FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA

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1 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA Entenderemos por formulación la aplicación de un conjunto de reglas para la obtención de las fórmulas de las sustancias. De igual manera, la nomenclatura es la aplicación de un conjunto de reglas para asignar nombre a las sustancias. Además de los 90 elementos que hay en la naturaleza, los científicos han asignado nombre y fórmula para varios millones de sustancias compuesto tanto de origen natural como obtenidas por síntesis. Sin embargo, en este curso estudiaremos la formulación y nomenclatura de un reducido número de sustancias pertenecientes a unos pocos grupos de sustancias en cuya composición entran a formar parte algunos elementos utilizando sus números de oxidación más frecuentes. El número de oxidación con el que actúa un elemento es un número que nos indica su capacidad de combinación, precedido de los signos (- o +), que nos indica su comportamiento electronegativo frente al otro elemento al que se une. Así por ejemplo, el Cl actúa con índice de oxidación -1 frente al Na que actúa con +1. El Cl es más electronegativo que el Na. Sin embargo, el Cl puede actuar con índices de oxidación +1, +3, +5 o +7 frente al O que lo hace con -2. Efectivamente, el O es más electronegativo que el Cl. En general, los metales actúan con índices de oxidación (+), mientras que los no metales lo pueden hacer con índices de oxidación (+) frente a elementos más electronegativos o con índice de oxidación (-) frente a elementos menos electronegativos. A continuación se muestran los elementos químicos que vamos a utilizar con indicación de sus índices de oxidación más frecuentes: METALES (+1) Li, Na, K, Rb, Cs, Ag, NH 4 (-1) F NO METALES (+2) Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd (+3) Bi, Al, B (+1, +2) Cu, Hg (+1, +3) Au (+2, +3) Cr, Mn, Fe, Co, Ni (+2, +4) Sn, Pb, Pt (-1, +1, +3, +5, +7) Cl, Br, I (-2, +2, +4, +6) S, Se, Te (-3, +3, +5) N, P, As, Sb (-4, +4) C, Si (-1,-2) O (-1, +1) H Sistemas de Nomenclatura A cada sustancia le corresponde una única fórmula, sin embargo se le pueden asignar diferentes nombres. En este curso utilizaremos el sistema de nomenclatura que recomienda la IUPAC denominada nomenclatura sistemática que utiliza el nombre castellano de los elementos junto 1

2 con prefijos numerales (mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, etc.) que indican la proporción de cada elemento. Ejemplo: Sustancias elementales SO 3 trióxido de azufre Óxido de azufre(vi) O 5 Cl 2 dicloruro de pentaoxígeno Para formular las sustancias simples o elementales utilizaremos, en general, su símbolo químico; excepto en los siguientes casos: H 2 dihigrógeno F 2 difluor O 2 dioxígeno Cl 2 dicloro N 2 dinitrógeno Br 2 dibromo Na sodio I 2 diyodo Fe hierro Pb plomo Compuestos binarios Son los formados por dos elementos. Para formularlos: Se colocan los símbolos de los elementos, a la izquierda el menos electronegativo y a la derecha el más electronegativo (recuerda su localización en la tabla periódica) Se colocan como subíndice de cada símbolo la valencia (numero de oxidación sin el signo) con la que actúa el otro elemento. Si es 1, no se pone. Se simplifican los subíndice, si es posible (en los peróxidos veremos que no) Fe 2 O 3 trióxido de dihierro Óxido de hierro(iii) PbO 2 dióxido de plomo Óxido de plomo(iv) V 2 O 5 pentóxido de divanadio Óxido de vanadio(v) Una vez construida la fórmula de un compuesto, debe verificarse que la suma algebraica de los números de oxidación, de los elementos que los componen, sea cero. Ejemplo: trióxido de dihierro: Fe 2 O 3 2(+3) + 3(-2) = 0 óxido de plomo(iv): PbO 2 (+4) + 2(-2) = 0 Hidruros de metal Hidrógeno H (-1) con metal X (sólo metales de los grupos 1, 2, 13 y 14) con índice de oxidación (+m). Fórmula general: XH m Nomenclatura sistemática: (G)hidruro de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice de los elementos (di, tri, tetra, penta, etc.) N(X): Nombre del elemento en castellano. También: hidruro de N(X)(m) N(X) nombre del metal en castellano. (m) valencia del metal en romano. 2

3 AlH 3 trihidruro de aluminio hidruro de aluminio SnH 4 tetrahidruro de estaño hidruro de estaño(iv) PbH 2 dihidruro de plomo hidruro de plomo(ii) SrH 2 dihidruro de estroncio hidruro de estroncio NaH hidruro de sodio hidruro de sodio PbH 4 tetrahidruro de plomo hidruro de plomo(iv) Al final de estos breves apuntes hay varias páginas de ejercicios. Comienza por ejercicios de nomenclatura (identifica las fórmulas que corresponden a hidruros y dales nombre) después pasa a realizar ejercicios de formulación. Hidruros de no metal Hidrógeno H (+1) con no metal Y (-n). Dentro de los no metales consideraremos dos grupos: F, Cl, Br, I, S, Se, Te con fórmula general H n Y HF HCl HBr HI H 2 S H 2 Se H 2 Te fluoruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno bromuro de hidrógeno ioduro de hidrógeno sulfuro de dihidrógeno seleniuro de dihidrógeno teluro de dihidrógeno N, P, As, Sb, C, Si con fórmula general YH n H 2 O agua NH 3 trihidruro de nitrógeno o amoniaco PH 3 trihidruro de fósforo AsH 3 trihidruro de arsénico SbH 3 trihidruro de antimonio CH 4 tetrahidruro de carbono SiH 4 tetrahidruro de silicio Óxidos Son combinaciones del oxígeno (-2) con otro elemento X (+m). Fórmula general: X 2 O m (simplificar) Nomenclatura sistemática: (G)óxido de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice de los elementos (di, tri, tetra, penta, etc.) N(X): nombre del elemento en castellano. También: óxido de N(X)(m) N(X) nombre del elemento en castellano. (m) valencia del elemento en romano. 3

4 FeO óxido de hierro Óxido de hierro(ii) Fe 2 O 3 trióxido de dihierro Óxido de hierro(iii) Na 2 O óxido de sodio Óxido de sodio PbO monóxido de plomo Óxido de plomo(ii) PbO 2 dióxido de plomo Óxido de plomo(iv) SiO 2 dióxido de silicio Óxido de silicio(iv) P 2 O 3 trióxido de difósforo Óxido de fosforo(iii) SO óxido de azufre Óxido de azufre(ii) NO 2 dióxido de nitrógeno Óxido de nitrógeno(iv) CO 2 dióxido de carbono Óxido de carbono(iv) CO dióxido de carbono Óxido de carbono(ii) O 7 Cl 2 dicloruro de heptaoxígeno O 5 Br 2 dibromuro de pentaoxígeno OF 2 difluoruro de oxígeno Obsérvese que con los halógenos se coloca el oxígeno delante al considerarse que los halógenos son más electronegativos que el oxígeno. Peróxidos Son combinaciones del grupo peroxo 1, 2, 11, y 12). Fórmula general: X 2 O 2*m 2 O 2 con los metales (+m) (Sólo metales de los grupos (no simplificar) Nomenclatura sistemática: (G)óxido de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice de los elementos (di, tri, tetra, penta, etc.) N(X): nombre del metal en castellano. También: peróxido de N(X)(m) N(X) nombre del elemento en castellano. (m) valencia del elemento en romano. Sales binarias Li 2 O 2 dióxido de dilitio Peróxido de litio CdO 2 dióxido de cadmio Peróxido de cadmio Cu 2 O 2 dióxido de dicobre Peróxido de cobre (I) CuO 2 dióxido de cobre Peróxido de cobre(ii) Son compuestos de metal X (+m) con no metal Y (-n) (Sólo F, Cl, Br, I, S, Se y Te). Fórmula general: X n Y m (simplificar) Nomenclatura sistemática: (G)R(Y)uro de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice del no metal o del metal (di, tri, tetra, etc.) N(Y): nombre del no metal en castellano. N(X): nombre del metal en castellano. También: R(Y)uro de N(X)(m) R(Y) raíz latina del no metal. 4

5 N(X) nombre castellano del metal. (m) valencia del metal en romano. PtF 4 tetrafluoruro de platino Fluoruro de platino(iv) CaS sulfuro de calcio Sulfuro de calcio NH 4 Cl cloruro de amonio Cloruro de amonio Al 2 Se 3 seleniuro de aluminio Seleniuro de aluminio Compuestos binarios de no metales (excluimos H y O) Nomenclatura sistemática: (G)R(Y)uro de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice de los elementos (di, tri, tetra, penta, etc.) N(Y): nombre del no metal en castellano. N(X): nombre del no metal en castellano. Hidróxidos PCl 5 pentacloruro de fósforo Cloruro de fósforo(v) SF 6 hexafluoruro de azufre Fluoruro de azufre(vi) CCl 4 tetracloruro de carbono Cloruro de carbono(iv) BF 3 trifluoruro de boro Fluoruro de boro Son compuestos formados por un metal X(+m) con el grupo hidróxido OH (-1). Fórmula general: X(OH) m Si m=1 no se ponen los paréntesis. Nomenclatura sistemática: (G)hidróxido de (G)N(X) (G): Prefijo griego que indica el subíndice del grupo OH o del metal (di, tri, tetra, etc.) N(X): nombre del metal en castellano. También: hidróxido de N(X)(m) N(X) nombre del metal en castellano. (m) valencia del metal en romano. Cu(OH) 2 dihidróxido de cobre Hidróxido de cobre(ii) NaOH hidróxido de sodio Hidróxido de sodio NH 4 OH hidróxido de amonio Hidróxido de amonio Sn(OH) 2 dihidróxido de estaño Hidróxido de estaño(ii) Oxoácidos Son compuestos ternarios formados por hidrógeno H (+1), no metal Y (+n) y oxígeno O (-2). Fórmula general: H a Y b O c No existe una norma general y sencilla para formular los oxoácido. A nuestros efectos utilizaremos la siguiente regla: Si n es impar entonces a=1, b=1 y c=(n+1)/2 Si n es par entonces a=2, b=1 y c=(n+2)/2 5

6 Fuera de esta regla debemos conocer los siguientes oxoácidos: H 3 PO 4 ácido fosfórico HMnO 4 ácido permangánico H 2 Cr 2 O 7 ácido dicrómico H 2 CrO 4 ácido crómico H 3 BO 3 ácido bórico H 4 SiO 4 ácido silícico En este caso la IUPAC permite la nomenclatura tradicional. Nomenclatura tradicional: R(Y): Raíz latina del no metal. ácido hipor(y)osos ácido R(Y)oso ácido R(Y)ico ácido perr(y)ico H 2 CO 3 ácido carbónico HNO 3 ácido nítrico H 2 SeO 2 ácido hiposelenioso H 2 SO 4 ácido sulfúrico HClO ácido hipocloroso HIO 4 ácido peryódico Oxosales neutras Son los compuestos resultantes de sustituir los hidrógenos de los oxoácidos por un metal X (+m). Fórmula general: Metal Oxoácido oxosal neutra X H a Y b O c X a (Y b O c ) m Si m=1, no se pone paréntesis. Nomenclatura tradicional: Según el ácido sustituido. Del ácido hipor(y)osos hipor(y)ito de N(X)(m) Del ácido R(Y)oso R(Y)ito de N(X)(m) Del ácido R(Y)ico R(Y)ato de N(X)(m) Del ácido perr(y)ico perr(y)ato de N(X)(m) R(Y): Raíz latina del no metal. R(X): Nombre castellano del metal. (m): Valencia del metal en romano. Si el metal tiene una sola valencia, no se pone. (NH 4 ) 2 SO 2 hiposulfito de amonio Co 2 (CO 3 ) 3 carbonato de cobalto(iii) CuBrO 3 bromato de cobre(i) Sn(BrO 4 ) 2 perbromato de estaño(ii) RbNO 2 nitrito de rubidio 6

7 Sales ácidas Son las sales que se obtienen de la sustitución de algunos H (no todos) del ácido por un metal. Ejemplo: NaHS Hidrogenosulfuro de Sodio CuHSO 4 Hidrogenosulfato de cobre(i) Fe(HSO 4 ) 2 Hidrogenosulfato de hierro(ii) NaH 2 PO 4 Dihidrogenofosfato de sodio. Ejercicios de nomenclatura: Mn(OH) 2 H 2 SeO 3 UO 2 Pt(CIO 4 ) 2 HCl KMnO 4 H 2 CO 3 RbOH SnH 4 BeSeO 3 Tl 2 O 3 RbH SnO 2 LiOH CsClO ZnO 2 PH 3 AgOH OBr 2 MoO 3 Be(BrO 2 ) 2 BaO 2 Al 2 (CO 3 ) 3 AgIO 3 CH 4 H 2 SO 4 ZnO 2 UO 2 HNO 3 HI Br 2 O PbH 4 BaH 2 NaOH MgBr 2 SrO Co(OH) 2 O 3 I 2 Fe(OH) 2 P 2 O 3 NaBrO 4 SeO Na 2 S H 4 SiO 4 H 3 PO 4 H 2 S Bi 2 (CO 3 ) 3 P 2 O 3 Sb 2 O 3 BiH 3 SbH 3 Be(BrO 2 ) 2 Cd(OH) 2 Al(OH) 3 NH 3 Cu(NO 2 ) 2 LiHCO 3 BeO CuOH PbSeO 2 Ni 2 (SO 3 ) 3 Au 2 S 3 SiO 2 MgSO 4 SiH 4 H 2 Te RbOH K 2 S H 2 SO 2 H 2 SO 3 CrF 3 Cu 2 O SO 2 CO 2 NH 4 OH (NH 4 ) 2 SeO 4 7

8 SbH 3 H 2 O 2 K 2 Cr 2 O 7 SrH 2 KIO 4 BeSiO 3 NH 4 NO 3 N 2 O 5 H 2 SiO 3 Bi(OH) 3 H 2 Se H 2 SO 2 SiF 4 LiH Cd(OH) 2 Na 2 O 2 HgO CaHPO 4 CdO 2 N 2 O 5 BaH 2 K 2 TeO 3 MgO As 2 O 5 KMnO 4 WO 3 Ejercicios de formulación: Sulfuro de hidrógeno Nitrito de plata Hidrogenosulfato de potasio Óxido de vanadio(v) Sulfato de amonio Carbonato de rubidio Hidróxido de hierro(iii) Cloruro de calcio Permanganato de amonio Cloruro de cobalto (II) Sulfúro de manganeso (II) Carbonato de cobre(ll) Bromato de berilio Peróxido de litio Yoduro de oro (III) Hipoclorito de magnesio Peróxido de bario Óxido de cromo (III) Óxido de cloro(vii) Ácido bórico Sulfuro de manganeso (III) Ácido fosfórico Sulfuro de hidrógeno Hidróxido de hierro (II) Peróxido de Bario Óxido de níquel (III) Ácido hipobromoso Dióxido de azufre Carbonato de aluminio Óxido de níquel (II) Bromuro de hidrógeno Ácido sulfúrico Óxido de molibdeno(iv) Clorato de cobalto(iii) Dióxido de titanio Cloruro de cobre Dicromato de potasio Carbonato de sodio Sulfato de bario Sulfato de amonio Óxido de cobre(i) Dicromato de potasio Hidróxido de berilio Óxido de cromo (II) Fosfato de calcio Fosfato de hierro (III) Hidróxido de magnesio Sulfuro de plata Nitrato de cadmio Peróxido de hidrógeno Óxido de cobre(ii) Ácido clórico Nitrato de magnesio Hidrogenocarbonato de niquel(ii) Óxido de calcio Hidrogenocarbonato de Cadmio Permanganato de bario Óxido de cobalto (III) Peróxido de sodio Hidrogenosulfito de cinc Hidróxido de estroncio Hidróxido de cobre (II) Nitrato de amonio Yoduro de plomo (II) Carbonato de sodio Ácido nitroso Carbonato de rubidio Nitrato de amonio Sulfuro de cinc Nitrato de hierro(ii) 8