]- Aditiva Nomenc. Hidrogeno hidroxidocloro Clorurooxigenato(1-) hidroxidooxidocloro dioxidoclorato(1-) hidroxidodioxidocloro trioxidoclorato(1-) hidroxidotrioxidocloro Tetraoxidoclorato(1-) No sistematica ácido hipocloroso Hipoclorito ácido cloroso clorito acido clórico Clorato ácido perclórico perclorato Con el bromo y el yodo se forman las mismas sustancias , aunque de algunas no se tienen pruebas claras de que existan: el ácido perbrómico y el anión perbromato o los ácidos bromoso y yodoso. Grupo 16 Fórmula compuesto H2SO3=[SO(OH)2 HSO3-=[SO2(OH)][SO3]2H2SO4=[SO2(OH)2] HSO4- =[SO3(OH)][SO4]2- Aditiva Nomenc. Hidrogeno dihidroxidooxidoazufre Hidroxidodioxidosulfato(1-) Hidrogeno(trioxidosulfato)(1-) Trioxidosulfato(2-) dihidroxidodioxidoazufre Hidroxidotrioxidosulfato(1-) Hidrogeno(tetraoxidosulfato)(1-) Tetraoxidosulfato(2-) No sistematica ácido sulfuroso hidrogenosulfito sulfito ácido sulfúrico hidrogenosulfato sulfato Grupo 15 Fórmula compuesto HNO2=[NO(OH)] [NO2]HNO3=[NO2(OH)] [NO3]H3PO4=[PO(OH)3] H2PO4-=[PO2(OH)2]HPO42-=[PO3(OH)]2[PO4]3- Grupo 14 13 Aditiva Nomenc. Hidrogeno hidroxidooxidonitrogeno No sistematica hidroxidodioxidonitrogeno Trioxidonitrato(1-) trihidroxidooxidofosforo ácido nitroso nitrito ácido nítrico nitrato ácido fosfórico dihidroxidodioxidofosfato(1-) dihidrogeno(tetraoxidofosfato)(1-) Hidroxidotrioxidofosfato(2-) hidrogeno(tetraoxidofosfato)(2-) Tetraoxidofosfato(3-) Dihidrogenofosf ato Hidrogenofosfat o Fosfato dioxidonitrato(1-) Fórmula compuesto Aditiva Nomenc. Hidrogeno dihidroxidooxidocarbono H2CO3=[CO(OH)2] HCO3-=[CO2(OH)]- No sistematica hidroxidodioxidocarbonato(1-) Hidrogeno(trioxidosulfato)(1-) CO32H4SiO4=[Si(OH)4] Trioxidocarbonato(2-) tetrahidroxidosilicio [SiO4]4(H2SiO3)n=(-Si(OH)2O-) Tetraoxidosilicato(4-) Catena-poli[dihidroxidosilicioμ-oxido] Catenapoli[dihidroxidosilicato-μoxido(2-)] μ-oxido-bis(trioxidosilicio) n (SiO3)n2nH6Si2O7=[(HO)3SiOSi(OH)3] ácido carbónico hidrogenocarbon ato carbonato ácido (orto)silícico silicato ácido metasilícico Metasilicato ácido disilícico Grupo 13 Fórmula compuesto H3BO3=[B(OH)3] H2BO3-=[BO(OH)2]HBO32-=[BO2(OH)]2[BO3]- Aditiva Nomenc. Hidrogeno trihidroxidoboro dihidroxidooxidoborato(1-) dihidrogeno(trioxidoborato)(1-) hidroxidodioxidoborato(2-) hidrogeno(trioxidoborato)(2-) trioxidoborato(3-) No sistematica acido (orto)bórico Dihidrogenoborato Hidrogenoborato borato Otros Fórmula compuesto HMnO4=[MnO3(OH)] [MnO4]H2MnO4=[MnO2(OH)2] [MnO4]2H2CrO4=[CrO2(OH)2] [CrO4]2H2Cr2O7= [(HO)O2CrOCrO2(OH)] [Cr2O7]2- Aditiva Nomenc. Hidrogeno hidroxidotrioxidomanganeso No sistematica μ-oxido-bis(hidroxidodioxidocromo) ácido permangánico permanganato ácido mangánico manganato ácido crómico Cromato ácido dicrómico Heptaoxidodicromato(2-) dicromato tetraoxidomanganato(1-) dihidroxidodioxidomanganeso tetraoxidomanganato(2-) dihidroxidodioxidocromo tetraoxidocromato(2-) De algunos de estos ácidos no se conocen pruebas de su existencia, pero sí de sus aniones y sales correspondientes 14
