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LECCIÓN Nº 05 NOMENCLATURA DE COMPUESTOS OBJETIVO ESPECÍFICO: Conocer la nomenclatura sistemática de los diferentes compuestos químicos y poder nombrar los según las reglas a conocer Reconocer los diferentes compuestos, tanto sus nombres sistemáticos y sus nombres comerciales. V. CONCEPTOS BÁSICOS 1. Molécula Es la parte más pequeña de una sustancia (formada por una agrupación de átomos) que puede existir aislada conservando las propiedades físicas y químicas y la composición de la sustancia. Según el tipo de elementos que forman una sustancia de habla de: Sustancias simples, que están formadas por una sola clase de átomos. Ejemplos: Fe, Au, O2, H2, N2. Sustancias compuestas o compuestos químicos, que están formadas por dos o más clases de átomos. Ejemplos: H2O, Fe2O3, NaOH, CO2. Moléculas de elementos, que son cuando las moléculas están formadas por una sola clase de átomos. Ejemplos: O3, O2, H2. Moléculas de compuestos, son aquellas que están formadas por dos o más átomos diferentes. Ejemplos: H2O, Fe2O3, NaOH, CO2. Existen otros compuestos y elementos que no forman moléculas, sino redes. Ejemplos: Au, Fe, Ag, Pl, Mg. 2. Formulación de sustancias simples Sustancias gaseosas que se suelen encontrar en forma de moléculas diatómicas Ejemplos: Nitrógeno N2 Hidrógeno Oxígeno Flúor Cloro Bromo Yodo H2 O2 F2 Cl2 Br2 I2 Los gases nobles son monoatómicos y se representan solo por el símbolo del elemento: Helio He Neón Ne Argón Ar Criptón Kr 51 Xenón Radón Xe Rn Existen muchas sustancias que a temperatura ambiente se presentan en estado sólido y se agrupan formando redes de un gran número de átomos. Esto se da en los metales y en otras sustancias simples como el grafito o el diamante. Todas estas sustancias se representan mediante el símbolo del elemento. 3. Formulación De Sustancias Compuestas • Compuestos: • Compuestos binarios: - hidrógeno - binarios - ternarios - cuaternarios - hidruros metálicos hidruros no metálicos (hidrácidos) - oxígeno - metales - óxidos metálicos (Ácidos básicos) - peróxidos - no metal - óxidos no metálicos (ácidos anhídridos) - metal - no metal - Sales binarias (neutras) - no metal–no metal (sales volátiles) • Compuestos ternarios: • Compt. cuaternarios: - sales ácidas - hidróxidos (ácidos) - oxácidos - sales neutras de los oxácidos 4. Formulacion de compuestos binarios • HIDROGENO - hidruros metálicos Son las combinaciones del hidrógeno con los metales. El hidrógeno siempre actúa con valencia 1 mientras que los metales actuarán: Grupo 1 1 Grupo 2 2 Grupo 13 3 Grupo 14 4 Se formulan poniendo el símbolo del metal a la izquierda y el del hidrógeno a la derecha. Se nombran según la nomenclatura tradicional con la palabra hidruro seguida del nombre del metal. Con la nomenclatura sistemática se nombran anteponiendo a la palabra hidruro prefijos numerales que indican el número de átomos de hidrógeno presente en la molécula. Con la nomenclatura de stock sería con la palabra hidruro 52 seguida del nombre del metal e indicando entre paréntesis su valencia en números romanos solo en el caso de que el metal presente más de una valencia. MXHY CaH2 hidruro de calcio Hidruros no metálicos (hidrácidos) Son las combinaciones de hidrógeno con F, Cl, Br, I, S, Se y Te. En estos compuestos la valencia del hidrógeno será 1 y la de los no metales actuarán con la menor de sus valencias. Admiten dos nomenclaturas. Una con la raíz del nombre del no metal terminada en –uro + de hidrógeno. Si están disueltos en agua se nombran con la palabra ácido seguida de la raíz del nombre del no metal terminado en – hídrico. Se formulan poniendo el símbolo del hidrógeno a la izquierda y el no metal a la derecha. HxNmy *combinaciones del hidrógeno con otros no metales. Los elementos que forman estos compuestos son B, C, Si, N, P, As y Sb. El C y el Si actúan con valencia 4 y los demás con valencia 3. Se formulan con el símbolo del no metal y a continuación el del hidrógeno a la derecha. Sus nomenclaturas son: BH3 B2H6 CH4 SiH4 NH3 PH3 AsH3 SbH3 N. tradicional Borano Diborano Metano Silano Amoniaco Fosfina Arsina Estibina • Oxígeno – metal. (ácidos básicos) • ÓXIDOS METÁLICOS N. sistemática trihidruro de boro hexahidruro de diboro tetrahidruro de silicio trihidruro de nitrógeno trihidruro de fósforo trihidruro de arsénico trihidruro de antimonio Son combinaciones del óxido con los demás. El oxígeno actúa con valencia 2 y el metal con cualquiera de sus valencias. Se formulan poniendo a la izquierda el símbolo del metal y el oxígeno a la derecha y se cruzan las valencias. M2On (si n es par se divide por dos los subíndices) Se nombran según las nomenclaturas: tradicional, sistemática y stock. - Tradicional: la palabra óxido seguida del nombre del metal y si este presenta más de una valencia se le ponen las terminaciones: -oso(la menor), -ico(la mayor). Ej: Fe2O2 = FeO = óxido ferroso Fe2O3 = óxido férrico Ca2O2 = CaO = óxido de calcio - Sistemática: se nombra con la palabra óxido y el nombre del metal utilizando prefijos numerales que indican el número de átomos que hay de cada elemento. Fe2O2 = FeO = monóxido de hierro Fe2O3 =trióxido de dihierro Ca2O2 = CaO = monóxido de calcio 53 - Stock: la palabra óxido seguida del nombre del metal y si este presenta más de una valencia se pone ésta entre paréntesis en números romanos. Fe2O2 = FeO = óxido de hierro(II) Fe2O3 =óxido de hierro(III) Ca2O2 = CaO =óxido de calcio - Peróxidos Son combinaciones de los metales con el grupo peroxo: O2 Se formula poniendo el símbolo del metal, a continuación el grupo peroxo y luego se cruzan las valencias. - si n es par, la formula se divide por dos. M2(O2)n - si n es impar, la formula se multiplica por el subíndice del oxígeno y no se simplifica. Ca2(O2)2 = CaO2 Fe2(O2)3 = Fe2O6 En las nomenclaturas tradicionales y de stock en lugar de la palabra óxido utilizamos la palabra peróxido. En la nomenclatura sistemática se utilizan la palabra óxido y los prefijos numerales. N.tradicional peróxido de calcio CaO2 peróxido de calcio peróxido férrico Fe2O6 hierro(III) • N. sistemática N.de stock dióxido de calcio hexaóxido de dihierro peróxido de OXIDOS NO METALICOS Se formulan exactamente igual que los óxidos metálicos: Nm2On si n es par se simplifica. Las nomenclaturas de stock y sistemática son idénticas en los óxidos metálicos. En la nomenclatura tradicional se nombran con la palabra anhídrido y a continuación se acompañan del no metal con prefijos y sufijos, dependiendo del número de valencias que tenga y con cual de ellas actúa: Para cuatro valencias Para tres valencias Para dos valencias Anhídrido + hipo...oso ...oso ...ico per...ico Anhídrido + hipo...oso ...oso ...ico Anhídrido +...oso ...ico N.tradicional SO anhídrido hiposulfuroso anhídrido sulfuroso SO2 azufre(IV) anhídrido sulfúrico SO3 azufre(VI) N. sistemática monóxido de azufre dióxido de azufre trióxido de azufre N. de stock óxido de azufre(II) óxido de óxido de *excepciones de los óxidos - no metales: 54 - El manganeso tiene por valencias 2, 3, 4, 6 y 7, pero con valencias 4, 6 y 7 actúa como no metal. Mn2O4 = MnO2 = anhídrido manganoso Mn2O6 = MnO3 = anhídrido mangánico Mn2O7 = anhídrido permangánico - El cromo actúa como no metal cuando actúa con valencia 6. Cr2O6 = CrO3 = anhídrido crómico • Combinaciones metal – no metal. (sales neutras binarias) Son combinaciones de una metal con un no metal. actúa con cualquiera de sus valencias, mientras que valencia que lo hace en los hidruros no metálicos formular se coloca el símbolo del metal a la izquierda las valencias las cruzamos. MxNmy En estos compuestos, el metal el no metal actúa con la misma (es decir, con la menor). Para y el del no metal a la derecha, y - En la nomenclatura tradicional, se nombra primero el no metal acabando su nombre en –uro y a continuación se nombra el metal que si presenta más de una valencia , se le añadirán los sufijos –oso para la menor e –ico para la mayor. Li4C = carburo de litio FeS = sulfuro ferroso - En la nomenclatura sistemática, se nombran con el no metal acabado en – uro seguido con el nombre del meta e indicando con prefijos numerales el número de átomos que hay de cada uno de ellos. Li4C = monocarburo de tetralitio FeS = monosulfuro de hierro - En la nomenclatura de stock, se nombran con el nombre del no metal acabado en –uro seguido del nombre del metal que si presenta más de una valencia se indicará entre paréntesis y en números romanos. Li4C = carburo de litio FeS = sulfuro de hierro(II) • Combinaciones No Metal – NO Metal. (sales volátiles) Se nombran acabando en –uro el nombre del elemento que se sitúa a la derecha de la fórmula. Este no metal actúa con la misma valencia que los hidruros(la menor) mientras que el elemento situado a la izquierda podrá actuar con todas sus posibles valencias. B3P3 = BP = fosfuro de boro BrF3 = trifluoruro de bromo BrF = fluoruro de bromo(I) 5. Formulacion de compuestos ternarios • HIDRÓXIDOS Los hidróxidos son combinaciones de los metales con el grupo OH. Se formulan con el símbolo del metal y con el grupo OH entre paréntesis, y como subíndice la valencia del metal. 55 M(OH)n Se pueden utilizar para nombrar estos compuestos las tres nomenclaturas pero la más correcta la nomenclatura de stock: - Tradicional: se nombran con la palabra hidróxido con el nombre del metal. Si presenta dos valencias añadimos el sufijo –oso para la menor, e –ico para la mayor. - Sistemática: la palabra hidróxido seguido del nombre del metal utilizándose prefijos numerales para indicar el número de grupos (OH). - Stock: la palabra hidróxido más el nombre del metal con la valencia de este entre paréntesis y en números romanos si presenta más de una valencia. Pb(OH)2 = hidróxido plumboso / dihidróxido de plomo / hidróxido de plomo (II) Mg(OH)2 = hidróxido de magnesio / dihidróxido de magnesio / hidróxido de magnesio Trihidróxido de bismuto = Bi(OH)3 Hidróxido platinico = Pt(OH)4 • OXOACIDOS. Son compuestos ternarios formados por hidrogeno, un no metal y oxígeno en cuya formula se disponen de la siguiente manera: HaNmbOc En general se formulan a partir de los óxidos no metálicos (anhídridos) sumando una molécula de H2O. Si la formula final se puede simplificar se simplifica. Cl 1 Cl2O + H2O 3 Cl2O3 + H2O H2Cl2O4 HClO2 5 Cl2O5 + H2O H2Cl2O6 HClO3 7 Cl2O3 + H2O H2Cl2O8 HClO4 H2Cl2O2 HClO En la nomenclatura tradicional se nombran lo mismo que los anhídridos pero cambiando la palabra anhídrido por ácido. En la nomenclatura sistemática nombramos primero con la palabra oxo a la que pondremos prefijos numerales que indique el número de oxígenos, seguido a él, el nombre del no metal terminado en ato e indicando entre paréntesis la valencia con la que actúa en números romanos, y a continuación de hidrogeno. HclO oxoclorato (I) de hidrogeno HClO2 dioxoclorato (III) de hidrogeno HClO3 HClO4 trioxoclorato (V) de hidrogeno tetraoxoclorato (VII) de hidrogeno En la nomenclatura sistemática funcional se nombra primero con la palabra ácido, seguido del nombre del no metal acabado en ico anteponiéndole el prefijo oxo y prefijos numerales que indiquen el número de oxígenos, y por último la valencia del no metal entre paréntesis en números romanos. HclO ácido oxoclórico (I) 56 • HClO2 HClO3 ácido dioxoclórico (III) ácido trioxoclórico (V) HClO4 ácido tetraoxoclórico (VII) ACIDOS POLIHIDRATADOS Existen algunos elementos químicos que la formar los ácidos pueden añadir más de una molécula de agua. Es el caso del fósforo, del arsénico, del silicio y del boro. En este caso hay que distinguir mediante prefijos el ácido que ha adicionado una molécula de agua del que ha adicionado más de una molécula de agua. El prefijo meta indica que ha adicionado una molécula de H2O; y el prefijo orto que ha adicionado el mayor número de moléculas de H2O. Para el fósforo, el arsénico y el boro son tres moléculas de agua y para el silicio dos: H2P2O4 HPO2 ácido metafosforoso P2O3 + H2O P2O3 + 3H2O H6P2O6 H3PO3 ácido ortofosforoso H2P2O6 HPO3 ácido metafosfórico P2O5 + H2O P2O5 + 3H2O H6P2O8 H3PO4 ácido ortofosfórico El prefijo orto casi nunca se utiliza para los ácidos del fósforo y el arsénico. • DIÁCIDOS. Se forman tomando dos moléculas del ácido y restándole una molécula de agua. Se nombran como los ácidos de los que proceden solo que anteponiéndole el prefijo di-. Ácido dicrómico 1º ácido crómico: Cr2O6 ÆCrO3 + H2O = H2CrO4 2º 2H2CrO4 – H2O = H2Cr2O7 Para formar los ácidos difosforoso, difosfórico, diarsenioso, diarsénico, se parte de dos moléculas del ortoácido y se le resta una de agua. Ácido difosfórico 1º ácido fosfórico: P2O5 + 3H2O Æ H3PO4 2º 2H3PO4 - H2O ÆH4P2O7 ácido diarsenioso 1º ácido arsenioso: As2O3 + 3H2O Æ H6As2O6 ÆH3AsO3 2º 2H3AsO3 - H2OÆH4As2O5 NOTA: solo se pueden formar diácidos cuando en lo formula del oxoácido hay por lo menos dos moléculas de hidrógeno. • SALES NEUTRAS DE LOS OXOÁCIDOS. Se forman sustituyendo todo el hidrógeno de los oxoácidos por un metal. Se formulan poniendo a la izquierda el símbolo del metal y a la derecha el resto del oxoácido. n es la valencia con la que HaNmbOc Æ Ma(NmbOc)n actúa el metal. Le ponemos al metal el mismo subíndice que tenía el hidrógeno, y al no metal y al oxígeno se ponen entre paréntesis y como subíndice la valencia con la que actúa el metal. 57 Se nombran dependiendo de cómo terminaba el oxoácido: - si el oxoácido terminaba en -oso, la sal termina en -ito. - si el oxoácido terminaba en -ico, la sal termina en -ato. Se nombran acabando el nombre del oxoácido en –ito, -ato, a continuación se pone el nombre del metal y si presenta valencia múltiple la podemos expresar de dos maneras; poniéndola entre paréntesis y en números romanos al final del todo, o bien agregando los sufijos hipo – oso, -oso, -ico, per – ico. (ácido sulfúrico) H2SO4 Æ sustituimos ÆFe2(SO4)2 Æ simplificamos Æ FeSO4 Æ nombramos Æ sulfato de hierro (II) o sulfato ferroso. 6. Formulación de compuestos cuaternaterios • SALES ÁCIDAS Se obtienen a partir de los oxoácidos, sustituyendo por un metal parte de sus hidrógenos, por tanto solo podrán formar estas sales aquellos oxoácidos que tengan dos o más moléculas de hidrógeno. Se formulan poniendo el símbolo del metal y a continuación el resto del oxoácido. M(HXO) Como subíndice al metal se le pone el número de hidrógenos que se ha sustituido, y el resto del oxoácido entre paréntesis, como subíndice se le pone la valencia del metal. Se nombran exactamente igual que las sales neutras solo que anteponiéndole la palabra hidrógeno e indicando con prefijos numerales el número de hidrógenos que hay en la fórmula de la sal. (anhídrido carbónico) CO2 Æ formamos el ácido carbónico Æ CO2 + H2O Æ H2CO3 Æ sustituimos una molécula de hidrógeno por una de hierro con valencia II, y obtenemos el hidrogenocarbonato ferroso o de hierro (II) Æ Fe(HCO2)2 (anhídrido fosfórico) P2O5 Æ formamos el ácido ortofosfórico Æ P2O5 + 3H2O Æ H3PO4 Æ sustituimos una molécula de hidrógeno por una de hierro con valencia III, y obtenemos el dihidrogenofosfato férrico o de hierro (III) Æ Fe(H2PO4)3 NOTAS: • H3P_O4 Æ orto • H4P2O7 Æ diácido • H_P_O3 Æ meta • NH4+1 Æ amonio, forma los mismos compuestos que los metales: Hidróxidos Æ NH4OH Metal – no metal Æ cloruro de amonio = NH4Cl Sustituye hidrógenos en las sales: - Sulfato de amonio (NH4)2SO4 - Hidrogenocarbonato de amonio (NH4)HCO3 7. Iones • ANIONES Monoatómicos. Se nombran con Hel sufijo uro. S2- sulfuro hidruro Algunos poliatómicos también se nombran 58 con el sufijo uro. CN- cianuro S22disulfuro HS- bisulfuro o hidrogenosulfuro Poliatómicos oxoaniones. Son como los compuestos oxoácidos, que han perdido alguno de los protones. Se hacen terminar en ato si proceden de un oxoácido terminado en ico, y en ito si su oxoácido correspondiente termina en oso. SO42- ion sulfato H2PO4- ion dihidrógenofosfato HCO3- ion bicarbonato o hidrógenocarbonato Cr2O72- ion dicromato MnO4• ion permanganato Cationes. Monoatómicos. Se nombran con la forma oso/ico o la Stock: Fe2+ catión ferroso o de hierro (II) Ca2+ catión calcio Poliatómicos. Reciben nombres especiales: NH4+ amonio H3O+ oxonio mercurio (I) NO+ bismutilo nitrosilo Hg22+ mercurioso CO2+ carbonilo o + BiO 8. Compuestos de coordinación o complejos Son compuestos en los que un catión metálico, que se denomina átomo central, está unido por enlaces covalentes coordinados e iónicos, a iones o moléculas, que se denominan ligandos, para formar una especie discreta. El número de enlaces catión-ligando se denomina número de coordinación. Se nombran siguiendo las siguientes reglas: Los ligandos se nombran primero los negativos, luego los neutros y finalmente los positivos. Dentro de la misma categoría, se nombran por orden alfabético. Los ligandos más frecuentes, con el nombre que reciben, son: F- fluoro OH- hidroxo Cl- cloro O22- peroxo I- CN- ciano tiosulfato H2O SCN- tiocianato aquo o acuo NO2- nitro NO nitrosil SO42- sulfato iodo O2- oxo S2O32CO carbonil NH3 amino El número de ligandos se indica por los prefijos di, tri, tetra, penta, etc., y si ya se incluye alguno de estos prefijos en el propio nombre del ligando, se usan los prefijos bis, tris, tetrakis, pentakis, etc. El nombre del complejo aniónico termina en ato, que se añade al nombre del 59 metal. El estado de oxidación del metal se indica por un número romano entre paréntesis. Ejemplos: [Co(NH3)4Cl2]+ ion diclorotetraamincobalto (III) K3[Cr(CN)6] hexacianocromato (III) potásico [Co(NH3)4SO4]NO3 nitrato de sulfatotetraamincobalto (III) Los oxoácidos y oxosales pueden formularse como los complejos, pero no se recomienda. Así por ejemplo, aunque al H2SO4 se le pueda denominar como tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno, se le conoce habitualmente como ácido sulfúrico. Además, una excesiva confianza en esta nomenclatura (muy poco utilizada), puede dar lugar a nombres de compuestos incorrectos (en el caso anterior sería, por ejemplo, nombrar el compuesto como "tetraoxiazufre (VI) dihidrógeno"), y que no se conozcan bien las más ampliamente utilizadas. CUESTIONARIO DE PREGUNTAS 1. Halle la suma del estado de oxidación del platino, oro, nitrógeno y carbono respectivamente en las siguientes especies químicas: [Pt(NH3)4] +2 ; HN3 ; HCN ; C6H12O6 A) +2, +3, -3, 0 D) +4, +3, -3, +2 B) +2, -1/3, -3, 0 E) +2, +3, -3, +4 C) +2, +1/3, -3, 0 2. Elija el compuesto que contenga un no metal pentavalente: A) Anhídrido sulfúrico B) Clorato de potasio C) Ácido carbónico D) Sulfato de bario E) Peryodato de sodio 3. De las proposiciones dadas, ¿cuántas son falsas? ( ) Los hidróxidos tienen el radical oxidrilo en su estructura. ( ) Los óxidos son compuestos ternarios que resultan de la combinación de un metal con el oxígeno. ( ) Los compuestos de una misma función química tienen iguales propiedades químicas y físicas. ( ) El hidrógeno presenta número de oxidación -1 en los hidruros metálicos. A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 4. Una de las reacciones químicas es incorrecta: A) Oxácido + base → oxisal + agua B) Hidrácido + base → Haloidea + agua C) No metal + oxígeno → Anhídrido D) Metal activo + hidrógeno → Hidrácido E) Óxido ácido + agua → Oxácido 60 5. Señale verdadero (V) o falso (F) según corresponda, respecto a los hidruros: I. Los hidruros no metálicos son gases a temperatura ambiente y tóxicos por lo general. II. Cuando un elemento forma un hidruro actúa con su mayor valencia. III. Los hidruros del grupo VA tienen por formula general EH5, por lo que son compuestos binarios hexatómicos. IV. El compuesto LiAlH4 es un hidruro simple, usado como agente reductor en síntesis orgánica. A) VFVV B) VVFV C) FFFV D) VVVV E) VVFF 6. ¿Cuál de los siguientes radicales no tiene el nombre correcto? A) SO3 -2 : Sulfito B) AsO4 -3 : Arseniato C) Cr2O7 -2 : Dicromato D) MnO4 -1 : Permanganato E) S2O3 -2 : Bisulfito 61