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ESTRUCTURA ATÓMICA Departamento de Física y Química CEAD P. Félix Pérez Parrilla Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos Profesora: Teresa Esparza Araña ESTRUCTURA ATÓMICA UNIDAD 4: Formulación y nomenclatura de compuestos químicos inorgánicos 1 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos I. GENERALIDADES 1. INTRODUCCIÓN Ya hemos visto la tendencia a unirse que tienen los átomos (así consiguen tener mayor estabilidad). Hemos justificado, a partir del tipo de enlace, fórmulas de compuestos binarios sencillos. Ahora vamos a aprender a escribir y nombrar correctamente compuestos sin tener que pensar el tipo de enlace que tienen ni justificar su fórmula. Para ello se van a utilizar unas normas generales de formulación y nomenclatura que han sido establecidas por la I.U.P.A.C. (Unión internacional de Química Pura y Aplicada) Para representar los compuestos se utilizan las fórmulas químicas. En ellas aparecen símbolos y subíndices. Los símbolos nos dicen qué elementos forman el compuesto, mientras que los subíndices indican la proporción en que estos elementos intervienen en el compuesto. Las fórmulas moleculares son propias de los compuestos que están constituidos por moléculas. Por ejemplo: H2O indica que cada molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Las fórmulas empíricas son propias de los compuestos que no poseen moléculas, como ocurre en los compuestos iónicos y con los sólidos covalentes atómicos. Aparentan ser iguales a las moleculares pero, a diferencia de éstas, aquí los subíndices de los símbolos indican la relación mínima que existe entre los átomos o iones de los elementos en el compuesto. Por ejemplo: SiO2 es la fórmula de la sílice y significa que en la red de sílice la relación de componentes es: un átomo de silicio por cada dos átomos de oxígeno. 2. NÚMERO DE OXIDACIÓN Ya sabemos que no todos los compuestos están formados por iones. Sin embargo, para formular los distintos compuestos nos es útil pensar que todo compuesto está formado por iones y que cada elemento posee una carga positiva o negativa. El número de oxidación (o valencias de enlace) de un elemento en un compuesto es la carga que debería poseer un átomo de dicho elemento si el compuesto estuviera formado por iones. Los metales solo tienen números de oxidación positivos. Los no metales pueden tener números de oxidación positivos y negativos. Un mismo elemento puede tener varios números de oxidación, según el compuesto del que forme parte. Los números de oxidación de los elementos no se hacen constar en la fórmula del compuesto. 1 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos Cálculo del número de oxidación Las siguientes reglas sirven para calcular el número de oxidación de los elementos que intervienen en un compuesto: En las sustancias que son elementos químicos, cada átomo tiene número de oxidación cero. Para los iones formados por un átomo, el número de oxidación coincide con su carga. El oxígeno tiene número de oxidación –2 para la mayoría de los casos (siempre excepto en los peróxidos) El hidrógeno tiene número de oxidación –1 cuando está unido a metales y +1 cuando está unido a no metales. En un compuesto neutro, la suma de todos los números de oxidación debe ser cero. En un ión constituido por más de un átomo, la suma de los números de oxidación debe ser igual a la carga neta del ión. *El Flúor sólo presenta nº de oxidación -1 Ejemplos: a) Para calcular el número de oxidación del S en el Na2SO3, no podemos recurrir a la tabla periódica, ya que da varios números para este elemento. Nos basaremos en los elementos que no tienen opción, que son el Na: +1 y el O: -2 Fórmula: Na2SO3 Átomos Cantidad Na 2 S 1 O 3 Nº de oxidación +1 +4 -2 Multiplicación 2.(+1) 3.(-2) TOTAL Cargas +2 +4 -6 0 La suma de -6 +2 da -4 el S debe tener una carga de +4 para que la suma total sea 0 2 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos b) Para calcular el número de oxidación del Cr en el Cr2O7= nos basaremos en que el O tiene un nº de oxidación: -2 Fórmula: Cr2O7= Átomos Cr O Cantidad 2 7 Nº de oxidación +6 -2 Multiplicación 7.(-2) TOTAL Cargas +12 -14 -2 La suma debe dar -2 los dos átomos de Cr tienen que tener una carga = +12. Cada átomo de Cr tiene que tener, por tanto, un nº de oxidación = +12 / 2 = +6 Ejercicio resuelto: Aplica las reglas anteriores y consulta la tabla anterior para completar la siguiente tabla: a) b) El a): Se trata de un compuesto neutro y, por tanto, la suma de todos los números de ox. debe ser cero. El nº de ox. del Na = +1; el nº de ox. del O = -2. Para que de cero la suma, el P que debe utilizar el nº de ox. = +5 El b): Se trata de un ión y, por tanto, la suma de todos los números de ox. debe ser igual a su carga, es decir, -2. El nº de ox. del O = -2. Para que de -2 la suma, el S debe utilizar el nº de ox. = +6 Puedes memorizar los números de oxidación más comunes con las siguientes tablas: METALES Número de oxidación +1 NO METALES Elementos Número de oxidación Li, Na, K, Rb, Cs y Ag Elementos -1 F +2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba ; Zn y Cd +3 B y Al - 1, +1 H Cu y Hg -2 O -2 , +4, +6 S, Se, Te +1, +2 +1, +3 Au +2 , +3 Fe, Co, Ni - 3, +3, +5, N, P, As, Sb +2, +3, +6 Cr - 4 , +4 C, Si +2 , +3, +4, +6 , +7 Mn +2, +4 Pt, Pb, Sn -1, +1, +3, +5, +7 3 Cl, Br, I ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos 3. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA. TIPOS DE NOMENCLATURAS La FORMULACIÓN de un compuesto significa la escritura correcta de su fórmula, mientras que la NOMENCLATURA de una fórmula significa la lectura correcta de ésta. Para cada compuesto existe una ÚNICA fórmula y tres posibles nombres aceptados por la IUPAC: La nomenclatura sistemática La nomenclatura de Stock La nomenclatura tradicional La nomenclatura sistemática: Se basa en el uso de prefijos numerales que indican la cantidad de átomos de cada elemento en la fórmula. La nomenclatura de Stock: usa números romanos entre paréntesis para indicar el nº de oxidación de los átomos que aparecen en la fórmula (siempre que tenga más de un nº de oxidación) La nomenclatura tradicional: se basa en el uso de palabras que indican el tipo de compuesto de que se trata (óxido, ácido,...) Utiliza prefijos y terminaciones específicas que hacen referencia al nº de oxidación del elemento en el compuesto. Los compuestos químicos inorgánicos pueden ser: 4 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos 4. SUSTANCIAS SIMPLES Las sustancias simples o elementales son sustancias formadas por un solo elemento. Las sustancias elementales sin fórmula molecular definida se nombran como el elemento y se representan por su símbolo: el Fe se nombra hierro. Las sustancias elementales con estructura molecular definida se nombran con un prefijo numeral seguido del nombre del elemento: el H2 se nombra dihidrógeno. Ejemplos: IONES SIMPLES En este caso se debe emplear la palabra ión para indicar que se trata de un átomo o grupo de átomos con carga. Aniones Los aniones son iones con carga negativa. Los aniones monoatómicos se nombran con el nombre del átomo correspondiente con el sufijo -uro, excepto en el caso del oxígeno, en el que el sufijo es -ido (óxido). Si fuera necesario, se utilizaría un prefijo numeral: Cl- se nombra ión cloruro. Ejemplos: Cationes Los cationes son iones con carga positiva. Los cationes monoatómicos se nombran como el átomo correspondiente, pero en el caso de átomos que pueden tener distintos estados (números) de oxidación, se indica entre paréntesis: Fe 2+ se nombra ión hierro (II) o ión hierro (+2) 5 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos Ejemplos: IONES POLIATÓMICOS muy importantes son: OH-, ión hidróxido NH4+, ión amonio H3O+, ión oxonio o hidronio. 6 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos II. COMPUESTOS BINARIOS Los compuestos binarios son aquellos que están constituidos por dos elementos diferentes. FORMULACIÓN: Para formular se siguen las siguientes reglas: 1. Se escriben los elementos en el siguiente orden: a) Cuando el compuesto está formado por un metal y un no metal, se escribe primero el símbolo del METAL y después el del NO METAL. b) Cuando el compuesto está formado por dos NO METALES, se escribe en primer lugar el símbolo del elemento menos electronegativo (tener en cuenta su situación en el sistema periódico) 2. Se intercambian las valencias, de forma que como subíndice de cada elemento aparezca el nº de oxidación del otro sin tener en cuenta el signo. Ejemplo: Compuesto binario formado por Al (+3) y O (-2) 3. Siempre que sea posible, se simplifica. Ejemplo: Compuesto binario formado por Cu (+2) y S (-2) En este caso se puede simplificar dividiendo por 2 y quedaría: 4. El compuesto se lee de derecha a izquierda. 7 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos NOMENCLATURA: Para nombrar los compuestos binarios, al nombre del elemento que aparece en segundo lugar (el de carácter menos metálico) se le añade la terminación -URO excepto si se trata de oxígeno que se nombra como ÓXIDO. A continuación se escribe la preposición DE y el nombre del elemento que aparece en primer lugar. AlCl3 KI Na2O CaCl2 MgS Al2O3 ZnBr2 BaO Cloruro de aluminio Yoduro de potasio Óxido de sodio Cloruro de caLcio Sulfuro de magnesio Óxido de aluminio Bromuro de cinc Óxido de bario Cuando dos elementos forman más de un compuesto binario es necesario establecer alguna forma de diferenciarlos. Por ejemplo: El hierro y el oxígeno forman dos compuestos diferentes: FeO y Fe2O3. Los dos no se pueden llamar óxido de hierro pues no sabríamos a cuál de los dos nos referimos. Existen varias formas de nombrarlos: a) Nomenclatura sistemática: Utiliza un prefijo griego para indicar el número de átomos de cada clase contenidos en la fórmula. Los prefijos son: monoditri- para uno para dos para tres SO3 P2O5 PbI4 PbI2 CCl4 SF4 Al2S3 Cl2O7 tetrapentahexa-... para cuatro para cinco para seis ... Trióxido de azufre Pentaóxido de difósforo Tetrayoduro de plomo Diyoduro de plomo Tetracloruro de carbono Tetrafluoruro de azufre Trisulfuro de dialuminio Hepaóxido de dicloro b) Nomenclatura de Stock: Consiste en indicar el número de oxidación del primer elemento (el de la izquierda) al final del nombre poniéndolo entre paréntesis y expresándolo en números romanos. 8 ESTRUCTURA ATÓMICA PbI2 PbI4 CuO Cu2O NiCl2 SnO2 CO2 SO3 Cl2O7 HgCl2 Fe2O3 Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos Yoduro de plomo (II) Yoduro de plomo (IV) Óxido de cobre (II) Óxido de cobre (I) Cloruro de níquel (II) Óxido de estaño (IV) (está simplificada) Óxido de carbono (IV) (está simplificada) Óxido de carbono (VI) (está simplificada) Óxido de cloro (VII) Cloruro de mercurio (II) Óxido de hierro (III) Ejemplos: c) Nomenclatura tradicional: Se utilizan prefijos y terminaciones específicas que hacen referencia a la valencia (nº de oxidación) del elemento en el compuesto: Si el elemento tiene una sola valencia: - ico Si el elemento tiene dos valencias: - oso (con la menor) - ico (con la mayor) Si el elemento tiene tres valencias: hipo - ____- oso (con la menor) - oso (con la intermedia) - ico (con la mayor) Si el elemento tiene cuatro valencias: hipo - ____- oso - oso (en orden de menor a mayor) - ico per - ___ - ico PbI2 Yoduro plumboso 9 ESTRUCTURA ATÓMICA PbI4 CuO Cu2O NiCl2 SnO2 CO2 SO3 Cl2O7 HgCl2 Fe2O3 Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos Yoduro plúmbico Óxido cúprico Óxido cuproso Cloruro niqueloso Óxido estánnico Óxido carbónico Óxido sulfúrico Óxido perclórico Cloruro mercurioso Óxido férrico A las combinaciones binarias del hidrógeno con el boro, carbono, silicio, nitrógeno, fósforo, arsénico y antimonio se las llama con nombres particulares. Estos nombres son los que se utilizaban antes de que hubiera métodos para nombrar los compuestos y se han conservado. Boro Carbono Silicio Nitrógeno Fósforo Arsénico Antimonio BH3 CH4 SiH4 NH3 PH3 AsH3 SbH3 Borano Metano Silano Amoniaco Fosfina o fosfamina Arsina o arsenamina Estibina o estibamina Las disoluciones acuosas de las combinaciones binarias de los halógenos con el hidrógeno y de los anfígenos con el hidrógeno, ya que tienen propiedades ácidas, se nombran con la palabra ácido y, a continuación, el nombre del elemento no metálico añadiéndole el sufijo -HÍDRICO. HCl HBr HI H 2S H2Se HF Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido Clorhídrico Bromhídrico Yodhídrico Sulfhídrico Selenhídrico Fluorhídrico 10 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos EJEMPLOS: Óxidos Básicos: Son compuestos binarios formados por la combinación de un metal y el oxígeno. Óxidos Ácidos: Son compuestos binarios formados por la combinación de un no metal y el oxígeno. Hidruros: Son compuestos binarios formados por la combinación del hidrógeno con cualquier elemento químico. Se dividen en dos grupos: a) Hidruros metálicos: Formados por un metal más hidrógeno. b) Hidruros no metálicos: Formados por un no metal más hidrógeno. El NO METAL de los grupos 13, 14 o15 El NO METAL de los grupos 16 y 17 11 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos Sales binarias: Combinación de metal y no metal. En estos compuestos se recomienda la nomenclatura de Stock En estos compuestos se recomienda la nomenclatura de Stock. Combinaciones entre dos no metales: Se recomienda la nomenclatura sistemática. 12 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos III. COMPUESTOS TERNARIOS Los compuestos ternarios son aquellos que están constituidos por tres elementos diferentes. III.A. HIDRÓXIDOS: Son compuestos que resultan de la combinación de un metal con el grupo hidróxido (OH -). FORMULACIÓN: 1. Se escribe primero el METAL y a continuación el OH 2. Se intercambian las cargas iónicas (La del metal es su nº de oxidación y la del OH es siempre -1) El grupo OH se pone entre paréntesis siempre que el subíndice sea mayor de 1: NOMENCLATURA: Se nombran con la palabra HIDRÓXIDO, a continuación se escribe la preposición DE y el nombre del METAL. KOH Ca(OH)2 Al(OH)3 Ba(OH)2 Zn(OH)2 NaOH LiOH Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido de potasio de calcio de aluminio de bario de cinc de sodio de litio Si un metal tiene varios números de oxidación posibles, podrá formar varios hidróxidos diferentes según el nº de oxidación que utilice. En ese caso, hay que establecer una forma de diferenciarlos. Existen varias formas: a) Nomenclatura sistemática: Se utilizan los prefijos mono-, di-, tri-, tetra-, ... para indicar 1, 2, 3, 4, ... grupos OH en la fórmula. Pb(OH)2 CuOH Cu(OH)2 Pt(OH)4 Fe(OH)3 Dihidróxido de plomo Monohidróxido de cobre Dihidróxido de cobre Tetrahidróxido de platino Trihidróxido de hierro 13 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos b) Nomenclatura de Stock: Consiste en añadir al nombre del hidróxido el nº de oxidación del metal, entre paréntesis y con números romanos. Pb(OH)2 Fe(OH)3 AuOH Pt(OH)4 Hg(OH)2 Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido de plomo (II) de hierro (III) de oro (I) de platino (IV) de mercurio (II) c) Nomenclatura tradicional: Se escribe la palabra hidróxido y el nombre del metal terminado en -ICO u -OSO, según actúe con el nº de oxidación mayor o menor, respectivamente. CuOH Cu(OH)2 Pt(OH)2 Pt(OH)4 AuOH Au(OH)3 Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido Hidróxido cuproso cúprico platinoso platínico auroso aurico III.B. OXOÁCIDOS: Son combinaciones ternarias de hidrógeno, oxígeno y un no metal, aunque también puede ser un metal de transición como Cr, Mn ... siempre que actúe con valencia mayor que +4. La fórmula general de este tipo de compuestos es: HaXbOc donde X es un no metal excepto en el caso del Mn y Cr. FORMULACIÓN: Para ayudar a formular ese tipo de compuestos, se puede suponer que tiene lugar la reacción siguiente, aunque en muchos casos no ocurre en la realidad: Óxido de un no metal (óxido ácido) + Agua Oxoácido Por ejemplo: Cl2O + H2O H2Cl2O2 . Si todos los subíndices de la fórmula obtenida son divisibles por un mismo número, la fórmula se tiene que simplificar. En el ejemplo anterior quedaría HClO pues todos los subíndices son divisibles por 2. * Los elementos no metálicos, en los oxoácidos, sólo pueden utilizar números de oxidación positivos. 14 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos A veces el óxido se combina en otras proporciones con agua, indicándose con los prefijos meta-, piro- y orto- según el número de moléculas de agua que se combinan (esto ocurre sólo con P, As, Sb, Si y B) NOMENCLATURA: Existen varios métodos para nombrar este tipo de compuestos: a) Nomenclatura sistemática: Utiliza un prefijo de cantidad (di-, tri-, tetra-...) seguido de - OXO para indicar el nº de oxígenos que hay en la fórmula. Después se escribe la raíz del nombre del elemento no metálico con el sufijo - ATO seguido del nº de oxidación de este elemento, entre paréntesis y con números romanos, y finalmente las palabras DE HIDRÓGENO. H2SO4 HBrO3 HIO2 HNO3 HClO4 Tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno Trioxobromato (V) de hidrógeno Dioxoyodato (III) de hidrógeno Trioxonitrato (V) de hidrógeno Tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno MÉTODO PARA FORMULAR OXOÁCIDOS Un método eficaz para formularlos con seguridad puede ser conocer de memoria las fórmulas de unos “ácidos tipo” en función de las valencias. Como puede verse en las siguientes tablas, existe una gran regularidad en estas fórmulas si se agrupan según si sus valencias son pares o impares. VALENCIAS IMPARES: VALENCIAS PARES: 15 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos b) Nomenclatura tradicional: Se nombran con la palabra ÁCIDO seguida de la raíz del elemento no metálico con un prefijo y/o sufijo, según el nº de oxidación que esté utilizando dicho elemento (Ver tabla) Elementos con un solo nº de oxidación Elementos con dos números de oxidación - ico - ico (para el mayor) - oso (para el menor) - ico (para el mayor) -oso hipo - oso (para el menor) per - ico (para el mayor) - ico - oso hipo - oso (para el menor) Elementos con tres números de oxidación Elementos con cuatro números de oxidación HNO2 HClO3 HBrO4 H2SO4 H2CO3 HIO HNO3 H2SO3 H2SeO4 Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido Ácido ... ... ... nítrico clórico perbrómico sulfúrico EJEMPLOS: a) Formulación de oxoácidos de Cl, Br, I, S, Se, Te, N y C b) Formulación de oxoácidos de P, As, Sb, Si y B Estos elementos pueden formar más de un oxoácido con la misma valencia. Para su formulación Se utiliza el prefijo: meta Sumar una molécula de H2O al óxido piro Sumar dos moléculas de H2O al óxido. orto Sumar tres moléculas de H2O al óxido. 16 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos Como norma, la forma 'natural' del ácido es la orto, por lo que suele omitirse este prefijo. Es decir, el ácido fosfórico es el ortofosfórico. Cuando se quiera referir al ácido fosfórico 'real' se le llamará metafosfórico. FÓRMULA SISTEMÁTICA tetraoxofosfato (V) de hidrógeno H3PO4 P2O5 + 3H2O -> H6P2O8 -- simplificando--> H3PO4 TRADICIONAL ácido fosfórico (ortofosfórico) trioxofosfato (III) de hidrógeno H3PO3 P2O3 + 3H2O -> H6P2O6 -- simplificando--> H3PO3 ácido fosforoso (ortofosforoso) trioxofosfato (V) de hidrógeno HPO3 P2O5 + H2O -> H2P2O6 -- simplificando--> HPO3 HPO2 dioxofosfato (III) de hidrógeno P2O3 + H2O -> H2P2O4 -- simplificando--> HPO2 ácido metafosfórico ácido metafosforoso tetraoxoarseniato (V) de hidrógeno H3AsO4 As2O5 + 3H2O -> H6As2O8 - simplificando--> H3AsO4 trioxoarseniato (III) de hidrógeno H3AsO3 As2O3 + 3H2O -> H6As2O6 - simplificando--> H3AsO3 Tetraoxoantimoniato (V) de hidrógeno H3SbO4 H4P2O7 Sb2O5 + 3H2O -> H6Sb2O8 - simplificando--> H3SbO4 heptaoxodifosfato (V) de hidrógeno P2O5 + 2H2O -> H4P2O7 ácido arsénico (ortoarsénico) ácido arsenioso (ortoarsenioso) ácido antimónico (ortoantimónico) ácido pirofosfórico dioxoborato (III) de hidrógeno HBO2 B2O3 + H2O -> H2B2O4 -- simplificando--> HBO2 ácido metabórico c) Formulación de oxoácidos del Mn y Cr Los únicos elementos metálicos que forman oxoácidos son el manganeso (Mn) y el cromo (Cr). El Mn utiliza en estos compuestos los números de oxidación 7+, 6+ y 4+ y, el Cr, utiliza sólo el nº de oxidación 6+. La nomenclatura tradicional de los ácidos del manganeso es una excepción a esta norma, ya que, aunque puede formar ácidos actuando con tres valencias 17 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos distintas (IV, VI y VII), éstos se nombran como ácido manganoso, ácido mangánico y ácido permangánico (en vez de hipomanganoso, manganoso y mangánico, como correspondería al criterio general) FÓRMULA H2MnO3 SISTEMÁTICA trioxomanganato (IV) de hidrógeno MnO2 + H2O -> H2MnO3 H2MnO4 tetraoxomanganato (VI) de hidrógeno MnO3 + H2O -> H2MnO4 tetraoxomanganato (VII) de hidrógeno. HMnO4 Mn2O7 + H2O -> H2Mn2O8 -- simplificando--> HMnO4 tetraoxocromato (VI) de hidrógeno H2CrO4 CrO3 + H2O -> H2CrO4 H2Cr2O7 heptaoxodicromato (VI) de hidrógeno. TRADICIONAL ácido manganoso ácido mangánico ácido permangánico ácido crómico ácido dicrómico 2CrO3 + H2O -> H2Cr2O7 III.C. OXISALES Son compuestos ternarios constituidos por un no metal, oxígeno y metal. Son los derivados de sustituir todos los hidrógenos, de los oxácidos por cationes metálicos como el Na+. Antes de estudiar este tipo de compuestos vamos a aprender cómo se nombran los iones: Ya sabemos que los iones pueden ser de dos tipos: cationes y aniones. CATIONES Los iones cargados positivamente se llaman cationes. Ejemplos: H +, Ca2+, Na+, Fe3+. Indican que tienen un defecto de electrones respecto a su estado neutro. Para nombrar estos iones positivos o cationes, basta anteponer la palabra ión, o más concretamente catión, al nombre del elemento. Si éste puede adoptar varios estados de oxidación, se recomienda utilizar la notación de Stock. También se puede utilizar la nomenclatura tradicional. 18 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos CATIÓN STOCK TRADICIONAL K+ catión(ión) potasio ión potasio Ca2+ catión calcio Ión calcio Fe3+ catión hierro (III) Ión férrico Ni2+ catión níquel (II) ión niqueloso ANIONES Los iones cargados negativamente se llaman aniones. Ejemplos: F -, S2-, NO3-, SO42-. Los aniones poseen un exceso de electrones respecto a su estado neutro, según indica la carga de cada ión. Los aniones monoatómicos se nombran utilizando el sufijo -uro, como indicábamos en los compuestos binarios del hidrógeno. F-: ión fluoruro S2-: ión sulfuro Los aniones poliatómicos. Estos iones se nombran, según la IUPAC, por la nomenclatura sistemática pero, también está aceptada y se emplea mucho más, la tradicional. Nomenclatura sistemática Utiliza un prefijo de cantidad (di-, tri-, tetra-...) seguido de - OXO para indicar el nº de oxígenos que hay en la fórmula. Después se escribe la raíz del nombre del elemento no metálico con el sufijo - ATO seguido del nº de oxidación de este elemento, entre paréntesis y con números romanos (Igual que el OXOÁCIDO del que procede pero sin la palabra hidrógeno). Ejemplos: NO3-: ión trioxonitrato (V) SO42 -: ión tetraoxosulfato (VI) Nomenclatura tradicional Se siguen las mismas reglas que para los ácidos de los que provienen pero cambiando las terminaciones y manteniendo los prefijos. Para los números de oxidación bajos la terminación -OSO cambia por la de -ITO, y para los números de oxidación altos la terminación -ICO cambia por la de -ATO. Número de oxidación Más alto per- -ico anión per- -ato Alto -ico -ato Bajo -oso -ito Más bajo Ejemplos: Ácido hipo- NO3-: ión nitrato -oso hipo- -ito SO42 -: ión sulfato 19 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos FORMULACIÓN: En la fórmula se escribirá primero el catión y luego el anión y se tiene en cuenta la carga de cada uno para conseguir que sea neutro (la suma total de los números de oxidación de la sal sea cero) KNO3 Si nos dan el nombre por la nomenclatura tradicional Por ejemplo: Nitrato ferroso a) Indicar cuál es el catión (de tener varios posibles números de oxidación nos lo tienen que indicar por los sufijos –oso o –ico) y deducir por los prefijos y sufijos el número de oxidación del elemento central que participa en el anión: catión: Fe2+ El sufijo –ato del nombre del anión (nitrato) nos indica que el N está actuando con el nº de oxidación +5 b) Formular el oxoácido de N+5: N2O5 + H2O H2N2O6 HNO3 c) Deducir el anión a partir del ácido. Para ello, se quitan los hidrógenos y se ponen tantas cargas negativas como hidrógenos tenía el ácido: NO3d) Escribir el compuesto de forma que sea eléctricamente neutro, colocando unos coeficientes estequiométricos que nos indiquen cuantos cationes y aniones participan en la fórmula: Fe (NO3)2 Ejemplos: Catión Ca+2 Na+ Al+3 Mg+2 Fe+3 Anión BrO3ClOSO4-2 PO4-3 NO3- Fórmula Ca(BrO3)2 NaClO Al2(SO4)3 Mg3(PO4)2 Fe(NO3)3 Si nos dan el nombre por la nomenclatura sistemática Por ejemplo: Tetraoxofosfato (V) de mercurio (I) 20 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos a) Se escribe primero el metal, luego el no metal y, por último, los oxígenos teniendo siempre en cuenta el prefijo que nos indica el nombre: catión / anión 1+ 5+ 4.(2-) Hg / P O4 1+ / 5+ (-8) = 3- b) Escribir el compuesto de forma que sea eléctricamente neutro, colocando unos coeficientes estequiométricos que nos indiquen cuantos cationes y aniones participan en la fórmula: Hg3PO4 NOMENCLATURA: Al leer la fórmula el orden seguido es el inverso. Para nombrar las sales neutras, basta utilizar el nombre del anión correspondiente y añadirle el nombre del catión. a) Nomenclatura tradicional: Si nos dan la fórmula Por ejemplo: Na2SO4 a) Disociamos la sal en sus iones Na2SO4 2 Na+ + SO42A partir de la carga del catión (ión positivo) deducimos la carga del anión (ión negativo). b) Deducimos el número de oxidación del átomo central, sabiendo que el oxígeno tiene número de oxidación -2. SO42c) Recordar los números de oxidación con que pueden actuar los elementos centrales, y asignar prefijos y sufijos. En este caso, al utilizar el S el +6, se llamará sulfato. d) A continuación se nombra el catión. En este caso el sodio. Si el metal puede tener otros números de oxidación se utiliza el sufijo –OSO o –ICO según sea el menor o mayor, respectivamente. El nombre de la sal será sulfato de sodio o sulfato sódico. 21 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos b) Nomenclatura sistemática: Hay que averiguar el nº de oxidación del elemento no metálico y deducir la del metal. Si el anión tiene subíndice, se puede expresar con los prefijos multiplicativos bis, tris, tetrakis, pentakis, etc. No obstante, si se indica la valencia del metal no son precisos estos prefijos, pues queda suficientemente clara la nomenclatura del compuesto. Por ejemplo: FeSO4. El nº de oxidación del S es +6 y el de Fe es +2. Su nombre será: Teraoxosulfato (VI) de hierro (II) SAL NaClO CATIÓN Na+ ANIÓN SISTEMÁTICA/TRADICIONAL oxoclorato (I) de sodio ClO - hipoclorito sódico NaClO2 Na+ dioxoclorato (III) de sodio ClO2 - clorito sódico NaClO4 Na+ tetraoxoclorato (VII) de sodio ClO4 - perclorato sódico K2SO3 K+ trioxosulfato (IV) de potasio SO32- sulfito potásico K2SO4 K+ tetraoxosulfato (VI) de potasio SO42- sulfato potásico KNO2 K+ NO2 dioxonitrato (III) de potasio - nitrito potásico KNO3 K+ NO3 trioxonitrato (V) de potasio - nitrato potásico CaSO4 Ca2+ tetraoxosulfato (VI) de calcio SO4 2- sulfato cálcico Li2CO3 Li+ CO3 2- trioxocarbonato (IV) de litio carbonato de litio KClO2 K+ ClO2 - dioxoclorato (III) de potasio clorito potásico Fe(BrO3)3 Fe3+ BrO3- tris[trioxobromato (V)] de h bromato férrico Cu3(PO4)2 Cu2+ PO43- tetraoxofosfato (V) de cobre (II) (orto)fosfato cúprico Al2(SO4)3 Al3+ SO42- tris[tetraoxosulfato (VI)] de aluminio sulfato de aluminio Fe2(CO3)3 Fe3+ CO32- trioxocarbonato (IV) de hierro (III) carbonato férrico 22 ESTRUCTURA ATÓMICA Unidad 4: Formulación y nomenclatura de Compuestos Q. Inorgánicos 23