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viernes, 26 de julio de 2019

Unidad 2. 2. Nomenclatura inorgánica

Es muy importante para la química que haya una nomenclatura universal que permita el entendimiento de la ciencia sin importar el idioma o parte geográfica donde se esté manejando, es por ello por lo que a continuación vamos a describir cómo deben nombrarse distintos compuestos químicos, empezando por aquellos considerados inorgánicos.

Química inorgánica

Se define como la rama de la química que se ocupa del estudio de los elementos diferentes del carbono, así como de su preparación, propiedades y reacciones entre sus compuestos.

Algunos compuestos simples del carbono se tienen en cuenta también en la química inorgánica, incluyendo los óxidos, el disulfuro de carbono, los haluros, el cianuro de hidrógeno y sales tales como cianuros, cianatos, carbonatos e hidrogenocarbonatos o bicarbonatos.

Para poder nombrar estos compuestos inorgánicos es necesario que se utilice un lenguaje universal, que sirva para comprender, adquirir, explicar y estudiar cada fenómeno que se presente, a través de un mismo idioma que denominamos nomenclatura. En la antigüedad los científicos nombraban lo que sucedía a su alrededor como querían, entonces se tenía que homologar el lenguaje de la química y John Dalton, el primer investigador que unifico los símbolos químicos y Berzelius quien propuso la simbología de los elementos que hasta hoy se utiliza; el nombre de dicha simbología tiene su base en el latín y alemán, por ejemplo: litium, que es litio (Li), fosforum que es el fosforo (P), entre otros.

Debido a que existen diversos compuestos químicos, fue necesario implementar un método que facultara la forma de nombrarlos, para evitar confusiones, es por eso por lo que hoy en día utilizamos las reglas propuestas de la IUPAC (International Unión of Pure and Applied Chemistry).

Fórmula química.

Se define como la representación de un compuesto químico mediante el uso de símbolos para los átomos y subíndices para mostrar el número de átomos presentes

Actualmente existen y se aceptan tres tipos de nomenclatura para nombrar a los compuestos químicos inorgánicos:

a)   Sistemática: en la que se utilizan los prefijos monos, di, tri, tetra, etc., para indicar el número de átomos involucrados en el compuesto.

b)   Stock: se emplea cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de un número de oxidación que se indica al final en números romanos y entre paréntesis.

c)   Tradicional: aquí se nombra el número de oxidación o la valencia del elemento que forma el compuesto con una serie de prefijos y sufijos. Los prefijos son letras que se agregan al principio o al final de la nomenclatura.

Tabla 1 Prefijos.

No. de valencias

Valencia más baja

Valencia baja

Valencia alta

Valencia más alta

1

 

 

-       ico

 

2

Hipo-     - oso

-       oso

-       ico

 

3

Hipo-     - oso

-       oso

-       ico

 

4

Hipo-     - oso

-       oso

-       ico

Per-         - ico

Recordemos que los elementos químicos tienen valencias, las cuales puedes encontrar en la tabla periódica de los elementos y cuyos valores son muy importantes al momento de darle nombre a los compuestos en los que participan.

Tabla 2 Valencia de los elementos.

Nombre del grupo

Elementos

Valencia -

Valencia +

Hidrógeno

H

-1

1

Alcalinos

Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

 

1

Alcalinotérreos

Be, Mg, Ca, Sr, Ba

 

2

Térreos

B

-3

3

Al, Ga, In

 

3

Tl

 

1, 3

Carbonoideos

C, Si

-4

2, 4

Ge, Sn, Pb

 

2, 4

Nitrogenoideos

N

-3

1, 2, 3, 4, 5

P, As, Sb

-3

1, 3, 5

Bi

 

3, 5

Anfígenos

O

-2

-

S, Se, Te

-2

2, 4, 6

Po

 

2, 4

Halógenos

F

-1

-

Cl, Br, I, At

-1

1, 3, 5, 7

Gases nobles

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

 

-

Metales de transición

Fe, Co, Ni

 

2, 3

Cr

 

2, 3, 6

Mn

 

2, 3, 4, 7

Cu, Hg

 

1, 2

Zn, Cd

 

2

Au

 

1, 3

Ag

 

1

Pt, Pd

 

2, 4

2.2.1. Óxidos

A continuación, vamos a revisar las reglas de la nomenclatura de diferentes compuestos inorgánicos, iniciando con el grupo de los óxidos.

Óxidos

Son compuestos binarios del oxígeno que se unen con otros elementos, los cuales pueden ser metales o no metales.

Ejemplo:

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Ilustración 1 Composición de los óxidos metálicos y no metálicos. Cuando se une el oxígeno con un metal se forma un óxido metálico, pero cuando se une con un no metal se forma un óxido no metálico.

Número de oxidación.

Se define como la cantidad de electrones que gana o pierde un elemento al combinarse.

Existen algunos elementos que presentan números de oxidación fijos, sin embargo, hayo otros en los que varían, tal y como se muestra en la tabla.

Tabla 3 Números de oxidación.

Metales

Grupo

No. de oxidación

No metales

Grupo

No. de oxidación

Li, Na, K

IA

1+

C, Si

IVA

4+, 2+, 4-

Be, Mg, Ca, Sr, Ba

IIA

2+

N, P, As

VA

5+, 3+, 3-

B, Al, Ga

IIIA

3+

O, S, Se

VIA

6+, 4+, 2-

Fe, Co

VIIIB

3+, 2+

·         Los metales son siempre positivos.

·         Los no metales son positivos o negativos

Hg, Cu

IIB y IB

2+, 1+

Au

IB

3+, 1+

Ag

IB

1+

Zn

IIB

2+

Los óxidos metálicos, de acuerdo con la nomenclatura tradicional, se nombran con la palabra óxido seguida del nombre del metal con la terminación -oso o -ico, según actúe el metal con el menor o el mayor estado de oxidación. En el caso que solo actúe con un número de oxidación podemos nombrarlo con la terminación -ico, o simplemente con el nombre del metal. La nomenclatura sistemática, nos dice que se debe indicar el número de oxidación del metal al final del nombre.

Tabla 4 Ejemplos de Óxidos.

Iones

Compuesto

Nomenclatura tradicional

Nomenclatura stock

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

Na1+

O2-

Na2O

Óxido de sodio

Óxido de sodio (I)

Monóxido de disodio

Ca2+

O2-

CaO

Óxido de calcio

Óxido de calcio (II)

Monóxido de calcio

Al3+

O2-

Al2O3

Óxido de aluminio

Óxido de aluminio (III)

Trióxido de dialuminio

Fe2+

O2-

FeO

Óxido ferroso

Óxido de fierro (II)

Monóxido de hierro

Fe3+

O2-

Fe2O3

Óxido férrico

Óxido de fierro (III)

Trióxido de dihierro

Cuando hay unión del oxígeno con los no metales da como resultado a los óxidos ácidos o no metálicos. Teniendo como fórmula general:

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Donde:

Y = no metal.

m = el número de oxidación con el que actúa el no metal.

Para el caso de la nomenclatura tradicional, se nombran al igual que los metálicos, con la terminación -oso para el de menos número de oxidación e -ico, para el de mayor. Asimismo, en la nomenclatura sistemática se nombran indicando el número de átomos de oxígeno y no metal combinados o colocando entre paréntesis el número de oxidación del no metal.

Se presentan otra clase de óxidos en las que el oxígeno actúa con un número de oxidación diferente, en el caso de que actúe con valencia de -1, los compuestos formados son llamados peróxidos, debido a que en su estructura se agrupan dos oxígenos peroxo (-O-O-), así la fórmula del anión de los peróxidos queda de la siguiente forma: clip_image009

En la nomenclatura tradicional, se nombran con la palabra peróxido, seguida del nombre del metal y aplicando las mismas reglas de los óxidos, en el caso de que dicho metal tenga uno o varios estados de oxidación. La nomenclatura sistemática es semejante a la de los óxidos.

Tabla 5 Ejemplos de peróxidos

Iones

Compuesto

Nomenclatura tradicional

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

H1+

clip_image009[1]

H2O2

Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada)

Peróxido de hidrógeno

Na1+

clip_image009[2]

Na2O2

Peróxido de sodio

Peróxido de sodio

Ca2+

clip_image009[3]

CaO2

Peróxido de calcio

Peróxido de calcio

Cu1+

clip_image009[4]

Cu2O2

Peróxido cuproso

Peróxido de cobre (I)

Cu2+

clip_image009[5]

CUO2

Peróxido cúprico

Peróxido de cobre (II)

2.2.2.              Ácidos e hidruros.

Otro tipo de compuestos que son muy empleados son los ácidos, los cuales también tiene sus propias reglas de nomenclatura.

Ácidos.

Compuestos que, en disolución, incrementan la concentración de iones de hidrógeno. Algo importante que no debemos olvidar es que los compuestos que contienen hidrógeno se denominan ácidos solamente cuando están en disolución acuosa, a temperatura ambiente y presión estándar, pero cuando el HCl, se encuentra en forma de gas, recibe el nombre de cloruro de hidrógeno, y al momento que se disuelve en agua, se convierte en ácido clorhídrico.

Existen dos tipos de estos compuestos: hidrácidos y los oxiácidos.

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Ilustración 2 Composición de los ácidos. Al combinarse el ion hidrógeno con un no metal se forma un hidrácido y al combinarse con un oxianión se forma un oxiácido.

Los hidrácidos contienen hidrógeno y otro elemento no metálico. Cuando se asigna el nombre de un ácido de este tipo, primero se indica la palabra acido y después la raíz del segundo elemento más la terminación hídrico.

Tabla 6 Ejemplos de algunos hidrácidos

Iones

Compuesto

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

H1+

Cl1-

HCl

Ácido clorhídrico

H1+

Br1-

HBr

Acido bromhídrico

H1+

I1-

HI

Acido yodhídrico

H1+

S2-

H2S

Ácido sulfhídrico

H1+

CN1-

HCN

Acido cianhídrico

Los oxiácidos además de hidrógeno y otro elemento también pueden contener oxígeno por lo que se identifican mediante la fórmula del oxianión, es decir por un ion poliatómico que contiene oxígeno.

Tabla 7 Ejemplos de oxianiones

Ion

Nombre

Ion

Nombre

clip_image015

Nitrito

clip_image017

Bromato

clip_image019

Nitrato

clip_image021

Yodato

clip_image023

Permanganato

clip_image025

Peryodato

clip_image027

Hipoclorito

clip_image029

Acetato

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Clorito

clip_image033

Carbonato

clip_image035

Clorato

clip_image037

Sulfito

clip_image039

Perclorato

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Sulfato

clip_image043

Tiosulfato

clip_image045

Fosfito

clip_image047

Cromato

clip_image049

Fosfato

clip_image051

Dicromato

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Arseniato

Cuando hay presencia de hidrógeno, entonces el nombre del oxiácido empieza por la palabra acido seguida por la raíz del anión. Si el sufijo del anión es -ato, se cambia por -ico; cuando del anión termina en -ito, se cambia por -oso.

Tabla 8 Ejemplos de oxiácidos

Iones

Compuesto

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

H1+

Cl1-

HClO

Acido hipocloroso

H1+

clip_image055

HClO3

Acido clórico

H1+

clip_image057

HNO3

Acido nítrico

H1+

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HNO2

Acido nitroso

H1+

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H2SO4

Acido sulfúrico

Cabe mencionar, el hidrógeno también tiene sus excepciones y es cuando este trabaja con un número de oxidación 1-, los compuestos en estos casos son llamados hidruros y se componen del ion hidruro y un metal. El nombre de estos compuestos inicia con la palabra hidruro y termina con el nombre del metal.

Tabla 9 Ejemplos de hidruros

Iones

Compuesto

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

Na1+

H1-

NaH

Hidruro de sodio

K1+

H1-

KH

Hidruro de potasio

Ca2+

H1-

CaH2

Hidruro de calcio

Cu1+

H1-

CuH

Hidruro de cobre (I)

Cu2+

H1-

CuH2

Hidruro de cobre (II)

2.2.3.              Hidróxidos.

Los hidróxidos son otro tipo de compuestos inorgánicos que tienen características químicas y de nomenclatura específicas.

Hidróxidos

Son aquellas sustancias que se forman al reaccionar un óxido metálico con el agua. Los hidróxidos contienen el grupo OH1-, el cual recibe el nombre de ion de hidróxido. La característica de estas sustancias es que son alcalinas o básicas, por lo que también se les conoce como bases.

Ejemplo:

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Ilustración 3 Formación de los hidróxidos. Al combinar agua con un óxido metálico se forma un hidróxido.

La fórmula de las bases se compone del catión metálico y el anión hidróxido. Se nombran con la palabra hidróxido seguido del nombre del metal.

Tabla 10 Ejemplos de hidróxidos.

Iones

Compuesto

Nomenclatura tradicional

Nomenclatura stock

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

Na1+

OH1-

NaOH

Hidróxido de sodio

Hidróxido de sodio

Hidróxido de sodio

Ca2+

OH1-

Ca(OH)2

Hidróxido de calcio

Hidróxido de calcio

Dihidróxido de calcio

Al3+

OH1-

Al(OH)3

Hidróxido de aluminio

Hidróxido de aluminio

Trihidróxido de aluminio

Fe2+

OH1-

Fe(OH)2

Hidróxido ferroso

Hidróxido de hierro (II)

Dihidróxido de hierro

Fe3+

OH1-

Fe(OH)3

Hidróxido férrico

Hidróxido de hierro (III)

Trihidróxido de hierro

2.2.4.              Sales.

Dentro de los compuestos inorgánicos más comunes y abundantes en la naturaleza se encuentran las sales, las cuales hay de diferentes tipos.

Sales.

Son aquellos compuestos que se forman al combinar metales con no metales, los cuales se pueden clasificar en dos tipos: sales binarias (haluros) y oxisales.

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Ilustración 4 Composición de las sales. Al combinar un metal con un no metal se forman las sales.

Las sales binarias o haluros resultan de la combinación de los metales con iones del grupo VIIA de los halógenos o algún elemento del grupo VIA. El nombre se inicia con el prefijo del no metal y la terminación -uro y concluye con el nombre del metal, de acuerdo con la nomenclatura funcional y sistemática.

Tabla 11 Ejemplos de sales binarias o haluros

Iones

Compuesto

Nomenclatura sistemática

Nomenclatura stock

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

Na1+

F1-

NaF

Fluoruro de sodio

Fluoruro de sodio

Fluoruro de sodio

Ca2+

I1-

CaI2

Yoduro de calcio

Yoduro de calcio

Diyoduro de calcio

Al3+

S2-

Al2S3

Sulfuro de aluminio

Sulfuro de aluminio

Trisulfuro de dialuminio

Fe2+

Cl1-

Fe(Cl)2

Cloruro ferroso

Cloruro de hierro (II)

Dicloruro de hierro

Fe3+

Br1-

Fe(Br)3

Bromuro férrico

Bromuro de hierro (III)

Tribromuro de hierro

Las oxisales se obtienen al combinar un metal con un oxianión. Este tipo de compuestos también se llaman sales neutras. Para nombrar a las oxisales o sales neutras, basta con identificar al oxianión y escribir su nombre seguido del nombre del metal, de acuerdo con lo establecido por la nomenclatura sistemática.

Tabla 12 Ejemplos de oxisales

Iones

Compuesto

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

Na1+

ClH1-

NaClO

Hipoclorito de sodio

K1+

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KClO3

Clorato de potasio

Ca2+

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Ca(NO3)2

Nitrato de calcio

Cu1+

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CuNO2

Nitrito de cobre (I)

Cu2+

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CuSO4

Sulfato de cobre (II)

Existe la posibilidad de que la sustitución de hidrógenos por un oxiácido no sea total, por lo que da como resultado la formación de una sal acida. Estos compuestos se nombran igual que las sales neutras, anteponiendo del prefijo hidrógeno o dihidrógeno, de acuerdo con el número de hidrógenos retenidos.

Iones

Compuesto

Nomenclatura sistemática

Catión

Anión

Na1+

clip_image070

NaHCO3

Hidrógeno carbonato de sodio

K1+

clip_image072

KHSO4

Hidrógeno sulfato de potasio

Ca2+

clip_image074

Ca(SO3)2

Hidrógeno sulfito de calcio

Fe2+

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Fe(H2PO4)2

Dihidrógeno fosfato de hierro (II)

Cu2+

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Fe2(H2PO4)3

Hidrógeno fosfato de hierro (III)

 

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