En esta notas sobre la formulación y nomenclatura inorgánica se intenta dar una visión casi completa para los estudios de secundaria y bachillerato, será el profesor el que en cada curso indique lo que debe conocer el alumnado. Con todo, debe tenerse en cuenta que algunas de las afirmaciones que se hacen son aproximadas y se modificarán en cursos superiores. En la actualidad se sigue un procedimiento basado en las normas de la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) [International Union Pure and Applied Chemistry], pero subsisten algunos nombres de una nomenclatura tradicional, actualmente en desuso, debido a su uso por la comunidad científica.

NOMBRE Y SÍMBOLO DE LOS ÁTOMOS

El nombre se escribe con minúscula, su símbolo está formado por una o dos letras (la primera mayúscula y la segunda minúscula). Se establece un símbolo de tres letras con el siguiente criterio: 0 = nil 1 = un 2 = bi 3 = tri 4 = quad 5 = pent 6 = hex 7 = sept 8 = oct 9 = enn

Ejemplos: Z = 105; Su símbolo es Unp y el nombre es unnilpentio

En ocasiones se quiere dar más información, como el número másico (A), el atómico (Z), la carga eléctrica (x ±) y el número de átomos que forma la especie (n). En este caso su símbolo es el siguiente: Sin tanto detalle se nombran los diferentes isótopos: 12C sería carbono–12. En el caso del hidrógeno, se admiten nombres identificativos: hidrógeno–1, 1 H es el protio, el hidrógeno – 2, 2 H es el deuterio y el hidrógeno – 3, 3 H, es el trítio

NÚMEROS DE OXIDACIÓN

Son números positivos o negativos que representan la carga que quedaría en el átomo o grupo de átomos si los pares electrónicos de cada enlace qué forma se asignaran al miembro más electronegativo del par de enlace. Convencionalmente se toma que:

Elemento libre no combinado: Su estado de oxidación es cero. Se incluyen los elementos poli atómicos tales como H2, O2, etc.

Iones monoatómicos simples: El número de oxidación corresponde al elemento del que deriva dicho ion.

Iones poli atómicos: Se corresponde con la suma de los números de oxidación de cada elemento. Compuestos neutros: En todos la suma de los números de oxidación es cero. Esta regla permite deducir el número de oxidación de algún elemento si no lo conocemos previamente

ELEMENTOS: Como norma general su fórmula es el símbolo del elemento, formado por una o dos letras (la primera mayúscula y la segunda minúscula).

COMPUESTOS BINARIOS

Cuando se quiere escribir la fórmula se tiene en cuenta lo siguiente:

1. Si se unen un metal y un no metal, elemento metálico se coloca a la izquierda y el no metálico a la derecha.

2. Si los dos son no metales, el orden de mayor a menor carácter metálico es el siguiente:

F, O, Cl, Br, I, S, Se Te H, N, P, As, Sb, C, Si, B

3. Una vez escritos los símbolos, se les ponen como subíndices las valencias intercambiadas. Cuando la valencia de un elemento es "1", no es necesario escribir el subíndice correspondiente.

4. Siempre que se pueda, se simplificarán estas fórmulas, excepto en los casos particulares que se indicarán. Para nombrar a estos compuestos el elemento no metálico siempre se nombra terminando en – URO, excepto en los óxidos, y el menos electronegativo se cita a continuación por su nombre.

La indicación de las proporciones de los constituyentes puede hacerse por dos procedimientos: FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA

Método de Stock: consiste en expresar el número de oxidación del elemento entre paréntesis, en números romanos, a la derecha del mismo. Si el elemento actúa con una sola valencia no se pone. Método estequiométrico: consiste en anteponer prefijos griegos (mono, di, tri, …), que indican las proporciones en que se encuentran los elementos. Si resulta innecesario, el sufijo "mono" puede suprimirse.

Combinaciones del hidrógeno con un metal

Reciben el nombre general de hidruros. El estado de oxidación del hidrógeno es – I. La fórmula general es MHm, siendo M un metal de número de oxidación + m

Fórmula Método de Stock Método estequiométrico

NaH hidruro de sodio hidruro de sodio

CaH2 hidruro de calcio dihidruro de calcio

GaH3 hidruro de galio trihidruro de galio

UH3 hidruro de uranio (III) trihidruro de uranio

Combinaciones del hidrógeno con un no metal

El hidrógeno está situado entre los no metales. En las combinaciones con los elementos: F, O, Cl, Br, I, At, S, Se, Te, el hidrógeno funciona con número de oxidación + I y, por tanto se escribe en primer lugar. En disolución acuosa los compuestos tienen propiedades ácidas y se denominan ácidos hidrácidos excepto para el oxígeno En estos compuestos el número de oxidación de F, Cl, Br, I es – I, y para O, S, Se y Te es – II. La fórmula general es HxX, siendo X un elemento no metálico de valencia –x

Fórmula Método de Stock Método estequiométrico Disolución acuosa

HF fluoruro de hidrógeno fluoruro de hidrógeno ácido fluorhídrico

HCl cloruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno ácido clorhídrico

HBr bromuro de hidrógeno bromuro de hidrógeno ácido bromhídrico

HI yoduro de hidrógeno yoduro de hidrógeno ácido yodhídrico

H2O agua AGUA AGUA

H2S sulfuro de hidrógeno sulfuro de dihidrógeno ácido sulfhídrico

H2Se seleniuro de hidrógeno seleniuro de dihidrógeno ácido selenhídrico

H2Te telururo de hidrógeno telururo de dihidrógeno ácido telurhídrico

Para los elementos N, P, As, Sb, C, Si, B, el hidrógeno se escribe detrás del no metal, todos tienen nombre común (que es el que se usa), en el método estequiométrico se nombran iniciándolo por hidruro. Se forman muchos, pero los más comunes están en la tabla que sigue: La fórmula general es XHx, siendo X un elemento no metálico de valencia –x

Fórmula Método estequiométrico Nombre común

NH3 trihidruro de nitrógeno amoniaco

PH3 trihidruro de fósforo fosfano(1)

AsH3 trihidruro de arsénico arsano(2)

SbH3 trihidruro de antimonio estibano(3)

CH4 tetrahidruro de carbono metano

SiH4 tetrahidruro de silicio silano

BH3 trihidruro de fósforo borano

(1) En muchos textos: fosfina, actualmente en desuso

(2) En muchos textos: arsina, actualmente en desuso

(3) En muchos textos: estibina, actualmente en desuso

Combinaciones del oxígeno

a. Óxidos

El estado de oxidación del oxígeno es – II. La fórmula general es M2Om, siendo M un metal de número de oxidación + m, si se puede debe simplificarse la fórmula.

Fórmula Método de Stock Método estequiométrico

CaO óxido de calcio óxido de calcio

TiO2 oxido de titanio (IV) dióxido de titanio

Fe2O3 óxido de hierro (III) trióxido de dihierro

SO2 óxido de azufre (IV) dióxido de azufre

Cl2O7 óxido de cloro (VII) heptaóxido de dicloro

PtO2 óxido de platino (IV) dióxido de platino

Peróxidos

Es el grupo O2

2 –

. La fórmula general es M2(O2)m siendo M un metal de número de oxidación + m.

Se puede simplificar la fórmula pero manteniendo siempre intacto el grupo (O2)

Fórmula Nombre

CaO2 peróxido de calcio

Na2O2 peróxido de sodio

Combinaciones de un metal con un no metal

El metal se escribe a la izquierda de la fórmula y el no metal a la derecha de la fórmula. El no metal se termina en –URO. Su fórmula general es MxXm, siendo X un no metal de número de oxidación x y M un metal de número de oxidación + m

Fórmula Método de Stock Método estequiométrico

FeCl2 cloruro de hierro (II) dicloruro de hierro

MnS sulfuro de manganeso (II) monoosulfuro de manganeso

Mg3P2 fosfuro de magnesio difosfuro de trimagnesio

NaCl cloruro de sodio cloruro de sodio

CaBr2 bromuro de calcio dibromuro de calcio

Ni2Se3 seleniuro de níquel (III) triseleniuro de diníquel

Combinaciones de un no metal con un no metal

De nuevo hay que tener en cuanta cual es el más metálico

F, O, Cl, Br, I, S, Se Te H, N, P, As, Sb, C, Si, B

Se termina en –URO el que esté más a la derecha en esta serie y, por tanto, primero se escribe el más metálico (más a la izquierda) y luego el menos metálico (más a la derecha) Su fórmula general es YxXy, siendo X e Y dos no metales de números de oxidación respectivos x e y

Fórmula Método de Stock Método estequiométrico

BrF5 fluoruro de bromo (V) pentafluoruro de bromo

IBr3 bromuro de yodo (III) tribromuro de yodo

SF6 fluoruro de azufre (VI) hexaflururo de azufre

SiC carburo de silicio carburo de silicio

PCl3 cloruro de fósforo (III) tricloruro de fósforo

CS2 Sulfuro de carbono disulfuro de carbono

Las combinaciones de los halógenos con el oxígeno se han denominado tradicionalmente óxidos del halógeno, aunque actualmente la IUPAC recomienda que se nombren como haluros de oxígeno, este procedimiento no está suficientemente extendido, por lo que usaremos el sistema tradicional

Compuestos pseudobinarios

Se consideran aquellos compuestos químicos que pueden considerarse binarios, pero la parte negativa o la positiva no son especies atómicas sino agregados atómicos. Aunque existen muchos, las especies más comunes son:

Amonio: NH4 + Cianuro: CN

Fórmula Método de Stock Método estequiométrico

NH4Cl cloruro de amonio cloruro de amonio

(NH4)2S sulfuro de amonio disulfuro de amonio

KCN cianuro de potasio cianuro de potasio

Fe(CN)3 cianuro de hierro (III) tricianuro de hierro

HCN cianuro de hidrógeno*

*En disolución acuosa se denomina ácido cianhídrico

HIDRÓXIDOS: Contienen el anión hidróxido: OH – unido a un metal o grupo con número de oxidación positivo. Al ser negativo, el hidróxido se escribe a la derecha y se nombra diciendo hidróxido de (nombre del metal). La fórmula general será M(OH)m, siendo M un metal de número de oxidación + m

Fórmula Método de Stock Método estequiométrico

Co(OH)3 hidróxido de cobalto (III) trihidróxido de cobalto

Ca(OH)2 hidróxido de calcio dihidróxido de calcio

NH4(OH) Hidróxido de amonio

Hg(OH) Hidróxido de mercurio (I) Hidróxido de mercurio

ÁCIDOS

Ácidos hidrácidos: son combinaciones de no metales con el hidrógeno (este actúa con valencia +I), los elementos que forman estos hidrácidos son F, Cl, Br, I, S, Se y Te. También se incluye el grupo CN – (cianuro). Se nombran acido [nombre no metal]–hídrico y su fórmula es HxX, siendo x la valencia del elemento no metálico

Oxoácidos : Son compuestos con propiedades ácidas (tienen hidrógenos sustituibles y contienen oxígeno en la molécula. Su fórmula general es HaXbOc , donde X normalmente es un no metal y tiene número de oxidación positivo. Se suele usar la nomenclatura tradicional, pero debe conocerse la estequiométrica. En la tradicional, cuando el elemento X tiene más de un estado de oxidación, el menor se indica con la terminación –oso y la mayor –ico; si hay tres números de oxidación, al mayor se le asocia per–( elemento)–ico. Si hay cuatro números de oxidación, al menor de todos se le asocia hipo–(elemento)– oso. En la estequiométrica se pone un prefijo que indica el número de átomos de cada especie, terminando el central en – ato y cerrando el nombre con de prefijo– hidrógeno (Prefijo)–oxo–[No metal]– ato de (prefijo)–hidrógeno

Fórmula Método tradicional Nomenclatura estequiométrica

HClO Ácido hipocloroso Monoxoclorato(I) de hidrógeno

HClO2 Ácido cloroso Dioxoclorato(III) de hidrógeno

HClO3 Ácido clórico Trioxoclorato(V) de hidrógeno

HClO4 Ácido perclórico Tetraoxoclorato(VII) de hidrógeno

El bromo y el yodo forman los mismos ácidos que el cloro

H2SO3 Ácido sulfuroso Trioxosulfato(IV) de hidrógeno

H2SO4 Ácido sulfúrico Tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno

El selenio y teluro forman los mismos ácidos que el azufre

HNO2 Ácido nitroso Dioxonitrato(III) de hidrógeno

HNO3 Ácido nítrico Trioxonitrato(V) de hidrógeno

HPO3 Ácido metafosfórico Trioxofosfato(V) de hidrógeno

H3PO3 Ácido fosforoso Trioxofosfato(III) de hidrógeno

H3PO4

Ácido fosfórico

Ácido ortofosfórico Tetraoxofosfato(V) de hidrógeno

El arsénico forma los mismos ácidos que el fósforo

H2CO3 Ácido carbónico Trioxocarbonato(IV) de hidrógeno

H4SiO4 Ácido silícico Tetraoxosilicato(IV) de hidrógeno

Existe otro grupo de ácidos diácidos o piroácidos estos pueden formarse fácilmente tomando dos moléculas del ácido de referencia y eliminando una molécula de agua. Ácido disulfúrico = 2(Ácido sulfúrico) – agua. 2·( H2SO4) – H2O) = H2S2O7 Algunos de los ácidos citados realmente no existen pero si sus sales, por tanto, es conveniente citarlos para poder formar las correspondientes sales:

Ácido mangánico: H2MnO4 ; Ácido crómico: H2CrO4 [formalmente son como el ac. sulfúrico]

Ácido permangánico: HMnO4 [formalmente como el ac. perclórico]

Ácido dicrómico: H2Cr2O7

SALES

Sales neutras: Puede considerarse que se forman por reacción química entre un ácido y un hidróxido. Ya se han visto las sales binarias (derivadas de los ácidos hidrácidos) (apartado 6.5) que corresponden a compuestos binarios de un metal y un no metal

Las oxosales se derivan de los oxoácidos. No obstante, en ocasiones no existen los ácidos correspondientes pero si las sales que originan. Para hallar la fórmula se escribe primero el catión (derivado del hidróxido) y después el anión (derivado del ácido) intercambiando los números de oxidación y simplificando tal como se ha comentado previamente.

Para nombrarlo, tanto en el método de Stock como en el estequiométrico se nombran primero el anión y después el catión (con los correspondientes prefijos en el método estequiométrico). Puesto que en la actualidad, la práctica habitual en la comunidad científica es usar el método de Stock, sólo usaremos este. [anión(–uro) (– ito) (–ato)] de [catión (nº oxidación en romanos)]

Sales ácidas

Se forman cuando no se sustituyen todos los hidrógenos del ácido poliprótico precursor. Se nombran como la correspondiente sal indicando la presencia de hidrógenos de dos modos a. anteponiendo la palabra hidrógeno con el prefijo griego que indica el número de hidrógenos (se omite si sólo puede haber uno) hidrogenosulfuro de sodio: NaHS dihidrógenofosfato de potasio: KH2PO4

b. poniendo la palabra ácido después de la palabra que indica el anión con el prefijo indicativo del número de hidrógenos presentes sulfuro ácido de sodio: NaHS fosfato diácido de potasio: KH2PO4

Existen algunos casos donde se usa, por costumbre, la nomenclatura tradicional. Se antepone el prefijo bi– a la palabra que reconoce el anión: bicarbonato de sodio: NaHCO3 bisulfito de potasio: NaHSO3

Fórmula Nombre Fórmula Nombre

Fe(NO3)3 nitrato de hierro(III) NH4ClO4 perclorato de amonio

Fe3(PO4)2 fosfato de hierro(II) PbSO4 sulfato de plomo(II)

(NH4)2SO4 sulfato de amonio K2Cr2O7 dicromato de potasio

K2CO3 carbonato de potasio ZnSO3 sulfito de cinc

FePO4 fosfato de hierro(III) CuNO2 nitrito de cobre(I)

Fe(NO2)3 nitrito de hierro(III) Ni(NO3)2 nitrato de níquel(II)

Mg(NO2)2 nitrito de magnesio Cr2(SO4)3 sulfato de cromo(III)

Al(NO3)3 nitrato de aluminio LiNO3 nitrato de litio

Ba(NO3)2 nitrato de bario Li2SO3 sulfito de litio

NiSO4 sulfato de níquel(II) Na2Cr2O7 dicromato de sodio

Sr(ClO4)2 perclorato de estroncio KNO2 nitrito de potasio

KClO3 clorato de potasio K3PO4 fosfato de potasio

Fe2(SO3)3 sulfito de hierro(III) NH4MnO4 permanganato de amonio

KNO3 nitrato de potasio CuCrO4 cromato de cobre(II)

BaCrO4 cromato de bario FeSO4 sulfato de hierro(II)

Na3PO4 fosfato de sodio NH4BrO3 bromato de amonio

K2SO4 sulfato de potasio ZnCO3 carbonato de cinc

NaNO2 nitrito de sodio Co(NO3)2 nitrato de cobalto(II)

Ca3(PO4)2 fosfato de calcio Cd3(PO3)2 fosfito de cadmio

Ba(NO2)2 nitrito de bario NaClO hipoclorito de sodio

Ba(ClO2)2 clorito de bario Ba3(PO4)2 fosfato de bario

Pb(CO3)2 carbonato de plomo(IV) HgNO3 nitrato de mercurio(I)

LiNO2 nitrito de litio NaClO3 clorato de sodio

Hg2SO3 sulfito de mercurio(I) CuSO4 sulfato de cobre(II)

Mg(ClO4)2 perclorato de magnesio Ni(NO3)3 nitrato de níquel(III)

Ca(ClO2)2 clorito de calcio Na2SO4 sulfato de sodio

Sr(NO2)2 nitrito de estroncio Ti(NO3)2 nitrato de titanio(II)

FeCO3 carbonato de hierro(II) Na2CrO4 cromato de sodio

K2MnO4 manganato de potasio Na2SO3 sulfito de sodio

NaMnO4 permanganato de sodio HgSO3 sulfito de mercurio(II)

KBrO hipobromito de potasio Hg2CrO4 cromato de mercurio(I)

Pb(HCO3)2 hidrogenocarbonato de plomo(II) Cr(HSO4)3 hidrogenosulfato de cromo(III)

NaH2PO4 dihidrógenofosfato de sodio Fe(HS)2 hidrogenosulfuro de hierro(II)

10. COMPUESTOS DE ADICIÓN

Son compuestos (sólidos la mayoría) que en su estructura incorporan sustancias distintas. Se nombran citando las dos sustancias y al final, entre paréntesis, se pone una fracción que indica la proporción en que intervienen. Si una de las sustancias es agua se termina en monohidrato, dihidrato, etc.

IONES: Son especies cargadas eléctricamente por pérdida o ganancia de electrones. No existen aisladamente sino en asociación de iones de signo opuesto

Cationes: Son especies mono o poliatómicas con carga positiva, M n+, donde M es una especie con tendencia a peder electrones (metales). Se nombran indicando ion nombre (n+) o también catión nombre (carga en nº romanos). Cuando la carga del ion no ofrece dudas se puede prescindir de ella.

Fórmula Nombre

Na + ion sodio catión sodio

Cr 3 + ion cromo(+3) catión cromo(III)

Cu 2 + ion cobre(+2) catión cobre(II)

Al 3 + ion aluminio catión aluminio

NH4 + ion amonio catión amonio

H3O + ion oxónio catión oxónio

Existen muchos más cationes poliatómicos, pero no son objeto de estudio en este curso

Aniones: Son especies mono o poliatómicas con carga negativa, X x–

Fórmula Nombre

CaCl2·8NH3 cloruro de calcio – amoniaco (1/8)

BiCl3·3PCl5 cloruro de bismuto(III) – cloruro de fósforo(V) (1/3)

BF3·2H2O Fluoruro de boro–agua (1/2) ; fluoruro de boro dihidratao

CuSO4·5H2O Sulfato de cobre(II)–agua (1/5) ; sulfato de cobre(II) pentahidratado

Aniones monoatómicos: Se nombran indicando ion o anión y reemplazando la terminación del elemento por –URO, excepto para el oxígeno. En algunos casos se usan contracciones de los nombres. Muchos pueden considerarse como derivados de los ácidos hidrácidos.

Fórmula Nombre Fórmula Nombre

H – anión hidruro S 2 – anión sulfuro

F – anión fluoruro Se 2 – anión seleniuro

Cl – anión cloruro N 3 – anión nitruro

Br – anión bromuro P 3 – anión fosfuro

I – anión yoduro As 3 – anión arseniuro

O 2 – anión óxido C 4 – anión carburo

O2 2 – anión peróxido

Aniones poliatómicos : Existe un gran número de aniones poliatómicos, entre ellos estudiaremos algún caso especial y los derivados de los ácidos. Casos particulares: Entre los muchos casos que existen destacaremos los siguientes, estos se tratan como si fuesen monoatómicos

Anión hidróxido: OH – Anión cianuro: CN –

Derivados de ácidos: Como norma general se cambian las terminaciones de los ácidos de acuerdo con la siguiente regla:

Ácido anión

– ico – ato

– oso – ito

Muchos pueden hallarse a partir de los correspondientes ácidos quitando de la fórmula iones H + y generando tantas cargas negativas como H + se quitan.

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CONCEPTOS BÁSICOS DE QUÍMICA INORGÁNICA