Formulación y nomenclatura química inorgánica Introducción




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fecha de publicación17.01.2016
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Formulación y nomenclatura química inorgánica Introducción

Sabemos que toda la materia existente es el resultado de combinaciones de los elementos de la Tabla Periódica. Actualmente se conocen millones de compuestos químicos y cada uno de ellos tiene un nombre que lo identifica. A muchos compuestos se les dieron nombres comunes antes que se conocieran sus composiciones, por ejemplo: agua, azúcar, sal. A lo largo de los años, los químicos diseñaron un sistema adecuado para nombrar las sustancias químicas. Un nombre sistemático revela los elementos presentes en un compuesto y, en algunos casos, cómo están dispuestos los átomos. La nomenclatura sistemática de los compuestos recibe el nombre de nomenclatura química y sigue un conjunto de reglas. En 1921, se reunieron por primera vez, un grupo de químicos que pertenecían a la Comisión de Nomenclatura de Química Inorgánica de la IUPAC (Asociación Internacional de Química Pura y Aplicada) y desarrollaron reglas para nombrar a los compuestos inorgánicos. Estas reglas son revisadas y actualizadas periódicamente. Las normas que propone la IUPAC no son obligatorias en sentido estricto, pero es recomendable ajustarnos cada vez más a ellas e ir abandonando otros sistemas de nomenclatura más antiguos aun vigentes. Con la ayuda de algunas reglas nemotécnicas aprenderás a escribir y nombrar los compuestos inorgánicos siguiendo las normas de la IUPAC, pero como las otras nomenclaturas están muy arraigadas (pero en desuso en textos científicos), también las presentaremos en algunos casos. La fórmula química. Tipos de fórmulas La composición de un compuesto está dada por su fórmula química. Composición significa no solo los elementos presentes sino también la proporción en la cual se combinan los átomos. Hay tres tipos principales de fórmulas químicas:

1. Fórmula empírica

2. Fórmula molecular

3. Fórmula estructural
Sustancias simples
Son aquellas sustancias cuyas moléculas están formadas por átomos idénticos. En el caso de elementos que son gases, suelen encontrarse en forma diatómica (N2, H2, O2). A veces ciertos elementos se presentan en agrupaciones de distinto número de átomos, son las formas alotrópicas del elemento, (O2, O3). Otras sustancias simples forman redes de un gran número de átomos. Tal es el caso de los metales (en los que existe el enlace metálico) y de otras sustancias simples como el grafito, el diamante, el silicio, etc. Estas sustancias se representan mediante el símbolo del elemento; es decir, el símbolo Al, representa un elemento, pero también la sustancia simple: el metal aluminio. Con el símbolo Sb representamos el elemento antimonio y también el metaloide antimonio. Los gases nobles son gases monoatómicos y se representan mediante el símbolo del elemento: He, Ne, Ar, Kr, Xe. Nomenclatura sistemática Se usan prefijos (di, tri, tetra, etc.) delante del nombre del elemento para indicar la cantidad de átomos que forman la molécula.




Combinaciones binarias del oxígeno
Los óxidos son combinaciones binarias del oxígeno en estado de oxidación –II con otros elementos. De acuerdo con sus propiedades “ácido-base”, los óxidos se clasifican en:

  • Óxidos básicos.

  • Óxidos ácidos.

  • Óxidos anfóteros o anfotéricos: con propiedades de óxidos ácidos y básicos.


Otros óxidos: son los que prácticamente no muestran carácter ácido ni básico.

Óxidos básicos
Son combinaciones del oxígeno con los metales. El oxígeno actúa con número de oxidación -II Para formular, siguiendo las recomendaciones de la IUPAC, se escribe primero el símbolo del metal y luego el del oxígeno y se agregan los subíndices necesarios a la derecha de los símbolos de tal manera de compensar los números de oxidación y lograr que la suma algebraica de los mismos sea igual a cero. Li2O, MgO, Al2O3, SnO2.

Óxidos ácidos
Son combinaciones del oxígeno con No metales o con metales de transición en estados de oxidación superiores. Por ser el oxígeno el segundo elemento más electronegativo, los no metales actuarán con número de oxidación positivo. Por tanto para formular óxidos ácidos, se escribirá primero el símbolo del No metal o metal de transición y a continuación el símbolo del oxígeno. Luego, de ser necesario, se agregarán subíndices a la derecha de los símbolos de tal manera de lograr la compensación de números de oxidación, haciendo que la suma algebraica de los mismos sea igual a cero: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5

Nomenclaturas Sistemáticas
La IUPAC propone dos nomenclaturas para los óxidos y no distingue por su nombre un óxido básico de un óxido ácido, estas son:

a) Nomenclatura Estequiométrica

b) Nomenclatura de Stock.

En la “nomenclatura estequiométrica se emplean prefijos griegos: mono, di, tri, tetra, etc. para indicar las proporciones en que se encuentran los elementos en una fórmula. El prefijo mono puede omitirse si no es necesario y no se indica delante del nombre del metal o el no metal. Si el elemento metálico tiene un único estado de oxidación, no es necesario usar prefijos. Na2O óxido de sodio, CaO óxido de calcio, FeO monóxido de hierro, Fe2O3 trióxido de dihierro.
En el caso que el metal o No metal posea más de un estado de oxidación, cuando actúe con +I puede omitirse el prefijo mono delante de la palabra óxido:

Cu2O óxido de dicobre

CuO monóxido de cobre

N2O óxido de dinitrógeno

NO monóxido de nitrógeno

La Nomenclatura de Stock (o Numerales de Stock) nombra a los óxidos indicando la valencia del elemento, en números romanos y entre paréntesis inmediatamente después del nombre. Si en el compuesto interviene un elemento cuya valencia es constante, no es necesario indicarlo.

Na2O óxido de sodio

CaO óxido de calcio

Cu2O óxido de cobre (I)

CuO óxido de cobre (II)

Cl2O óxido de cloro (I)

Cl2O3 óxido de cloro (III)

Cl2O5 óxido de cloro (V)

Cl2O7 óxido de cloro (VII)
La IUPAC considera no recomendable el sistema de nomenclatura tradicional o nomenclatura “antigua”, todavía en uso, que emplea sufijos oso o ico para indicar que el elemento combinado con el oxígeno actúa con el menor o el mayor número de oxidación respectivamente. Utilizaremos preferentemente la nomenclatura de Stock para óxidos básicos y la nomenclatura estequiométrica para óxidos ácidos.
Nomenclatura Tradicional

Óxidos Básicos:

Para metales con un único estado de oxidación se nombran con la siguiente secuencia:




Óxido de ...( nombre del elemento)
K2O óxido de potasio

SrO óxido de estroncio

Al2O3 óxido de aluminio
Para metales con dos estados de oxidación se los distingue empleando sufijos: oso para el menor estado de oxidación; ico para el mayor estado de oxidación.


Cu2O óxido cuproso

CuO oxido cúprico

SnO óxido estannoso

SnO2 óxido estánnico
Óxidos Ácidos
Se los designa como anhídridos, siguiendo la siguiente secuencia: Cuando el no metal tiene un único estado de oxidación:




Anhídrido...( raíz del nombre del elemento) ico
CO2 anhídrido carbónico

B2O3 anhídrido bórico

Cuando el no metal tiene dos estados de oxidación:


SO2 anhídrido sulfuroso

SO3 anhídrido sulfúrico
En el caso de los halógenos, que tienen cuatro estados de oxidación:

Cl2O anhídrido hipocloroso

Cl2O3 anhídrido cloroso

Cl2O5 anhídrido clórico

Cl2O7 anhídrido perclórico

Combinaciones binarias del hidrógeno
El hidrógeno tiene un comportamiento particular: puede ceder fácilmente su único electrón pero también puede aceptar un electrón de otro átomo y adquirir la configuración electrónica del helio. De acuerdo con este comportamiento, en sus combinaciones binarias, a veces actúa con número de oxidación +I y otras veces, con número de oxidación –I.
Hidrácidos

Son combinaciones del hidrógeno con flúor, cloro, bromo, yodo, azufre, selenio y teluro. Estos compuestos al disolverse en agua dan soluciones ácidas. En ellos el hidrógeno representa la parte más electropositiva (número de oxidación +I) por lo tanto, los elementos con los que se combina actuarán con número de oxidación negativo.

Para formular un hidrácido se escriben los símbolos de los elementos en orden creciente de electronegatividades (primero el hidrógeno y luego el otro no metal) y si es necesario, se escriben subíndices numéricos para lograr que la suma de los números de oxidación sea cero. Para nombrarlos primero se nombra el elemento más electronegativo, terminado en uro y finalmente se dice de hidrógeno.




(raíz del nombre del elemento)uro de hidrógeno

En solución acuosa en cambio se sigue el siguiente esquema:

Hidruros metálicos
Son combinaciones del hidrógeno (actúa con número de oxidación -I) con los metales (número de oxidación positivo).La clasificación de hidruros es muy amplia y escapa los alcances de este curso, pero desde el punto de vista de la formulación, no hay diferencias entre unos y otros. Para formular, se escribirá primero el símbolo del metal (más electropositivo) y a continuación el símbolo del hidrógeno (más electronegativo) y cuando sea necesario se agregarán subíndices para compensar los números de oxidación. Para nombrarlos se sigue la siguiente secuencia:




Hidruro de .......(nombre del elemento)



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