TEMA 3. COMPUESTOS QUÍMICOS
Competencia específica: analiza los principales tipos de compuestos químicos inorgánicos, las reacciones que les dan origen y la nomenclatura específica de cada uno para la solución de ejercicios.
1. INTRODUCCIÓN
El nombre que se le da a una sustancia química la debe distinguir con claridad y sin ambigüedad de todas las sustancias que se conocen. La existencia de más de un millón de compuestos químicos hace muy difícil la tarea de nombrarlos. Desde hace siglos, los químicos han desarrollado sistemas racionales de nomenclatura sin lograr implementar un sistema exitoso. El que se utiliza con más frecuencia hoy en día es el recomendado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemistry). Este sistema constituye la nomenclatura moderna.
1.1 Número de oxidación
Una de las propiedades más importantes de los elementos químicos es su estado de oxidación, o número de oxidación. El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo de un elemento químico recibe (signo “menos”) o que pone a disposición de otros (signo “más”) cuando forma un compuesto determinado. Es decir, el número de oxidación es positivo si el átomo cede electrones o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos; y será negativo cuando el átomo gane electrones o los comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.
El número de oxidación suele coincidir con el número de electrones que le falta o le sobran al átomo del elemento para adquirir la estructura externa propia de los gases nobles (regla del octeto). En general, a los metales les sobran electrones, mientras que a los no metales les faltan.
Metales tendencia a perder electrones
No metales tendencia a ganar electrones
El número de oxidación está determinado por las siguientes reglas:
1. El número de oxidación de cualquier átomo sin combinar o elemento libre es cero. Por ejemplo: N2, Cl2, Na.
2. El número de oxidación para el oxígeno es -2, excepto en los peróxidos donde toma el valor de -1.
4. Para iones simples, el número de oxidación es igual a la carga del ion. Ejemplo, para Ba+2 el número de oxidación es +2.
5. La suma de los números de oxidación para los átomos de los elementos en una fórmula determinada es igual a cero. En el caso de un ion poliatómico la suma es igual a la carga total. Por ejemplo:
Ion carbonato: CO3-2
2
23 4
O
C
Carga total = Estado de oxidación x número de átomos = (+4x1) + (-2x3) =-2
Los números de oxidación de otros elementos pueden consultarse en la tabla periódica.
1.2 Fórmula química
Es la representación química de una molécula o compuesto iónico. Por ejemplo, la fórmula H2O representa una molécula de agua e indica que la molécula está formada por hidrógeno y oxígeno; que en cada molécula hay 2 átomos de hidrógeno por cada átomo de oxígeno. Que la masa de una molécula de agua es la masa de las masas de sus átomos (1 uma + 1 uma + 16 uma = 18 uma). Existen diferentes maneras de representar una fórmula química:
1. Fórmula empírica: expresa los elementos que constituyen la molécula y en qué proporción se encuentran, por ejemplo, la fórmula empírica de la glucosa (C6H12O6) es CH2O; la cual indica que, por cada átomo de carbono, hay dos de hidrógeno y uno de oxígeno.
2. Fórmula molecular: indica el número total de átomos que forman la molécula, por ejemplo: C2H6O (etanol).
3. Fórmula desarrollada: señala gráficamente cómo están unidos los átomos que constituyen la molécula. Por ejemplo: H-O-H
2. NORMAS DE LA IUPAC PARA NOMENCLATURA INORGÁNICA (2005)
En 2005, la IUPAC estableció una serie de recomendaciones para formular, así como tres sistemas de nomenclatura para nombrar los elementos y compuestos inorgánicos, si bien, para determinados compuestos todavía admite la nomenclatura tradicional.
2.1 Normas de formulación
Independientemente del sistema de nomenclatura elegido:
1. Se escribe en primer lugar el símbolo del elemento o grupo más metálico (menos electronegativo) y, después, el símbolo del elemento o grupo menos metálico (más electronegativo).
2. A continuación, se intercambian los números de oxidación y, sin el signo, se colocan como subíndice.
Por ejemplo, el óxido de aluminio:
De esta forma, el número de átomos de cada elemento o grupo se indica mediante el subíndice del símbolo correspondiente. La ausencia de número en el subíndice del símbolo de un elemento significa que, en ese compuesto, hay un átomo de dicho elemento.
2.1.1 Nomenclatura de composición
1. Mediante prefijos multiplicadores 2. Con el número de oxidación 3. Con el valor de la carga iónica
Por ejemplo:
Fórmula Prefijos
multiplicadores Número de oxidación Carga iónica Trisulfuro de diníquel Sulfuro de níquel (III) Sulfuro de níquel (+3)
2.1.2 Nomenclatura de sustitución
Se utiliza para nombrar a los compuestos químicos obtenidos al sustituir uno o varios hidrógenos de un tipo de compuestos denominados “hidruros progenitores” (hidruros de los elementos de los grupos 13 al 17 del sistema periódico) por un elemento químico.
Para nombrarlos se antepone el prefijo multiplicativo correspondiente al nombre del elemento que sustituye a los hidrógenos e, inmediatamente después (sin dejar espacios) el nombre del hidruro progenitor. Por ejemplo:
PH3 (fosfano) PH2Cl (clorofosfano) PHCl2 (diclorofosfano) PCl3 (triclorofosfano)
Algunos hidruros progenitores:
▪ Fosfano, PH3
▪ Azano, NH3
▪ Metano, CH4
▪ Oxidano, H2O
▪ Sulfano, H2S
2.1.3 Nomenclatura de adición
Este tipo de nomenclatura aporta información estructural del compuesto. Por ejemplo, para el H2O4:
2 3 3 2
S
SO2(OH)2
Dihidróxidodióxidoazufre
2.1.4 Nomenclatura de sustancias simples o elementales
Una sustancia simple está formada por uno o varios átomos de un mismo elemento químico. Se nombran indicando el número de átomos que forman la molécula, utilizando prefijos multiplicativos correspondientes. El prefijo “mono” se usa tan solo si habitualmente el elemento no se encuentra en forma monoatómica. Si el número de átomos es grande y desconocido se puede usar el prefijo “poli”. En general, los elementos gaseosos suelen encontrarse en forma de moléculas diátomicas.
Fórmula Nomenclatura estequiométrica Nombre común aceptado
O Monooxígeno
O2 Dioxígeno Oxígeno
O3 Trioxígeno Ozono
H Monohidrógeno
H2 Dihidrógeno Hidrógeno
P4 Tetrafósforo Fósforo blanco
2.1.5 Clasificación general de los compuestos inorgánicos
Compuestos binarios
Oxígeno
+ metal Óxidos básicos
Peróxidos
+ no metal Óxidos ácidos
+ halógeno Haluros
Hidrógeno
+ metal Hidruros metálicos
+ no metal Haluros
Anfigenuros de hidrógeno + semimetal Hidruros volátiles
No metal + metal Sales neutras
+ no metal Sales volátiles
Compuestos terciarios
Hidróxidos Ácidos oxoácidos
Oxisales neutras
Compuestos cuaternarios
Oxisales ácidas Sales básicas
Sales múltiples Con varios aniones Con varios cationes
3. COMPUESTOS BINARIOS
Son las combinaciones que resultan de la unión de dos elementos químicos diferentes.
3.1 Combinaciones binarias del oxígeno
El oxígeno se combina con todos los elementos químicos (excepto con los gases nobles) para formar óxidos, haluros de oxígeno y peróxidos.
3.1.1 Óxidos
Es la combinación del oxígeno con un metal o un no metal, excepto los halógenos. El oxígeno actúa con número de oxidación de -2.
Oxígeno + Metal Óxido básico
Las normas actuales no permiten nombrar estos óxidos como anhídridos, tampoco el uso de las terminaciones “oso” e “ico” para indicar los estados de oxidación.
En los sistemas de nomenclatura obsoletos a este compuesto se le solía llamar “óxido férrico”, lo cual ya no está permitido.Se nombran como “óxido de” seguido del nombre del elemento que se combina con el oxígeno. La IUPAC recomienda la nomenclatura de composición:
Tipo de nomenclatura Fe2O3 N2O
Prefijos multiplicadores Trióxido de dihierro Óxido de dinitrógeno Número de oxidación Óxido de hierro (III) Óxido de nitrógeno (I) Valor de la carga iónica Óxido de hierro (3+) Óxido de nitrógeno (1+)
Pero si el elemento que se combina con el oxígeno posee un solo número de oxidación, no es necesario indicar el prefijo multiplicador, el número de oxidación o el valor de la carga iónica. Por ejemplo:
Al2O3 = Óxido de aluminio. Más ejemplos:
Tipo de
óxido Fórmula multiplicadores Prefijos Número de oxidación Valor de la carga iónica
Óxidos básicos
BaO Óxido de bario Óxido de bario Óxido de bario Na2O Óxido de sodio Óxido de sodio Óxido de sodio
CuO Óxido de cobre Óxido de cobre (II) Óxido de cobre (2+) Cu2O Óxido de dicobre Óxido de cobre (I) Óxido de cobre (1+) PbO Óxido de cobre Óxido de cobre (II) Óxido de cobre (2+) PbO2 Dióxido de plomo Óxido de plomo (IV) Óxido de plomo (4+) AgO2 Óxido de plata Óxido de plata Óxido de plata
Óxidos ácidos
SO Óxido de azufre Óxido de azufre (II) Óxido de azufre (2+) SO2 Dióxido de azufre Óxido de azufre (IV) Óxido de azufre (4+) SO3 Trióxido de azufre Óxido de azufre (VI) Óxido de azufre (6+)
P2O3 Trióxido de difósforo Óxido de fósforo (III) Óxido de fósforo (3+) 3
O
Fe
O
Tipo de
óxido Fórmula
Prefijos multiplicadores
Número de oxidación
Valor de la carga iónica
P2O5 Pentaóxido de
difósforo Óxido de fósforo (V) Óxido de fósforo (5+)
N2O3 Trióxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno (III) Óxido de nitrógeno (3+)
N2O5 Pentaóxido de dinitrógeno
Óxido de nitrógeno (V)
Óxido de nitrógeno (5+)
CO2 Dióxido de carbono Óxido de carbono (IV) Óxido de carbono (4+)
3.1.2 Haluros de oxígeno
Son la combinación de un halógeno y el oxígeno.
Halógeno + Oxígeno Haluro de oxígeno
El carácter metálico de los halógenos es mayor que el del oxígeno, por lo tanto, la IUPAC recomienda escribir primero el oxígeno y luego el halógeno (recordar que los elementos metálicos tienden a perder electrones, mientras que los no metálicos tiende a ganar electrones). Se nombran con la raíz del nombre del halógeno acabada en “uro”, precedido por un prefijo, seguido de la preposición “de”, y a continuación el término “oxígeno”, con el término multiplicador correspondiente. Por ejemplo:
3 2 2 3
Cl
O
Dicloruro de trioxígeno Antes de IUPAC 2005:
2 3 3
2
O
Cl
Trióxido de dicloro, óxido de cloro (III), anhídrido cloroso
Recomendaciones en 2005 Antes de 2005
Fórmula Nomenclatura de
Recomendaciones en 2005 Antes de 2005 Fórmula Nomenclatura de
composición Fórmula Nomenclatura estequiométrica/Stock O5Br2 Dibromuro de pentaoxígeno Br2O5 Pentóxido de dibromo /Óxido de bromo (V) O7Br2 Dibromuro de heptaoxígeno Br2O7 Heptaóxido de dibromo/Óxido de bromo (VII)
3.1.3 Peróxidos
Son combinaciones de un metal con el ion peróxido (𝑂22−), también denominado dióxido(2-). Los peróxidos son sustancias que presentan un enlace oxígeno-oxígeno y que contienen el oxígeno en estado de oxidación −1. Para formular los peróxidos se escribe en primer lugar el símbolo del metal correspondiente, a continuación, el símbolo del peróxido.
Formulación: Metal + Peróxido Peróxido de metal
m 2 2 m 2 2 2 mO
M
O
M
Por ejemplo:
22 1 2 1 2 2 1 2 2 2 1
O
Cu
O
Cu
O
Cu
24 4 2 8 4 2 4 2 2 4 2 2 2 4
O
Pt
O
Pt
O
Pt
O
Pt
22 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
O
Ba
O
Ba
O
Ba
O
Ba
Para nombrar los peróxidos, la IUPAC recomienda la nomenclatura de composición:
Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica
Se nombran como “óxido de” seguido del nombre del metal que se combina con el oxígeno, ambos con los prefijos necesarios para indicar el número de átomos que contiene
Se nombran como “peróxido de” seguido del nombre del metal que se combina con el oxígeno con su número de oxidación con números romanos y entre paréntesis.
(Prefijo)óxido de
(prefijo)(nombre de metal) Peróxido de (nombre del metal) (número de
oxidación) Dióxido(2-) de (nombre de metal) (valor de carga positiva)
2 2 1
2O
Cu
Dióxido de dicobre
2 2 1
2O
Cu
Peróxido de cobre (I)
2 2 1
2O
Cu
Dióxido(2-) de cobre (1+)
Más ejemplos:
Fórmula Prefijos multiplicadores Número de oxidación Valor de la carga iónica Li2O2 Dióxido de dilitio Peróxido de litio Dióxido(2-) de litio BaO2 Dióxido de bario Peróxido de bario Dióxido(2-) de bario NiO2 Trióxido de níquel Peróxido de níquel (II) Dióxido(2-) de níquel (2+) H2O2 Dióxido de dihidrógeno Peróxido de hidrógeno Dióxido(2-) de hidrógeno
Para el compuesto H2O2 la IUPAC acepta el nombre de agua oxigenada.
3.2 Combinaciones binarias del hidrógeno
El hidrógeno posee un solo electrón, por lo que su estado de oxidación puede ser +1 y -1, según se combine con un elemento más o menos electronegativo.
Hidrógeno + Metal Hidruro Metálico
Hidrógeno + Elemento de los grupos 13 al 17 Hidruro progenitor
3.2.1 Hidruros metálicos
Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica
Utiliza los prefijos di, tri, etc, para indicar el número de átomos de hidrógeno que contiene el hidruro.
(Prefijo)hidruro de (nombre del metal)
Utiliza el número de oxidación del metal que se combina con
el oxígeno, con números romanos y entre paréntesis.
Hidruro de (nombre del metal) (número de
oxidación)
Utiliza el valor de la carga iónica del metal que se combina con el oxígeno, en números arábigos y entre paréntesis.
Hidruro de (nombre del metal) (valor de la carga)
1 2 2
1 H
Cu
Dihidruro de cobre
1 2 2
1 H
Cu
Hidruro de cobre (II)
1 2 2
1 H
Cu
Hidruro de cobre(2+)
Más ejemplos:
Fórmula Prefijos multiplicadores Número de oxidación Valor de la carga iónica
NaH Hidruro de sodio Hidruro de sodio Hidruro de sodio
CaH2 Hidruro de calcio Hidruro de calcio Hidruro de calcio
AlH3 Hidruro de aluminio Hidruro de aluminio Hidruro de aluminio CuH Hidruro de cobre Hidruro de cobre (I) Hidruro de cobre (1+)
3.2.2 Hidruros progenitores
Están constituidos por un número determinado de átomos de hidrógeno unidos a un átomo central. Dicho átomo central es el de un elemento químico de los grupos 13 al 17 del sistema periódico. Para formular estos compuestos, se escribe en primer lugar el símbolo del elemento más metálico (menos electronegativo) y, a continuación, el símbolo del elemento menos metálico (más electronegativo), por lo que:
1. Cuando el hidrógeno se combina con elementos de los grupos 13, 14 y 15, el hidrógeno se escribe a la derecha, y éste actúa con número de oxidación -1.
2. Cuando el hidrógeno se combina con un elemento de los grupos 16 y 17, se escribe a la izquierda, y actúa con número de oxidación +1 (haluros y anfigenuros)
Grupo 13 Grupo 14 Grupo 15
Fórmula Nombre Fórmula Nombre Fórmula Nombre
BH3 Borano CH4 Metano NH3 Azano
AlH3 Alumano SiH4 Silano PH3 Fosfano
GaH3 Galano GeH4 Germano AsH3 Arsano
InH3 Indigano SnH4 Estannano SbH3 Estibano
TlH3 Talano PbH4 Plumbano BiH3 Bismutano
Grupo 16 Grupo 17
Fórmula Nombre Fórmula Nombre
H2O Oxidano HF Fluorano
H2S Sulfano HCl Clorano
H2Se Selano HBr Bromano
H2Te Telano HI Yodano
H2Po Polano HAt Astatano
La IUPAC admite los nombres comunes de amoniaco y agua, pero sus derivados deben nombrarse a partir de azano y oxidano.
Los hidruros progenitores también pueden nombrarse anteponiendo el prefijo correspondiente, la raíz del nombre del elemento situado a la derecha, acabada en “uro”, seguido de la preposición “de” y el nombre del otro elemento:
PH3: Trihidruro de fósforo CH4: Tetrahidruro de carbono
3.2.3 Haluros y anfigenuros de hidrógeno
Con prefijos multiplicadores Nomenclatura de hidrógeno En disolución acuosa*
(Raíz del no metal acabado
en “uro”) de hidrógeno Hidrógeno(raíz del no metal acabado en “uro”) Ácido (raíz del no metal acabada en “hídrico)
1 1
Cl H
Cloruro de hidrógeno
2 1
2S
H
Sulfuro de hidrógeno
1 1
Cl H
Hidrógeno(cloruro)
2 1
2S
H
Hidrógeno(sulfuro)
1 1
Cl H
Ácido clorhídrico
2 1
2S
H
Ácido sulfhídrico
*La IUPAC recomienda no usar esta nomenclatura
Más ejemplos:
Fórmula Prefijos multiplicadores En disolución acuosa HF Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico H2Te Teluro de hidrógeno Ácido telurhídrico HBr Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico
3.3 Iones: cationes y aniones homoatómicos
3.3.1 Iones homoatómicos
Son especies con carga constituidos por un único elemento químico. Los que sólo tienen un átomo se denominan iones monoatómicos, mientras que los que tienen varios átomos se denominan iones homopoliatómicos.
3.3.1.1 Nomenclatura de iones monoatómicos
Los cationes monoatómicos se nombran con el nombre del elemento, seguido del valor de la carga en números arábigos y entre paréntesis. Si el catión solo puede adoptar un estado de oxidación, no es necesario indicarlo. Por ejemplo:
Fe2+: Hierro(2+) Fe3+: Hierro(3+) H+: Hidrógeno(1+) Mg2+: Magnesio (2+)
Los aniones monoatómicos se nombran poniendo la raíz del nombre del elemento, terminada con el sufijo “uro”, seguido del valor de la carga en número arábigos y entre paréntesis. Si el anión solo puede adoptar un estado de oxidación, no es necesario indicarlo. Por ejemplo:
Cl- : Cloruro(1-) o cloruro H-: Hidruro(1-) o hidruro S2-: Sulfuro(2-) o sulfuro O2-: Óxido(2-) u óxido
3.3.1.2 Nomenclatura de iones homopoliatómicos
Son especies con carga constituidos por varios átomos, pero de un mismo elemento químico. Se nombran mediante la nomenclatura de composición, con el prefijo multiplicador delante del nombre del elemento correspondiente, seguido del valor de la carga iónica.
Fórmula Cationes homopoliatómicos Fórmula Aniones homopoliatómicos
(Prefijo)(nombre del átomo)(valor de la carga) (Prefijo)(raíz del átomo acabada en “uro”)(valor de la carga)
2
O Dioxígeno(1+)
-2
O Dióxido(1-) Superóxido (aceptado)
2 2
Hg Dimercurio(2+) O22- Dióxido(2-) Peróxido (aceptado)
3
H
Trihidrógeno(1+)O
-3 Trióxido(1-) Ozónido (aceptado)
2 4
S Tetraazufre(2+)
N
-3 Trinitruro(1-) Azida (aceptado)
4 5
3.4 Sales binarias
Se trata de combinaciones de dos elementos químicos, uno de los cuales debe ser un no metal.
3.4.1 Sales neutras
Es una combinación de un metal con un no metal. Se escribe en primer lugar el símbolo de metal y a continuación, el símbolo del no metal. Se nombran añadiendo el sufijo “uro” a la raíz del nombre del no metal, seguido de la preposición “de” y del nombre el metal.
Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica
Utiliza los prefijos para indicar el número de átomos
de metal y no metal que contiene la sal.
(Prefijo)(raíz del no metal)
acabada en “uro”)(nombre
del metal)
Utiliza el número de oxidación del metal, con números romanos y entre paréntesis.
(Raíz del no metal acabada
en “uro”) de (nombre del
metal)(número de oxidación en romanos)
Utiliza el valor de la carga del metal con números arábigos y
el signo entre paréntesis
(Raíz del no metal acabada en “uro”) de (nombre del
metal)(valor de la carga)
-1 2 2
Cl Fe
Dicloruro de hierro
-1 2 2
Cl Fe
Cloruro de hierro (II)
-1 2 2
Cl Fe
Cloruro de hierro (2+)
Más ejemplos:
Fórmula Prefijos multiplicadores Número de oxidación Valor de la carga iónica
LiF Fluoruro de Litio Fluoruro de litio Fluoruro de litio
AlCl3 Tricloruro de aluminio Cloruro de aluminio Cloruro de aluminio CuI Yoduro de cobre Yoduro de cobre (I) Yoduro de cobre (1+) FeCl3 Tricloruro de hierro Cloruro de hierro (III) Cloruro de hierro (3+) Ni2S3 Trisulfuro de diníquel Sulfuro de níquel (III) Sulfuro de níquel (3+) PtBr2 Dibromuro de platino Bromuro de platino (II) Bromuro de platino (2+)
3.4.2 Sales volátiles
Resultan de la combinación de dos no metales. Para formular las sales volátiles se escribe en primer lugar el símbolo del elemento menos electronegativo y, a continuación, el símbolo del elemento más electronegativo. Para determinar el orden puede consultar una tabla de electronegatividades o tomar en cuenta que:
B < Si < C < Sb < As < P < N < Te < Se < S < I < Br <Cl < F
Se nombran añadiendo el sufijo “uro” a la raíz del nombre del elemento situado a la derecha de la fórmula, seguido de la preposición “de” y del nombre del otro elemento, utilizando la nomenclatura de composición, recomendada por la IUPAC.
Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica
Utiliza los prefijos para indicar el número de átomos
de los dos elementos que intervienen
(Prefijo)(raíz del elemento de la derecha acabada en
“uro”)(nombre del otro)
Utiliza el número de oxidación del elemento situado a la
izquierda, con números romanos y entre paréntesis.
(Raíz del elemento de la
derecha acabada en “uro”)
de (nombre del otro)(número de oxidación
en romanos)
Utiliza el valor de la carga del metal con números arábigos y
el signo entre paréntesis
(Raíz del elemento de la
derecha acabada en “uro”)
de (nombre del otro) (valor de la carga)
-1 3 3
Br
P
Tribromuro de fósforo
-1 3 3
Br
P
Bromuro de fósforo (III)
-1 3 3
Br
P
Bromuro de fósforo (3+)
Más ejemplos:
Fórmula Prefijos multiplicadores Número de oxidación Valor de la carga iónica BrF3 Trifluoruro de bromo Fluoruro de bromo (III) Fluoruro de bromo (3+)
CS2 Disulfuro de carbono Sulfuro de carbono (II) Sulfuro de carbono (2+) As2Se3 Triseleniuro de diarsénico Seleniuro de arsénico (III) Seleniuro de arsénico (3+)
BP Fosfuro de boro Fosfuro de boro Fosfuro de boro
fosfano, PH3, al que le han sustituido los tres hidrógenos por tres átomos de boro. Su nombre sería triromurofosfano.
4. COMPUESTOS TERNARIOS
Son combinaciones de tres elementos distintos en la misma o diferente proporción.
4.1 Hidróxidos
Son combinaciones ternarias en las que el ion hidróxido (OH-) se combina con cationes metálicos. Estos compuestos también se denominan “bases” debido al carácter básico que confieren a sus disoluciones acuosas. Para formular, se escribe primero el símbolo del metal y, a continuación, el grupo hidróxido, intercambiando cargas iónicas, sin signo.
La IUPAC recomienda la nomenclatura de composición. Se nombran con la palabra genérica “hidróxido”, seguida de la preposición “de” y el nombre del metal; a partir de la fórmula empírica se indica la proporción de los componentes.
Con prefijos multiplicadores Con el número de oxidación Con el valor de la carga iónica
Utiliza los prefijos para indicar el número de grupos
hidróxidos que contiene el compuesto
(Prefijo)(hidróxido) de (nombre del metal)
Utiliza el número de oxidación del metal que se combina con
el grupo hidróxido, con números romanos y entre
paréntesis.
Hidróxido de (nombre del metal)(número de oxidación)
Utiliza el valor de la carga del metal que se combina con el grupo hidróxido, en números arábigos y entre paréntesis
Hidróxido de (nombre del metal) (valor de la carga)
-1 2 2OH
Cu
Dihidróxido de cobre
-1 2 2OH
Cu
Hidróxido de cobre (II)
-1 2 2OH
Cu
Hidróxido de cobre (2+)
Más ejemplos:
4.2 Ácidos oxoácidos
Son compuestos formados por oxígeno, hidrógeno y otro elemento, cuya fórmula general es HaXbOc, donde X representa, por lo general, un no metal, aunque también puede ser un metal de transición de estado de oxidación elevado, tal como Mn, Tc, Mo, etc.
4.2.1 Números de oxidación del átomo central
Para nombrar un oxoácido del tipo HaXbOc es necesario conocer el número de oxidación, x, del átomo central. Para ellos, se cuenta con la electroneutralidad de la molécula y, que en los oxoácidos, el oxígeno actúa con estado de oxidación -2 y el hidrógeno con +1. Por ejemplo, para el H2SO4:
2
4
x
1
2
S
O
H
(+1 x 2) + (X x 1) + (-2 x 4) = 0
Resolviendo, x = 6. En este caso el número de oxidación con el que actúa el azufre es +6, y según una de las nomenclaturas admitidas por la IUPAC, el compuesto se nombra ácido sulfúrico.
Para formular un oxoácido del tipo HaXbOc se necesita sabe el número de átomos de H y O, que contiene el compuesto. La forma más sencillas de calcular este dato es:
a) Si x es impar: a=1, c=(x+1)/2
b) Si x es par: a=2, c=(x+2)/2
Por ejemplo, para formular el oxoácido correspondiente al nitrógeno con estado de oxidación +5: a=1
c= (5+1)/2=3 HaXbOc = HNO3
Si el oxoácido corresponde al selenio con estado de oxidación +4:
a=2
c=(4+2)/2=3 HaXbOc = H2SeO3
4.2.2 Nomenclatura tradicional para oxoácidos
Se utiliza el nombre genérico de “ácido” y los prefijos y sufijos:
Números de oxidación
Cuatro Estados de
oxidación
Tres estados de
oxidación
Dos estados de oxidación
Prefijos y sufijos
Menor ✓ ✓ hipo-… -oso
↓
✓ ✓ ✓ -oso✓ ✓ ✓ -ico
Mayor ✓ per-… -ico
Por ejemplo, para cuatro números de oxidación:
Estado de
oxidación a c Ejemplo Nombre
Cl(I) 1 1 HClO Ácido hipocloroso
Cl(III) 1 2 HClO2 Ácido cloroso
Cl(V) 1 3 HClO3 Ácido clórico
Cl(VII) 1 4 HClO4 Ácido perclórico
Para tres números de oxidación:
Estado de
oxidación a c Ejemplo Nombre
N(I) 1 1 HNO Ácido hiponitroso
N(III) 1 2 HNO2 Ácido nitroso
N(V) 1 3 HNO3 Ácido nítrico
Para dos números de oxidación: Estado de
oxidación a c Ejemplo Nombre
C(II) 2 2 H2CO2 Ácido carbonoso
C(IV) 2 3 H2CO3 Ácido carbónico
Estado de oxidación
a c Ejemplo Nombre
Si(IV) 2 3 H2SiO3 Ácido de silicio
4.2.3 Nomenclatura de adición para los oxoácidos, normas IUPAC
Esta forma de nomenclatura da información estructural. En los oxoácidos, el átomo central está unido a grupos hidróxido (-OH) y a grupos óxido (-O). El nombre de estos compuesto se inicia con las palabras “hidróxido”, seguida de “óxido” (ambas precedidas por los prefijos de cantidad correspondiente) y finaliza con el nombre del átomo central. Es decir:
(Prefijo)(hidróxido)(prefijo)(óxido)(nombre del átomo central)
Por ejemplo, en el caso del H2SO4, la estructura de Lewis muestra cómo se unen directamente al azufre dos =O y dos grupos -OH, por lo tanto:
H2SO4 SO2(OH)2 Dihidróxidodióxidoazufre
Más ejemplos:
HNO2 NO(OH) Hidróxidoóxidonitrógeno
HClO3 ClO2(OH) Hidróxidodióxidocloro
HPO4 PO(OH)3 Trihidróxidoóxidofósforo
4.2.4 Nomenclatura de hidrógeno para los oxoácidos, normas IUPAC
En primer lugar se nombran los hidrógenos que contiene el ácido mediante la palabra “hidrógeno”, precedida por el prefijo de cantidad; a continuación, entre paréntesis, se nombran los oxígenos con la palabra “óxido” precedida del prefijo numeral correspondiente, seguido de la raíz del nombre del átomo central acabada en “ato”.
(Prefijo)(hidrógeno)(prefijo)(óxido)(prefijo)(raíz del nombre del átomo central acabada en ato)
Fórmula Nombre
H2SO4 Dihidrógeno(tetraóxidosulfato)
H2CrO7 Dihidrógeno(heptaóxidocromato)
HClO2 Hidrógeno(dióxidoclorato)
HBrO3 Hidrógeno(trióxidobromato)
HNO2 Hidrógeno(dióxidonitrato)
4.2.5 Prefijos fundamentales de los oxoácidos
4.2.5.1 Oxoácidos con prefijos meta y orto
Existen algunos elementos como P, As, Sb, B y Si que, con el mismo estado de oxidación, son capaces de formar varios ácidos con distinto número de átomos de H y O. Los ácidos con menor número de átomos de H y O se formulan según lo explicado para los oxoácidos y se nombran con el prefijo “meta”. Los ácidos con mayor número de átomos de H y O se obtienen añadiendo una molécula de agua al metaoxoácido correspondiente y se nombran con el prefijo “orto”, que se puede omitir. Por ejemplo:
HPO3, Ácido metafosfórico
HPO3 + H2O H3PO4, Ácido ortofosfórico o ácido fosfórico
Otro ejemplo:
HAsO3, Ácido metaarsénico
HAsO3 + H2O H3AsO4, Ácido ortoarsénico o ácido arsénico
4.2.5.2 Oxoácidos con prefijos di, tri, tetra, etc.
Estos compuestos son el resultado de la condensación de dos, tres, cuatro, etcétera, moléculas de ácido oxoácido y la eliminación de una, dos, tres, etcétera, moléculas de agua, respectivamente. Se nombran colocando el prefijo di, tri, tetra, etcétera, delante del nombre del ácido de procedencia. Por ejemplo, el ácido disulfúrico, H2S2O7 proviene de:
2H2SO4 – H2O H2S2O7
Ácido de
procedencia Fórmula Nomenclatura tradicional Nomenclatura de hidrógeno Ácido
sulfuroso 2H2SO3 – H2O H2S2O5
Ácido disulfuroso Dihidrógeno(pentaoxidodisulfato)
Ácido
fosfórico 3H3PO4 – H2O H7P3O11
Ácido trifosfórico Pentahidrogeno(decaóxidofosfato)
Ácido
4.2.6 Oxoácidos de algunos metales
Son oxoácidos en los que el elemento central puede ser un metal.
a) Oxoácidos del boro, número de oxidación: 3+
Fórmula Nomenclatura tradicional Nomenclatura del hidrógeno
HBO2 Ácido metabórico Hidrógeno(dióxidoborato)
H3BO3 Ácido borico o ácido ortobórico Trihidrógeno(trióxidoborato) H2B4O7 Ácido tetrabórico Dihidrógeno(heptaóxidotetraborato)
b) Oxoácidos del manganeso
Algunos ácidos hipotéticos formado por metales de transición, actúan con el mayor de sus números de oxidación. Su importancia radica en las sales que se derivan de ellos. Por ejemplo:
Fórmula Nomenclatura tradicional Nomenclatura del hidrógeno Mn(IV) H2MnO3 Ácido manganoso Dihidrógeno(trióxidomanganato) Mn(VI) H2MnO4 Ácido mangánico Dihidrógeno(tetraóxidomanganato) Mn (VII) HMnO4 Ácido permangánico Hidrógeno(tetraóxidomanganato)
De la misma forma se formulan los ácidos del tecnecio y del renio.
c) Oxoácidos del cromo
Fórmula Nomenclatura tradicional Nomenclatura del hidrógeno
Cr(III) HCrO2 Ácido cromoso Hidrógeno(dióxidocromato)
Cr(VI) H2CrO4 Ácido crómico Dihidrógeno(tetraóxidocromato) Cr(VI) H2Cr2O7 Ácido dicrómico Dihidrógeno(heptaóxidodicromato)
De la misma forma se formulan los ácidos del molibdeno y tecnecio.
4.2.7 Otros ácidos más complejos
a) Peroxoácidos (“peroxo”= más oxígeno)
Se obtienen sustituyendo un grupo oxo (O2-) por el grupo peroxo, O22-. Algunos ejemplos:
H3PO4 H3PO5, ácido peroxofosfórico HClO4 HClO5, ácido peroxoperclórico
b) Tioácidos (del griego “theion”= azufre)
Son ácidos que se obtienen a partir de los oxoácidos correspondientes, sustituyendo átomos de oxígeno por átomos de azufre.
H2SO4 H2S2O3, ácido tiosufúrico H2SO3 H2S2O2, ácido tiosulfuroso H3PO4 H3PSO3, ácido tiofosfórico HPO3 HPSO2, ácido tiometafosfórico H5P3O10 H5P3S2O8, ácido ditiotrisfosfórico
4.3 Iones heteropoliatómicos
Son especies con carga constituidas por varios átomos de diferentes elementos químicos. En estos iones, el valor de la carga se obtiene al sumar los números de oxidación de los elementos que lo constituyen, por ejemplo, en el ion PO23− la carga -3 pertenece a todo el ion.
Los aniones heteropoliatómicos resultan de la pérdida de uno o más iones hidrógeno (1+) o hidrones (H+) de un oxoácido, por ejemplo:
Para nombrar a estos iones, por ejemplo, SO32−, es necesario conocer el número de oxidación con el que actúa el átomo central.
SO32− (x.1) + (-2.3) = -2 x=4, por lo tanto, S(IV)
Para estos iones la IUPAC admite la nomenclatura tradicional y recomienda la nomenclatura de adición, la de hidrógeno y la estequiométrica.
4.3.1 Nomenclatura tradicional, normas IUPAC
(Hipo/___/___/per)(prefijo)(raíz del nombre del átomo central acabada en “ito”/”ato”)
Ejemplo:
Ácido del que proviene Ion Nombre
H2SO2, ácido hiposulfuroso SO22− Hiposulfito
H2SO3, ácido sulfuroso SO32− Sulfito
H2SO4, ácido sulfúrico SO42− Sulfato
Otro ejemplo:
Ácido del que proviene Ion Nombre
H2CrO2, ácido hipocromoso CrO22− Hipocromito
HCrO2, ácido cromoso CrO21− Cromito
H2CrO4, ácido crómico CrO42− Cromato
H2Cr2O7, ácido dicrómico Cr2O72− Dicromato
Cuando el oxoácido tiene varios hidrógenos puede ocurrir que el anión derivado se forme por pérdida de algunos de ellos, pero no de todos. En este caso se antepone el prefijo “hidrógeno”, “dihidrógeno”, etcétera.
(Prefijo)hidrógeno(hipo/___/___/per)(prefijo (raíz del nombre del átomo central acabada en
“ito”/”ato”)
Por ejemplo:
HSO3− Hidrógenosulfito
HCr2O7− Hidrógenodicromato
4.3.2 Nomenclatura de adición, normas IUPAC
Se siguen las mismas reglas que para los oxoácidos en cuanto a la forma de nombrar los grupos unidos al átomo central, pero se añade el sufijo “ato” a la raíz del nombre del elemento que actúa como átomo central y, a continuación, el número de carga del anión entre paréntesis.
(Prefijo)(hidróxido)(prefijo)(óxido)(prefijo)(raíz del nombre del átomo central acabada en ato)(carga el anión)
Ion Nombre
HSO3− [SO2(OH)]- Hidróxidodióxidosulfato(1-)
H2PO4− [PO2(OH)2]- Dihidróxidodióxidofofato(1-)
Si el anión no tiene hidrógenos, la nomenclatura de adición coincide con la estequiométrica, siempre que haya un único átomo central.
(Prefijo)(óxido)(prefijo)(raíz del nombre del átomo central acabada en “ato”)(carga del anión)
Por ejemplo:
SO32− trióxidosulfato(2-)
PO43− tetraóxidofosfato(3-)
4.3.3 Nomenclatura de hidrógeno, normas IUPAC
Para los aniones que contienen hidrógeno se puede usar la nomenclatura del hidrógeno decsrita para los ácidos, indicando la carga del anión al final del nombre entre paréntesis.
(Prefijo)(hidrógeno)(prefijo)(óxido)(prefijo)(raíz del nombre del átomo central acabada en
“ato”)(carga del anión)
HSO3− Hidrógeno(trióxidosulfato)(1-)
HCr2O7− Hidrógeno(heptaóxidodicromato)(1-)
4.3.4 Nomenclatura estequiométrica, normas IUPAC
(Prefijo)(óxido)(prefijo)(raíz del nombre de átomo central acabada en “ato”)(carga del anión)
SO32− trióxidosulfato(2-)
Cr2O7− Heptaóxidodicromato
4.3.5 Nomenclatura de los cationes heteropoliatómicos, normas IUPAC
Estos cationes se forman al añadir un H+ a los hidruros progenitores y se nombran a partir del hidruro progenitor correspondiente, sustituyendo la terminación “o” por “io”. Ejemplo:
Fórmula Nombre derivado de hidruro
progenitor Nombre común aceptado
H3O+ Oxidanio Oxonio*
NH4+ Azanio Amonio
PH4+ Fosfanio
SbH4+ Estibanio
*No se admite el nombre de hidronio.
4.4 Oxisales neutras
Resultan de la combinación de un anión de un oxoácido con un catión. Es estos casos, la suma total de las cargas es cero, lo que condiciona el número de cada ion en el compuesto. Cuando se repite un ion heteropoliatómico, se sitúa entre paréntesis en la fórmula, con el subíndice correspondiente.
4.4.1 Nomenclatura tradicional
Se nombra al oxoanión y, tras la palabra “de” se indica el nombre del catión, indicando entre paréntesis el número de oxidación, si es necesario.
(Nombre de oxoanión) de (nombre del catión) (número de oxidación)
Por ejemplo:
Ca3(PO4)2 Fosfato de calcio
4.4.2 Nomenclatura de adición, normas 2005
Se nombra al anión de acuerdo con la nomenclatura de adición y, tras la palabra “de”, el nombre del catión, utilizando el número de carga correspondiente.
(Nombre del oxoanión) de (nombre de catión)
Ca3(PO4)2 Tetraóxidofosfato(3-) de calcio Ni4(SiO4)3 Tetraóxidosilicato(4-) de níquel (3+)
Fórmula Nomenclatura tradicional Nomenclatura de adición AlPO4 Fosfato de aluminio Tetraóxidofosfato(3-) de aluminio (NH4)2CO3 Carbonato de amonio Trióxidocarbonato(2-) de amonio
RbMnO4 Permanganato de rubidio Tetraóxidomanganato(1-) de rubidio
Rb2MnO4 Manganato de rubidio Tetraóxidomanganato(2-) de
rubidio
Fe(ClO3)2 Clorato de hierro(II) Trióxidoclorato(1-) de hierro(2+) Fe(ClO4)3 Perclorato de hierro(III) Tetraóxidoclorato(1-) de hierro
(3+)
4.4.3 Nomenclatura estequiométrica, normas IUPAC
Se nombra en primer lugar, el anión del oxoácido (no se indica la carga) y, tras la palabra “de”, se nombra el catión. La proporción de ambos constituyentes se indica mediante prefijos multiplicativos. Cuando el nombre de un constituyente comienza por un prefijo multiplicativo, para evitar ambigüedades, se usan los prefijos de cantidad alternativos: bis, tris, tetrakis, pentakis, etc., colocando el nombre correspondiente entre paréntesis.
(Prefijo)(nombre del oxoanión, sin la carga) de (prefijo)(nombre del catión, sin la carga)
Ca3(PO4)2 Bis(tetraóxidofosfato) de tricalcio
Ni4(SiO4)3 Tris(tetraóxidosilicato) de tetraníquel (3+)
4.5 Sales ácidas derivadas de los ácidos hidrácidos
Cuando estos aniones se combinan con cationes, generalmente metálicos, originan sales ácidas y se nombran de acuerdo con las reglas de los compuestos binarios.
a) Nomenclatura tradicional
Hidrógeno (raíz del no metal acabada en “uro”) de (nombre del catión)(número de oxidación)
Na(HS) Hidrogenosulfuro de sodio Fe(HS)2 Hidrógenosulfuro de hierro (III)
a) Nomenclatura de hidrógeno, normas IUPAC
(Prefijo) hidrógeno (raíz del átomo central acabada en “uro”) de (nombre del catión)
