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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

Facultad de Ciencias y Tecnologías Químicas Universidad de Castilla – La Mancha Septiembre 2018

Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

Índice 1.

Normas básicas de formulación y nomenclatura ................................................................3

2.

Compuestos binarios de hidrógeno ..........................................................................................6

3.

Compuestos binarios de oxígeno...............................................................................................7

4.

Otros compuestos binarios ......................................................................................................10

5.

Hidróxidos...................................................................................................................................... 11

6.

Oxoácidos .......................................................................................................................................12

7.

Iones ................................................................................................................................................14

8.

Sales .................................................................................................................................................17

9.

Óxidos, hidróxidos y sales dobles .........................................................................................18

10. Compuestos de adición ...............................................................................................................19

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

1.

Normas básicas de formulación y nomenclatura Formulación Para formular un compuesto, la parte electropositiva de la fórmula debe

preceder a la parte electronegativa. Ejemplo: NaCl, K2SO4, etc. Nomenclatura Hay dos tipos fundamentalmente de nomenclatura, la sistemática y la tradicional (desaconsejada expresamente por la IUPAC, por confusa y memorística). Dentro de la sistemática hay tres variantes: -

De composición (la más utilizada)

-

De sustitución

-

De adición

1.1. Nomenclatura de composición Para nombrar un compuesto, siempre se empieza nombrando la parte electronegativa del mismo, seguido de la parte electropositiva que no se modifica. La parte electronegativa termina en “-uro” cuando se trata de un átomo (cloruro, bromuro, etc.), excepto para el oxígeno que se emplea la terminación “ ido” (óxido), mientras que cuando es poliatómico se utiliza la terminación “-ato” (sulfato, nitrato, etc.). Dentro de la nomenclatura de composición a su vez hay tres variantes: 1.1.1. La comúnmente llamada nomenclatura sistemática, que indica el número de átomos con prefijos numerales griegos: mono, di, tri, tetra, etc. (por

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos encima de diez la IUPAC, permite el uso de números: undeca u 11, dodeca o 12, trideca o 13, etc.) N2O: monóxido de dinitrógeno La “a” final de los prefijos no se suprime, aunque vaya seguida de otra vocal. Puede omitirse el prefijo mono, e incluso los demás si ello no supone ambigüedad alguna. Los grupos de átomos se indican mediante prefijos multiplicativos (bis, tris, tetrakis, pentakis, etc.), sobre todo si el nombre del grupo incluye otros prefijos. 1.1.2. La llamada nomenclatura de Stock, se coloca la valencia en números romanos, entre paréntesis, después del nombre del elemento, en lugar de utilizar prefijos 1.1.3. Utilizando el número de carga (con números arábigos seguido del signo positivo ó negativo)

Las nomenclaturas de sustitución y adición se explicarán posteriormente al estudiar la nomenclatura de combinaciones binarias y oxoácidos.

Valencia y número de oxidación La valencia de un elemento químico es una medida de su capacidad para unirse a otros átomos. Tomando como referencia el hidrógeno, al que se le asigna la valencia 1, la valencia de un elemento es igual al número de átomos de hidrógeno que se combinan con un átomo de ese elemento. También se puede considerar la valencia, como el número de enlaces que un átomo forma con otros átomos cuando se combina.

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos Simultáneamente con el concepto de valencia se utiliza el concepto de número de oxidación. Se denomina número de oxidación de un átomo, en un determinado compuesto, al número de electrones ganados o cedidos por el elemento al formar el compuesto, y depende de la estructura electrónica externa del átomo. El número de oxidación positivo o negativo de un elemento en una molécula es relativo, ya que depende de los demás elementos de la molécula. Para calcular el número de oxidación se siguen las siguientes reglas: 1. El número de oxidación de un elemento libre (Cu, Cl2, O2, etc.) es cero. 2. El número de oxidación de un ión es igual a su carga. 3. El número de oxidación del hidrógeno es +1, excepto en los hidruros metálicos que es -1. 4. El número de oxidación del oxígeno es -2, excepto en los peróxidos, superóxidos y ozónidos. Con el flúor actúa con un estado de oxidación de +2, ya que éste es más electronegativo. 5. La suma algebraica de los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto es igual a cero. Si se trata de un ión, esta suma debe ser igual a la carga del ión.

Nomenclatura de sustancias simples El número de átomos se nombra utilizando los prefijos griegos: mono, di, tri, tetra, etc. Si el número de átomos es muy elevado o desconocido, se puede emplear el prefijo poli. Los gases nobles son siempre monoatómicos. Los metales, aunque forman redes cristalinas con gran número de átomos, se representan con el símbolo del elemento solamente. En este caso puede suprimirse el prefijo mono.

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos EJERCICIOS Nombra:

Formula:

H

Helio

H2

Cobalto

S8

Cloro

N2

Dicloro

Sn

Tetrafósforo

Ca

Potasio

Fe

Monooxígeno

Ne

Dioxígeno

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

2. Compuestos binarios de hidrógeno Se denomina hidruro a la combinación del hidrógeno con cualquier otro elemento. Excepto en los grupos 16 y 17, cuyos elementos son muy electronegativos, se considera el hidrógeno como la parte negativa (aunque no es del todo riguroso), por lo que terminará en “ -uro” y por tanto se nombran como hidruro del elemento correspondiente. Así, mediante la nomenclatura de composición nombraríamos así los siguientes compuestos NaH

Hidruro de sodio

BaH2 SnH2 SnH4 NH3 PH3 CH4 SiH4 Los hidruros de los elementos de los grupos 16 y 17, excepto el oxígeno y polonio, se nombran considerando al hidrógeno la parte más electropositiva. Como estos elementos en disolución acuosa tienen carácter ácido, también se denominan ácidos hidrácidos. HCl

Cloruro de hidrógeno

Ácido clorhídrico

HBr

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H2 S H2 O

EJERCICIOS Nombra:

Formula:

HI

Hidruro de calcio

BeH2

Hidruro de litio

PbH2

Tetrahidruro de germanio

AsH3

Pentahidruro de niobio

KH

Fluoruro de hidrógeno

Se admiten los nombres de amoníaco y agua pero dejan de ser aceptados nombres tradicionales como fosfina, arsina… Grupo 13

Grupo 14

Grupo 15

Grupo 16

Grupo 17

BH3

Borano

CH4

Metano

NH3

Azano

H2O

Oxidano

HF

Fluorano

AlH3

Alumano

SiH4

Silano

PH3

Fosfano

H2S

Sulfano

HCl

Clorano

GaH3

Galano

GeH4

Germano

AsH3

Arsano

H2Se

Selano

HBr

Bromano

InH3

Indigano

SnH4

Estannano

SbH3

Estibano

H2Te

Telano

HI

Yodano

TlH3

Talano

PbH4

Plumbano

BiH3

Bismutano

H2Po

Polano

HAt

Astatano

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

3. Compuestos binarios de oxígeno Se denomina óxido a la combinación del oxígeno con cualquier otro elemento, excepto el flúor. El oxígeno actúa con número de oxidación -2 y los demás elementos siempre tienen números de oxidación positivos. Para nombrarlos o formularlos, se utilizan las normas básicas de formulación. (Los óxidos de los no metales

tradicionalmente

se

han

denominado

anhídridos,

terminología

expresamente prohibida por la IUPAC). BaO

Óxido de bario

Óxido de bario

FeO Fe2O3 N2O4 SO2 CO2 PbO Cl2O5 Peróxidos Son compuestos formados por la unión de un metal con el ión peroxo, (O 22¯), en este caso el oxígeno tiene número de oxidación -1. Se formulan y nombran utilizando las normas básicas de formulación. El subíndice del ión peroxo, no se puede simplificar.

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

BaO2

Peróxido de bario

Na2O2 CdO2 H2O2 Superóxidos Son compuestos formados por la unión de un metal con el ión superóxido, (O2¯), en este caso el oxígeno tiene número de oxidación -1/2. Se formulan y nombran utilizando las normas básicas de formulación. El subíndice del ión superóxido, no se puede simplificar. BaO4

Superóxido de bario

NaO2 CsO2

Ozónidos Son compuestos formados por la unión de un metal con el ión ozónido, (O 3¯). Se formulan y nombran utilizando las normas básicas de formulación. El subíndice del ión ozónido, no se puede simplificar. NaO3

Ozónido de sodio

CsO3

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos EJERCICIOS Nombra:

Formula:

Cl2O

Óxido de aluminio

Cu2O

Trióxido de azufre

Mg(O2)2

Ozónido de litio

KO3

Óxido de cobre(II)

P4O6

Superóxido de berilio

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

4. Otros compuestos binarios Además de la nomenclatura de composición, para los compuestos binarios que proceden de los hidruros de los grupos 13, 14, 15, 16 y 17 del Sistema Periódico se usa también la llamada nomenclatura de substitución, que parte de los nombres de los hidruros se modifican sustituyendo los átomos de hidrógeno por otros átomos o grupos. Además, se puede utilizar la nomenclatura de adición, se construye poniendo los nombres de los sustituyentes, por orden alfabético, como prefijos del nombre del átomo central. En la siguiente tabla se comparan las tres nomenclaturas: Fórmula

PCl3

Nomenclatura composición

Tricloruro de fósforo

Nomenclatura substitución

Triclorofosfano

Nomenclatura adición

Triclorurofósforo

A su vez, esta sustancia, se puede nombrar de tres maneras dentro de la nomenclatura de composición: Fórmula

PCl3

Con prefijos multiplicadores (antigua sistemática)

Tricloruro de fósforo

Expresando nº oxidación con números romanos (stock)

Cloruro de fósforo (III)

Utilizando el número de carga

Cloruro de fósforo (3+)

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

FeBr3 Tribromuro de hierro

Bromuro de hierro(III)

Bromuro de hierro(3+)

Li3N CS2 BrCl BF3 PBr3 SiCl4 En el caso de los compuestos metal-metal o compuestos intermetálicos (que no siguen las reglas de valencia ordinarias) se escribe en primer lugar el metal situado más a la izquierda del Sistema Periódico, y si los metales pertenecen al mismo grupo en orden decreciente de pesos atómicos (CoZn2, Cu5Sn, etc.) EJERCICIOS Nombra:

Formula:

HgI2

Trisulfuro de diboro

BrF5

Tetrafluoruro de azufre

Ca2C

Fluoruro de níquel(II)

SCl2

Sulfuro de plata

Al2Cl6

Nitruro de aluminio

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

5. Hidróxidos Son compuestos formados por el ión hidróxido “ -OH”, que actúa con valencia 1 y un elemento metálico. Se formulan y nombran siguiendo las normas básicas de formulación. Van precedidos de la palabra “hidróxido”. Ba(OH)2

Hidróxido de bario

Hidróxido de bario

Fe(OH)2 Fe(OH)3 Pb(OH)2

EJERCICIOS Nombra:

Formula:

Hg(OH)2

Hidróxido de níquel(II)

Ca(OH)2

Hidróxido de plata

Al(OH)3

Trihidróxido de galio

Pt(OH)4

Dihidróxido de paladio

6. Oxoácidos Son compuestos formados por hidrógeno, un elemento no metálico o un metal de transición y oxígeno, con fórmula general: H aXbOc. Aunque se recomienda utilizar la nomenclatura IUPAC, algunos nombres tradicionales son aceptados (ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, etc.).

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos La nomenclatura que nosotros vamos a repasar es la nomenclatura de stock, aunque veremos al final algún ejemplo de cómo sería la nomenclatura de adición y la llamada nomenclatura de hidrógeno para oxoácidos, (ya que la de stock va estando cada vez más en desuso y se va utilizando más la citada nomenclaturade adición). Para nombrar un oxoácido se nombra primero el oxígeno, al que se le denomina “-oxo”, precedido del prefijo griego para indicar el número de oxígenos existentes en la fórmula, seguido del nombre del átomo central terminado en “ato”, indicando entre paréntesis el número de oxidación del átomo central, finalmente se añade la expresión “de hidrógeno” sin especificar el número de ellos que hay, que se deducen fácilmente de los estados de oxidación del resto de los elementos. H3VO4

Tetraoxovanadato(V) de hidrógeno

HNO2 H2CO3 H3PO3 Cuando en un oxoácido se sustituye uno o más oxígenos (O2¯) por azufre (S2¯) se denomina tioácido. Si la sustitución se produce por un grupo peroxo (O 22¯), da lugar a los peroxoácidos. Tanto tioácidos como peroxoácidos se nombran igual que los oxoácidos correspondientes, indicando el número de grupos tio o peroxo, respectivamente, mediante prefijos griegos. H2S2O2

Dioxotiosulfato(IV) de hidrógeno

H3AsS4

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

H3PS2O2 HNO4 H2SO5

EJERCICIOS Nombrar: H2S2O3

H3PO5

HIO4

HIO3

H2S2O5 Formular: Decaoxotrifosfato(V) de hidrogeno Trioxonitrato(V) de hidrógeno Tetraoxoseleniato(VI) de hidrogeno Dioxoclorato(III) de hidrógeno Oxobromato(I) de hidrógeno

7. Iones Cationes monoatómicos Se nombran precedidos de la palabra ion o catión, indicando si es necesario su valencia. Na+

Ion sodio

Sodio(1+)

Cr3+

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

Fe2+ Co+ Cationes poliatómicos 

Cuando se unen a átomos de hidrógeno, se nombran con la terminación “-onio”. NH4+

Ion amonio

H3O+ PH4+



Cuando se unen a átomos de oxígeno, se nombran con la terminación “ilo”. Aunque es más sencillo utilizar la nomenclatura sistemática.

NO+

Catión nitrosilo

Catión monoxonitrógeno(III)

NO2+ PO3+ Aniones monoatómicos Se nombran precedidos de la palabra ion o anión, y terminados en “-uro”. La única excepción es el ión óxido (O2¯). H¯

Ion hidruro

Hidruro(1-)

Cl¯

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

C4 ¯ As3¯

Aniones poliatómicos 

Los derivados del oxígeno terminan en “-ido”.

OH¯

Ion hidróxido

O22¯ O3¯ 

Aunque muchos terminan en “-uro”. CN¯

Ion cianuro

I3 ¯



Para los aniones que provienen de los oxoácidos, se utilizan las mismas normas que para los oxoácidos, suprimiendo la palabra hidrógeno. Aunque se recomienda utilizar la nomenclatura sistemática, algunos nombres tradicionales son aceptados (ion cromato, ion sulfato, ion nitrato, ion dicromato, ion permanganato etc.). Si el ácido no ha perdido todos los hidrógenos, se indica con la palabra “hidrógeno” y los prefijos griegos necesarios.

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

CO32¯

Ion trioxocarbonato(IV)

Ion carbonato

HCO3¯ ClO¯ Mo7O246¯ P2O74¯ P3O105¯

EJERCICIOS Nombra:

Formula:

VO2+

Ion tetraoxofosfato(V)

SO22+

Anión trioxoborato(III)

I3¯

Ion trioxotiosulfato(VI)

SO42¯

Anión hidrogenotetraoxosulfato(VI)

CrO42¯

Ion tetraoxomanganato(VII)

Cr2O72¯

Anión trioxoclorato(V)

8. Sales Se utilizan las normas vistas hasta ahora. Ca(NO3)2

Bis[trioxonitrato(V)] de calcio o Nitrato de calcio

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

(NH4)2SO3 K2Cr2O7

EJERCICIOS Nombra:

Formula:

Al4(P2O7)3

Trioxoarseniato(III) de amonio

Fe(ClO3)3

Tetraoxosulfato(VI) de potássio

ZnS2O3

Bis[monoxoclorato(I)] de estaño

9. Óxidos, hidróxidos y sales dobles Se denominan compuestos dobles, triples, etc. aquellos formados por dos, tres, etc. cationes y aniones. Se formulan y nombran igual que los compuestos simples, pero ordenando alfabéticamente los aniones y los cationes, tanto en la fórmula como en el nombre. En la fórmula, deben tenerse en cuenta las letras del símbolo. CaTiO3

Trióxido (doble) de calcio-titanio(IV)

K2Pb(OH)6

FeI(OH) BiBrClI

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Nomenclatura y formulación de compuestos inorgánicos

KMgPO4 EJERCICIOS Nombra:

Formula:

MgNaPO4

Tretracloruro de aluminio-potasio

KLiCO3

Tetraóxido de dihierro(III)-disodio

ReF2O2

Cloruro-hidróxido de magnesio

BiClO

Óxido de hierro(II)-titanio(IV)

10. Compuestos de adición Los compuestos de adición están formados por varios compuestos. Se formulan unidos mediante un punto, en orden creciente de número de átomos, excepto el agua y los compuestos de boro, que se escriben siempre al final. Si el número de átomos es el mismo se orden por ...