Nomenclatura y Formulacion de Los Compuestos Inorganicos Schaum Medilibros.com

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1

INTRODUCCIÓN

En el estudio de la Química Inorgánica, es imprescindible establecer un lenguaje específico que nos permita identificar los compuestos a los que nos estamos refiriendo en cada momento y distinguir a unos de otros por sus nombres y fórmulas. Para utilizar adecuadamente este libro es necesario partir de algunos conocimientos básicos como los representados por los términos átomo, ion, isótopo, elemento, compuesto, molécula, enlace, configuración electrónica, etc., que se pueden encontrar en cualquier texto básico de Química. En este primer capítulo se presentan a modo de introducción, algunos otros conceptos que serán profusamente mencionados a lo largo del libro y que así se podrán tener más fácilmente presentes.

1.1

SÍMB MBO OLO AT ATÓMI MIC CO

Es el conjunto de una, dos o tres letras que se usa para representar un átomo en una fórmula química.

Ejemplo 1.1 Elemento

Símbolo

Hidrógeno

H Fe

Hierro

Frecuentemente, para describir adecuad amente un elemento químico se acompaña su símbolo atómico con subíndices y superíndices que dan información sobre su número atómico, número másico y carga iónica. Como recordará: –

El número atómico es el número de protones de ese átomo.

–

El número másico es el número total de protones y neutrones de ese átomo.

Así, el número másico A de un átomo de símbolo X se indica por un superíndice a la izquierda ( AX); la carga q1 q2 iónica q por un superíndice a la derecha acompañado del correspondiente signo 1 o 2 (X o X , no debe utilizarse X1q o X2q); y el número atómico Z se indica por un subíndice a la izquierda ( z X).

Ejemplo 1.2 Observe como se representa un átomo de azuf re (S), (S), de número másico 32 32 y con dos cargas positivas (21).

Nº másico

Nº atómico

32

21

Carga iónica

S 16 1

2

NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN DE LOS COMPUESTOS COMPUESTOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS

En la tabla siguiente se muestra n los símbolos de los elementos ordenados por números atómicos creciente s, junto con sus masas atómicas y configuraciones electrónicas más externas. Las masas atómicas mostradas son valores promedios (en unidades de masa atómica) teniendo en cuenta la abundancia isotópica natural de cada elemento. Recuerde que una unidad de masa atómica (uma) es la doceava parte de la masa de un átomo de 12C (carbono-12).

TABLA 1.1 Número atómico

S í m b o lo

1

Estructura electrónica más externa

Nombre

Masa atómica

H

Hidrógeno

1,0079

1s1

2

He

Helio

4,0026

1s2

3

Li

Litio

6,941

2s1

4

Be

Berilio

9,012

2s2

5

B

Boro

10,810

2s2 sp1

6

C

Carbono

12,011

2s2 2p2

7

N

Nitrógeno

14,006

2s2 2p3

8

O

Oxígeno

15,999

2s2 2p4

9

F

Flúor

18,998

2s2 2p5

10

Ne

Neón

20,179

2s2 2p6

11

Na

Sodio

22,989

3s1

12

Mg

Mag nesio

24,305

3s2

13

Al

Aluminio

26,981

3s2 3p1

14

Si

Silicio

28,085

3s2 3p2

15

P

Fósforo

30,973

3s2 3p3

16

S

A z uf re

32,066

3s2 3p4

17

Cl

Cloro

35,452

3s2 3p5

18

Ar

Argón

39,948

3s2 3p6

19

K

Potasio

39,098

4s1

20

Ca

Calcio

40,078

4s2

21

Sc

Escandio

44,956

3d1 4s 2

22

Ti

Titanio

47,88

3d2 4s 2

23

V

Vanadio

50,941

3d3 4s 2

24

Cr

Cromo

51,996

3d5 4s 1

25

Mn

Manganeso

54,938

3d5 4s 2

26

Fe

Hier ro

55,847

3d2 4s 2

27

Co

Cobalto

58,933

3d7 4s 2

28

Ni

Niquel

58,69

3d8 4sv

INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓ N 3

TABLA 1.1 (continuación) S í m b o lo

29

Cu

Cobre

63,546

3d10 4s 1

30

Zn

Cinc

65,39

3d10 4s 2

31

Ga

Galio

69,723

4s2 4p1

32

Ge

Ger manio

72,61

4s2 4p2

33

As

Arsénico

74,921

4s2 4p3

34

Se

Selenio

78,96

4s2 4p4

35

Br

Bromo

79,904

4s2 4p5

36

Kr

K riptón

83,80

4s2 4p6

37

Rb

Rubidio

85,467

5s1

38

Sr

Estróncio

87,62

5s2

39

Y

Itrio

88,905

4d1 5s 2

40

Zr

Circonio

91,224

4d2 5s 2

41

Nb

Niobio

92,906

4d4 5s 1

42

Mo

Molibdeno

95,94

4d5 5s 1

43

Tc

Tecnecio

98,906

4d5 5s 2

44

Ru

Rutenio

101,07

4d7 5s 1

45

Rh

Rodio

102,905

4d8 5s 1

46

Pd

Paladio

106,42

4d10 5s 0

47

Ag

Plata

107,868

4d10 5s 1

48

Cd

Cadmio

112,411

4d10 5s 2

49

In

Indio

114,82

5s2 5p1

50

Sn

Estaño

118 ,710

5s2 5p2

51

Sb

Antimonio

121,75

5s2 5p3

52

Te

Teluro

127,60

5s2 5p4

53

I

Yodo

126,904

5s2 5p5

54

Xe

Xenón

131,29

5s2 5p6

55

Cs

Cesio

132,905

6s1

56

Ba

Bario

137,27

6s2

57

La

Lantano

138,905

5d1 6s 2

58

Ce

Cerio

140,115

4f 2 5d 0 6s2

59

Pr

Praseodimio

140,907

4f 3 5d 0 6s2

60

Nd

Neodimio

144,24

4f 4 5d 0 6s2

Nombre

Masa atómica


Número atómico

4


TABLA 1.1 (continuación) S í m b o lo

61

Pm

Prometio

62

Sm

Samario

150,36

4f 6 5d 0 6s2

63

Eu

Europio

151,965

4f 7 5d 0 6s2

64

Gd

Gadolinio

157,25

4f 7 5d 1 6s2

65

Tb

Terbio

158,925

4f 9 5d 0 6s2

66

Dy

Disprosio

162,50

4f 10 5d 0 6s2

67

Ho

Holmio

164,930

4f 11 5d 0 6s2

68

Er

Erbio

167,26

4f 12 5d 0 6s2

69

Tm

Tulio

168,934

4f 12 5d 0 6s2

70

Yb

Iterbio

173,04

4f 14 5d 0 6s2

71

Lu

Lutecio

174,967

4f 14 5d 1 6s2

72

Hf

Hafnio

178,49

5d2 6s 2

73

Ta

Tántalo

180,948

5d3 6s 2

74

W

Wolframio

183,85

5d4 6s 2

75

Re

Renio

186,207

5d5 6s 2

76

Os

Osmio

190,2

5d6 6s 2

77

Ir

Iridio

192,22

5d7 6s 2

78

Pt

Platino

195,08

5d9 6s 1

79

Au

O ro

196,966

5d10 6s 1

80

Hg

Mercurio

200,59

5d10 6s 2

81

Tl

Talio

204,383

6s2 6p1

82

Pb

Plomo

207,2

6s2 6p2

83

Bi

Bismuto

208,980

6s2 6p3

84

Po

Polonio

(209)

6s2 6p4

85

At

Astato

(210)

6s2 6p5

86

Rn

Radón

(222)

6s2 6p6

87

Fr

Francio

(223)

7s1

88

Ra

Radio

89

Ac

Actinio

90

Th

Torio

232,038

6d2 7s 2

91

Pa

Protactinio

2 31,035

5f 2 6d 1 7s2

92

U

Uranio

238,028

5f 3 6d 1 7s2

Nombre

Masa atómica


Número atómico

(145)

226,025 (227)

4f 5 5d 0 6s2

7s2 6d1 7s 2


TABLA 1.1 (continuación)

1.2

S í m b o lo

93

Np

Neptunio

237,048

5f 4 6d 1 7s2

94

Pu

Plutonio

(244)

5f 6 6d 0 7s2

95

Am

Americio

(243)

5f 7 6d 0 7s2

96

Cm

Curio

(247)

5f 7 6d 1 7s2

97

Bk

Berkelio

(247)

5f 9 6d 0 7s2

98

Cf

Califor nio

(251)

5f 10 6d 0 7s2

99

Es

Einstenio

(252)

5f 11 6d 0 7s2

100

Fm

Fermio

(257)

5f 12 6d 0 7s2

101

Md

Mendelevio

(258)

5f 13 6d 0 7s2

102

No

Nobelio

(259)

5f 14 6d 0 7s2

103

Lr

Lawrencio

(262)

5f 14 6d1 7s2

104

Rf

Rutherfordio

(261)

6d2 7s 2

105

Db

Dubnio

(262)

6d3 7s 2

106

Sg

Seaborgio

(266)

6d4 7s 2

107

Bh

Boh rio

(264)

6d5 7s 2

108

Rf

Hassio

(269)

6d6 7s 2

109

Mt

Meitnerio

(268)

6d7 7s 2

110

Ds

Darmstadtio

(271)

6d8 7s 2

111

Rg

Roentgenio

(272)

6d9 7s 2

112

Uub

Ununbio

(285)

6d10 7s 2

113

Uut

Ununtrio

(284)

7s2 7p1

114

Uuq

Ununquadio

(289)

7s2 7p2

115

Uup

Ununpentio

(288)

7s2 7p3

116

Uuh

Ununhexio

(292)

7s2 7p4

Nombre

Masa atómica


Número atómico

TAB ABLA LA PERI RIÓ ÓDICA

La Tabla Periódica —o Sistema Periódico — es un u n ordenamiento de los elementos en filas y columnas, en orden creciente de números atómicos y de acuerdo con su configuración electrónica. En la Tabla Periódica se denominan:

Períodos a las filas horizontales. – Grupos a las columnas verticales. –

Al final de este capítulo se muestran dos versiones de la Tabla Periódica: la convencional de 18 Grupos y la expandida de 32. Por su mayor claridad, en este texto usaremos la numeración de Grupos más recientemente propuesto por la IUPAC, IUPAC, que consiste en numerarlos del 1 al 18.

6


De acuerdo con su posición en la Tabla, los elementos se clasifican de diversos modos. El más general es el siguiente:

TABLA 1.2 Metales

Elementos

Semimetales No metales

Otras agrupaciones de elementos reciben también nombres colectivos cuyo uso está muy extendido.

TABLA 1.3 Nombre colectivo

Elementos

Elementos de grupos principales

Los de los Grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y 18 (excepto (ex cepto el hidrógeno).

Elementos característicos

Los dos primeros elementos de los grupos principales (excepto (ex cepto los del Grupo 18).

Metales alcalinos

Elementos del Grupo 1 (excepto el hidrógeno).

Metales alcalinotérreos

Elementos del Grupo 2 (No siempre se i ncluye el berilio ( Be) y magnesio (Mg) bajo esta denominación).

Calcógenos

Elementos del Grupo 16.

Halógenos Gases nobles

Elementos del Grupo 17.

Lantánidos Actínidos

Elementos del lantano (La) al lutecio ( Lu).

Elementos de transición Primera serie de transición Elementos de transición interna Tierras raras

Elementos del Grupo 18. Elementos del actinio (Ac) al laurencio ( Lr). Los de los Grupos 3 al 11. El Grupo 12 tambien se suele incluir. Elementos del escandio (Sc) al cobre (Cu).

Lantánidos y actínidos. Escandio (Sc), ítrio (Y) y los lantánidos .

Los elementos 112-11 112-116 6 han sido sintetizados si ntetizados recientemente, r ecientemente, pero aú n no han sido nombrados. También se han hecho otras agr upaciones que clasifican los elementos en función de su conf iguración electrónica electrón ica y que resultan muy útiles para racionalizar la reactividad de los miembros de cada una de esas agrupaciones, que mostramos a continuación.

TABLA 1.4 Nombre colectivo Elementos del bloque s Elementos del bloque p Elementos de bloque d Elementos del bloque f

Elementos Li, Be y otros elementos de sus Grupos. Del B al Ne y otros elementos de sus Grupos. Del Sc al Zn y otros elementos de sus Grupos. Del Ce al Lu y otros elementos de sus Grupos.


1.3

NÚME NÚ MER RO DE DE OXI OXID DACI CIÓ ÓN

El número de oxidación —o estado de oxidación — de un átomo X en un compuesto químico XX-Y Y, es la carga que presentaría presentar ía dicho átomo si los pares electrónicos de su enlace con Y fuesen asignados al átomo más electronegativo de los dos. Si hubiese varios enlaces, se aplicaría el mismo procedimiento a todos ellos. Un elemento puede, pues, presentar distintos dist intos estados de oxidación dep endiendo del compuesto del que forme parte. Los números de oxidación son entonces una med ida de la capacidad de combinación de ese átomo, y se representan mediante numerales romanos que pueden ser, según los casos, positivos, negativos o cero. En este último caso —por ejemplo, en sustancias homoatómicas—, su represent ación es 0. Estos números se utilizan con profusión en nomenclatura sistemática ( sistema paréntesis, inmediatamente in mediatamente después despué s del nombre del elemento elemento al que se refieren.

de Stock) y se escriben entre

El signo 1 no se escribe, pero sí el 2. Sin embargo, en este texto, incluiremos el signo 1 en algunas tablas, para proporcionar la máxima clar idad al lector. En la Tabla Periódica que acompaña a este capítulo se muestran los números de oxidación más usuales de todos los elementos. Será fácil recordar los principales nú meros de oxidación de muchos de ellos asociándolos a su posición en dicha tabla.

1.4

NÚME MER RO DE CAR ARG GA

El número de carga de un ion es el número que representa su carga iónica. Se utiliza con cationes y aniones, pero nunca con especies neutras. En nomenclatura sistemática (sistema de Ewens-Bassett ), se representa por un numeral arábico seguido del signo 1 o 2 entre paréntesis. Estos números se utilizarán ampliamente en los últimos capítulos de este texto.

1.5

FÓR MULAS

Son representaciones muy sencillas de los compuestos químicos basadas en el uso de símbolos, subíndices, paréntesis, trazos, etc. Una fórmula debe designar a un compuesto lo más claramente posible y evitar ambigüedades. Las podemos clasificar en:

Ejemplo 1.3

Fórmulas

Empíricas

KCl

CaSO4

Moleculares Estructurales (desarrolladas)

S2Cl2

H2O

Las normas de formulación para los distinto s tipos de compuestos inorgánicos se verán en los capítulos sucesivos. A continuación se indican sucintamente las caracte rísticas de los tipos más importantes de fórmulas y la información que proporcionan.

Fórmula empírica La fórmula empírica de un compuesto es la formada por los símbolos atómicos y los subíndices numéricos apropiados. La fórmula empírica refleja la composición del compuesto expresada de mane ra que, utilizando números enteros para los subíndices, subí ndices, su relación sea la menor posible. En consecue ncia, una fórmula empírica empír ica muestra solamente la composición estequiométrica del compuesto, y por ello no permite calcular su masa molecular o iónica. Este tipo de fórmulas suelen utilizarse para representar compuestos de estructura espacial indefinida o infinita, tales como redes iónicas o metálicas, polímeros, etc., que no forman moléculas discretas.

8


Ejemplo 1.4 KCl

CaSO 4

(HBO2)n

Fórmulas moleculares Las fórmulas moleculares reflejan la composición exacta de las moléculas de un compuesto formado por moléculas discretas, y por tanto dan información sobre los elementos que la constituyen, la estequiometría y permiten calcular las masas moleculares. Para referirse a las fórmulas de iones, radicales, etc., que no son estrictamente “moléculas”, se utiliza también el nombre de fórmula de grupo.

Ejemplo 1.5 Fórmula molecular

Fórmula incorrecta

H 2O S2Cl2

SCl

H4P2O6

H 2PO3

Fórmulas estructurales o desarrolladas desarrollada s Son fórmulas que proporcionan mucha más información que las anter iores, al especificar no sólo la composición sino sino también las conexiones entre los distintos átomos que constituyen el compuesto y su posición en el espacio. El grado de información que proporcionan puede ser muy variable y así, si se desea, se pueden distinguir los diversos tipos de enlace mostrándolos con trazos simples, dobles o triples. Se puede también elegir entre trazos continuos o discontinuos para mostrar la “tridimensionalidad” del compuesto (estéreoformulas). Como se puede ver, las fórmulas desarrolladas son las “representaciones” que más se aproximan a la realidad de la estructura química y por eso son especialmente útiles para el estudio de la reactividad y propiedades de los compuestos químicos. Obsérvese a continuación algunas fórmulas estructurales del información que proporciona cada una.

nótese el distinto grado de ácido difosfórico, y nótese

Ejemplo 1.6 Fórmula molecular H4P2O7

Fórmulas desarrolladas (OH)2OPOPO(OH) 2



1.6

Fórmulas desarrolladas

SIS ISTE TEMA MASS DE DE NO NOME MEN NCL CLA ATU TURA RA

Al igual que con las fórmulas, fórmulas, un nombre debe defini r un compuesto del modo más claro e inambigüo posible. En este libro, veremos cómo se nombran los distintos tipos de compuestos inorgánicos utilizando esencialmente nomenclatura sistemática. Sólo en aquellos casos en los que está admitida por la comunidad científica, utilizaremos la nomenclatura tradicional u otras semisistemáticas.

1 0

TABLA TAB LA 1.5 TAB TABLA LA PERIÓDI PERIÓDICA CA CON CON LOS NÚMEROS DE DE OXIDA OXIDACIÓN MÁS FRECUENTES

1 IA

2 IIA

3 IIIA

4 IVA IVA

5 VA

6 VIA

7 VIIA

9 VIIIA

8

11 IB

10

12 IIB

13 IIIB

14 IVB

15 VB

16 VIB

17 VIIB

18 VIIIB

3

2

H

He

1I 2I

3

4

5

6

7

8

9

10

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

1I

1II

1III

–I –II

2I

1I V 1I I

–II –I V

1V 1II 1IV 1I 1III

–III

11

12

13

14

15

16

17

18

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

1I

1III

1I

1I V 1I I

–I I –IV

1V 1III –III

1VI

1II

1I V

–I I

1VII

1I

1V

2I

1III

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

1II

1III

1IV

1V

1III

1II

1II

1III

1II

1V 1III –III

1I

1IV

1IV –IV

1VII

1III

1IV

1V

2I

–II

1III

1I

1II

37

38

39

40

Rb

Sr

Y

Zr

1I

1II

1III

1IV

55

56

Cs

Ba

1I

1II

57

71

La-Lu

1IV

1VII

1III

1VI

1II

1IV

41

Nb

73 1V

1II

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

1IV

1I

1II

1III

1IV

1V 1III –III

1VII

1I

1IV

1V

2I

–II

1III

1III

1VII

74

1II

1III 1II

87

88

Ra 1II

89

1IV

Os

1VI

1IV

1II 1III

1IV

76

Re 1II

1VI

1III 1VIII

75

W 1VI 1V

1I

1VI

Ru

1VII

1IV

Fr

1I

43

1IV

Ta

1III

1II

Tc

1VI

72

1III

1II

42

1V

1IV

1III

1II

Mo

1III

Hf

1III

1II

1VI

1III

1VIII

1II

1II

1VI

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

1III

1II

1III

1IV

1V

1II

1I 1V

1I

1I

1I

1II

1II

1IV

1III

1VI

1IV

1II

1IV

1III –III

2I

103

Ac-Lr 57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

1II

1II

1III

1III

1III

1III

1III

1II

1II

1III

1III

1III

1III

1III

1III

1III

1III

1IV

1IV

1III

1III

92

93

89

90

91

Ac

Th

Pa

1III

1IV

1IV

1III

1V

1III

1V

1III

1V

1III

1V

1IV

1IV

1VI

1IV

1VI

1IV

1VI

1IV

1VI

U

94

1IV

Np

95

Pu

Am

96

97

98

99

100

101

102

103

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

1III

1III

1III

1III

1III

1II

1II

1III

1III

1IV

1III

TABLA TA BLA 1.6 1.6 TA TABLA BLA PERIÓ PERIÓDI DICA CA DE DE 32 COL COLUMNA UMNASS

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17 18

1

2

H

He

3

4

Li Be 11

12

Na Mg 19

20

21

K Ca 37

38

39

Rb Sr 55

56

22

Sc Ti 40

23

V 41

24

25

42

43

Y Zr Nb Mo Tc 57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

26

27

28

29

30

Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

74

75

44

45

46

47

48

5

6

7

8

B

C

N

O

13

14

15

16

Al

Si

P

S

31

32

33

Ga

Ge

As

49

Ru Rh Pd Ag Cd In 76

Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os

77

78

79

80

Ir Pt Au Hg

34

9

10

F Ne 17

18

Cl Ar 35

36

Se Br Kr

50

51

52

53

54

Sn

Sb

Te

I

Xe

84

85

86

81

82

83

Tl

Pb

Bi

Po At Rn

N O M E N C L A T U R A Y F O R M U L A C I Ó N D E L O S C O M P U E S T O S I N O R G Á N I C O S

TABLA TA BLA 1.6 1.6 TA TABLA BLA PERIÓ PERIÓDI DICA CA DE DE 32 COL COLUMNA UMNASS

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17 18

1

2

H

He

3

4

Li Be 11

12

Na Mg 19

20

21

K Ca 37

38

39

Rb Sr 55

56

22

Sc Ti 40

23

V 41

24

25

42

43

Y Zr Nb Mo Tc 57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

26

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

28

29

30

74

75

44

106

107

45

46

47

48

6

7

8

C

N

O

76

108

77

78

79

80

Ir Pt Au Hg 109

110

111

112

9

13

14

15

16

Al

Si

P

S

31

32

33

Ga

Ge

As

49

Ru Rh Pd Ag Cd In

Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os 87

27

Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

5

B

10

F Ne 17

18

Cl Ar

34

35

36

Se Br Kr

50

51

52

53

54

Sn

Sb

Te

I

Xe

84

85

86

81

82

83

Tl

Pb

Bi

113

114

115

Po At Rn 116

Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Rf Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh

I N T R O D U C C I Ó N 1 1

TABLA TAB LA 1.7 1.7 TAB TABLA LA PERIÓD PERIÓDIC ICA A DE DE 32 32 COLUMNA COLUMNASS

1 1A 1

24

H

Cr

Hidrógeno 1,008

2 2A

18 8A 2

Número atómico

13 3A

Cromo Masa atómica

52,00

14 4A

15 5A

16 6A

17 7A

He Helio 4,003

3

4

5

6

7

8

9

10

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Litio

Berilio

Boro

Carbono

Nitrógeno

Oxígeno

Flúor

Neón

6,941

9,012

10,81

12,01

14,01

16,00

19,00

20,18

11

12

13

14

15

16

17

18

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

Sodio

Magnesio

22,99

24,31

3 3B

4 4B

5 5B

6 6B

7 7B

8

9 8B

10

11 1B

12 2B

Aluminio

Silicio

Fósforo

Azufre

Cloro

Argón

26,98

28,09

30,97

32,07

35,45

39,95

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Potasio

Calcio

Escandio

Titanio Tita nio

Vanadio

Cromo

Manganeso

Hierro

Cobalto

Níquel

Cobre

Zinc

Galio

Germanio

Arsénico

Selenio

Bromo

Kriptón

39,10

40,08

44,96

47,88

50,94

52,00

54,94

55,85

58,93

58,69

63,55

65,39

69,72

72,59

74,92

78,96

79,90

83,80

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Rubidio

Estroncio

Itrio

Zirconio

Niobio

Molibdeno

Tecn Te cnec ecio io

Rutenio

Rodio

Paladio

Plata

Cadmio

Indio

Estaño

Antimonio

Telur Te lurio io

Yodoo Yod

Xenón

85,47

87,62

88,91

91,22

92,91

95,94

(98)

101,1

102,9

106,4

107,9

112,4

114,8

118,7

121,8

127,6

126,9

131,3

55

56

57

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

Cs

Ba

La

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Cesio

Bario

Lantano

Hafnio

Tánt Tá ntalo alo

Wolframio

Renio

Osmio

Iridio

Platino

Oro

Mercurio

Talio Ta lio

Plomo

Bismuto

Polonio

Astatinio

Radón

132,9

137,3

138,9

178,5

180,9

183,9

186,2

190,2

192,2

195,1

197,0

200,6

204,4

207,2

209,0

(210)

(210)

(222)

(117)

(118)

87

88

89

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

(116)

Fr

Ra

Ac

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

1 2

N O M E N C L A T U R A Y F O R M U L A C I Ó N D E L O S C O M P U E S T O S I N O R G Á N I C

TABLA TAB LA 1.7 1.7 TAB TABLA LA PERIÓD PERIÓDIC ICA A DE DE 32 32 COLUMNA COLUMNASS

1 1A 1

24

H

Cr

2 2A

Hidrógeno 1,008

18 8A 2

Número atómico

13 3A

Cromo Masa atómica

52,00

14 4A

15 5A

16 6A

17 7A

He Helio 4,003

3

4

5

6

7

8

9

10

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Litio

Berilio

Boro

Carbono

Nitrógeno

Oxígeno

Flúor

Neón

6,941

9,012

10,81

12,01

14,01

16,00

19,00

20,18

11

12

13

14

15

16

17

18

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

Sodio

Magnesio

22,99

24,31

3 3B

4 4B

5 5B

6 6B

7 7B

8

9 8B

10

11 1B

12 2B

Aluminio

Silicio

Fósforo

Azufre

Cloro

Argón

26,98

28,09

30,97

32,07

35,45

39,95

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Potasio

Calcio

Escandio

Titanio Tita nio

Vanadio

Cromo

Manganeso

Hierro

Cobalto

Níquel

Cobre

Zinc

Galio

Germanio

Arsénico

Selenio

Bromo

Kriptón

39,10

40,08

44,96

47,88

50,94

52,00

54,94

55,85

58,93

58,69

63,55

65,39

69,72

72,59

74,92

78,96

79,90

83,80

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Rubidio

Estroncio

Itrio

Zirconio

Niobio

Molibdeno

Tecn Te cnec ecio io

Rutenio

Rodio

Paladio

Plata

Cadmio

Indio

Estaño

Antimonio

Telur Te lurio io

Yodoo Yod

Xenón

85,47

87,62

88,91

91,22

92,91

95,94

(98)

101,1

102,9

106,4

107,9

112,4

114,8

118,7

121,8

127,6

126,9

131,3

55

56

57

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

Cs

Ba

La

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Cesio

Bario

Lantano

Hafnio

Tánt Tá ntalo alo

Wolframio

Renio

Osmio

Iridio

Platino

Oro

Mercurio

Talio Ta lio

Plomo

Bismuto

Polonio

Astatinio

Radón

132,9

137,3

138,9

178,5

180,9

183,9

186,2

190,2

192,2

195,1

197,0

200,6

204,4

207,2

209,0

(210)

(210)

(222)

(117)

(118)

87

88

89

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

(116)

Fr

Ra

Ac

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Francio

Radio

Actinio

Rutherfordio

Dubnio

Seaborgo

Bohrio

Hassio

Meitnerio

Darmestadtio

Roentgenio

Ununbio

Ununtrio

Ununquadio

Ununpentio

Ununhexio

(223)

(226)

(227)

(261)

(262)

(266)

(264)

(269)

(268)

(271)

(272)

(285)

(284)

(289)

(288)

(292)

Metales

Metaloides

No metales

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Cerio

Praseodimio

Neodimio

Prometio

Samario

Europio

Gadolinio

Terb Te rbio io

Disprosio

Holmio

Erbio

Tulio Tu lio

Iterbio

Lutecio

140,1

140,9

144,2

(147)

150,4

152,0

157,3

158,9

162,5

164,9

167,3

168,9

173,0

175,0

103

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Torio To rio

Protactinio

Uranio

Neptunio

Plutonio

Americio

Curio

Berkelio

Californio

Einstenio

Fermio

Mendelevio

Nobelio

Laurencio

232,0

(231)

238,0

(237)

(242)

(243)

(247)

(247)

(249)

(254)

(253)

(256)

(254)

(257)

LOS

ELEMENTOS QUÍMICOS: ELEMENTOS QU ÍMICOS: ESPECIES HOMOATÓMICAS 2.1

2

ELEMENTOS

Los elementos químicos son sustancias fundamentales fu ndamentales constituidas const ituidas por átomos que tienen el mismo número atómico , atómico , es decir, el mismo número de protones en sus núcleos. El número de átomos que forman un elemento es variable, y esto permite clasificarlos fácilmente en: a) Elementos monoatómicos: son los constituidos por un único átomo, tal como ocurre en los gases nobles.

1 2


LOS

ELEMENTOS QUÍMICOS: ELEMENTOS QU ÍMICOS: ESPECIES HOMOATÓMICAS 2.1

2

ELEMENTOS

Los elementos químicos son sustancias fundamentales fu ndamentales constituidas const ituidas por átomos que tienen el mismo número atómico , atómico , es decir, el mismo número de protones en sus núcleos. El número de átomos que forman un elemento es variable, y esto permite clasificarlos fácilmente en: a) Elementos monoatómicos: son los constituidos por un único átomo, tal como ocurre en los gases nobles.

Ejemplo 2.1 El helio (He). Ejemploss representativos representativos se encuentran en los b) Elementos diatómicos: son los formados por dos átomos. Ejemplo halógenos y otros elementos no metálicos tales como el hidrógeno, nitrógeno u oxígeno.

Ejemplo 2.2 La molécula de cloro (Cl 2).

c) Elementos poliatómicos: constituidos por más de dos átomos. En este grupo se incluyen tanto los elementos formados por agrupaciones con un número definido de átomos —moléculas— como aquellos formados por redes indefinidas.

Ejemplo 2.3 El azufre, que puede presentarse formando moléculas de 8 átomos (S 8). El carbono (C) que forma redes indefinidas.

Ejemplo 2.4 Elementos

2.22 2.

Monoatómicos Diatómicos

He, Ne

Poliatómicos

S8, Cn

O2, Br 2

ELEM EL EMEN ENTO TOSS DE EST ESTR RUCT CTURA URA DEF DEFINI INID DA

Formulación

Para representar representar un elemento formado por moléculas moléculas con un número n definido de átomos, átomos, se escribe el símbolo símbolo atómico A con el subíndice n a su derecha (A n). En el caso particular de los elementos monoatómicos ( n=1), por simplicidad, se omite el subíndice. Así, elementos como los gases nobles (helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón), que tienen una estructura monoatómica, se representan por su símbolo, mientras que el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo y yodo, en forma de moléculas diatómicas, se representan por el símbolo del elemento al que se añade el subíndice 2. En los casos de moléculas poliatómicas se utiliza el subíndice que corresponda. 13

14 NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN DE LOS COMPUESTOS COMPUESTOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS

Ejemplo 2.5 Monoatómicos He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatómicos H2, N2, O2, F2, Cl2, Br 2, I2 Poliatómicos P4, S6, S8 Nomenclatura

Para nombrar cualquier elemento de fórmula molecular definida —elementos monoatómicos, diatómicos, etc.— se añade al nombre del átomo, el prefijo numérico que indica el número de átomos de la molécula. Los prefijos que designan los doce primeros números son:

TABLA 2.1 1 2 3

mono di tri

4 tetra 5 penta 6 hexa

7 8 9

hepta octa nona

10 deca 11 undeca 12 dodeca

El prefijo mono- sólo se usa cuando el elemento no existe normalmente en estado es tado monoatómico. En el caso de los elementos diatómicos más comunes, es también frecuente que se omita el prefijo di-.

Ejemplo 2.6 Fóórmula F

2.3

Nombre sistemático

Nombre común

H

Monohidrógeno

Hidrógeno atómico

N

Mononitrógeno

Nitrógeno atómico

N2

Dinitrógeno

Nitrógeno

He

Helio

Br 2

Dibromo

Bromo

ELEME EL EMENT NTOS OS DE ES ESTR TRUC UCTURA TURA IND INDEFI EFINID NIDA A

Formulación

Los elementos de estructura molecular infinita o indefinida —metales y otros elementos químicos que forman redes— se representan por su símbolo atómico, que a veces se acompaña de “descriptores” que informan sobre el estado físico —como la palabra sólido sólido,, entre paréntesis— o del subíndice n, que indica precisamente que el número de átomos no está definido. Nomenclatura

Se nombran utilizando el nombre del átomo constituyente y mencionando su estado físico si es necesario.

LOS ELEMENTOS QUÍMICOS: QUÍMICOS: ESPECIES HOMOATÓMICA HOMOATÓMICAS S 15

Ejemplo 2.7 Fórmula

2.4

Nombre

Fe (sólido)

Hierro

K (sólido)

Potasio

Hg (líquido)

Mercurio

Sen

Selenio

ALÓTROPOS

Se denominan alótropos, o formas alotrópicas, a las distintas modificaciones estructurales en las que se presenta un elemento. Las formas alotrópicas se diferencian entre sí, bien por el número de átomos, o bien por los tipos de red cristalina.

Ejemplo 2.7 El dioxígeno (O 2 ) y el trioxígeno (ozono, O 3 ) son dos formas alotrópicas del oxígeno, y el diamante y el grafito lo son del carbono. Formulación

Se formulan como antes, utilizando el símbolo atómico y el subíndice correspondiente. Nomenclatura

Si la forma alotrópica está constituida por moléculas discretas que poseen un número fijo de átomos, se nombran del modo visto anteriormente para elementos de estructura definida. El prefijo poli- se admite para designar números grandes y desconocidos —cadenas o anillos de gran tamaño, etc. Si un elemento se presenta como una mezcla de alótropos, se denomina simplemente por el nombre del átomo. Además de la nomenclatura sistemática, es frecuente emplear nombres comunes para muchas de las formas alotrópicas más conocidas. Fíjese en que, a menudo, en dichos nombres se utilizan “descriptores” que pueden ser                           Le mostramos una selección de sustancias homoatómicas en la que se incluyen sus nombres sistemáticos y comunes.


Nombre sistemático

Nombre común

O2

Dioxígeno

Oxígeno

O3

Trioxígeno

Ozono

P4

Tetrafósforo

Fósforo blanco

S6

Hexaazufre

S8

Octaazufre

Sn

Poliazufre

S6 1 S8 1 Sn

    Azufre  (Azufre plástico) Azufre


Cuando un elemento posee modificaciones alotrópicas de tipo cristalino, la nomenclatura sistemática incluye términos que describen el tipo de red cristalina. Dada su complejidad, no se describen en este texto. A continuación, mostramos algunos ejemplos incluyendo los nombres comunes, mucho más utilizados.

Ejemplo 2.9 Fórmula Pn Cn Fen

2. 5

Nombre común Fósforo negro Fósforo rojo Diamante Grafito    

ISÓTOPOS

Los isótopos de un elemento son los átomos que poseen el mismo número atómico pero distinta masa atómica, o lo que es igual, el mismo número de protones pero distinto número de neutrones. Formulación

Se representan representa n por el símbolo del elemento ( A), con un superíndice m a la izquierda que especifica la masa atómica, m ( A).

Ejemplo 2.10 El elemento carbono, de número atómico 6 y masa atómica 12, se representa por el símbolo

12

C.

Nomenclatura

Los isótopos reciben el nombre del átomo constituyente seguido del número que indica la masa atómica.

Ejemplo 2.11 El elemento representado por 12C se llama l lama “carbono-1 “carbono -12”. 2”. La excepción la constituye el hidrógeno. Sus tres isótopos reciben los siguientes nombres y símbolos.

Ejemplo 2.12 Símbolo 1

H

2

Nombre Protio

H (o D)

Deuterio

H (o T)

Tritio

3

Las moléculas de dideuterio ( 2H2 o D2 ) y de ditritio ( 3H2 o T2 ), al igual que ya vimos para situaciones análogas, se suelen denominar con los nombres comunes de deuterio y tritio respectivamente.

2.66 2.

FÓRMU RMULA LASS DES DESAR ARR ROLL LLAD ADAS AS

En algunos casos resulta sencillo representar los elementos poliatómicos mediante fórmulas estructurales desarrolladas que indican la disposición espacial de los átomos en la molécula. Tal es el caso de los elementos diatómicos,


dónde se utilizan trazos entre los símbolos atómicos para indicar los enlaces covalentes que se forman por compartición de dos electrones. Los dobles enlaces se indican por dos trazos y los triples por tres. Dichas representaciones                         familiarizarse con las llamadas “representaciones de Lewis”, que figuran en cualquier texto de Química básica, y de las que la mostramos unos ejemplos.

Ejemplo 2.13 Estructura de Lewis

Fórmula molecular

Fórmula desarrollada

H2 Cl2 O2 N2

S8

Ejercicios 2.1.

2.2.

Escriba las fórmulas de las siguientes substancias. a) Mercurio

b) Aluminio

c) Xenón

d) Yodo

e) Monoyodo

f ) D i yo d o

g) Yodo atómico

h) Poliazufre

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre las siguientes substancias. a) Ti

b) 79Br

c) F2

d) Cl

e) 3H2

f) T2

g) O3

h) P

n


2.3.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Seleccione, de entre las siguientes parejas, las fórmulas que representen dos formas alotrópicas de un mismo elemento. a) O2 y O3

b) S6 y S20

c) 16O y 18O

d) 2H2 y 3H2

e) P4 y P

f) C y C60

n

n

Respuesta:

2.4.

Señale cuáles de los siguientes isótopos están descritos incorrectamente. a) 188O

b) 32H

c) 31H

d) 42He

e) 12 26 Mg

Respuesta:

2.5.

Entre los siguientes nombres y fórmulas seleccione aquellos que representan substancias homoatómicas. a) Agua

b) Sal común

c) Diamante

d) Sacarosa

e) Etanol

f) Aire

g) Cuarzo

h) Es Esmeralda

i) Es Estaño gri griss

j) Ma Manganeso 

k) Bronce

l) 81Br 2

m) 2H - 3H

n) HCl

Respuesta:

2.6.

Represente mediante fórmulas desarrolladas, las moléculas siguientes mostrando los pares electrónicos no comRepresente partidos. a) F2

b) O3 a)

c) P4

d) S8 b)


c)

d)

Soluciones 2.1. a)

b)

c)

d)

Hg

Al

Xe

I2

e)

f)

I

g)

I2

h)

I

s

n

2.2. a)

b)

e)

f)

Ditritio Tritio

Ditritio Tritio

2.3.

a)

b)

b)

e)

c)

i)

Dif or lú or or lú F or

rom B rom o7 o9-

Titaio io n

e)

f)

j)

l)

2.4.

2.5.

m)

c)

g)

Trioxígeno Ozono

d)

onoc M on ooro loc ro looroa C rotó atic ióco m

h)

Fósforo negro


2.6. a)

b)

c)

d)

COMPUESTOS BINARIOS DEL HIDRÓGENO

3

Se denominan compuestos binarios a los formados por dos elementos diferentes. Las compuestos binarios formados por hidrógeno con otros elementos, se conocen por hidruros y tienen propiedades físicas y químicas quí micas muy variadas variada s que se relacionan con el mayor o menor menor carácter covalente de sus enlaces en laces y las 1 electronegatividades de sus componentes. El átomo de hidrógeno posee un único electrón (1 s ), que en unos casos se cede fácilmente al otro elemento, mientras que en otros es el hidrógeno el que capta o comparte un electrón del otro elemento. De esta forma se completa el orbital 1 s y adquiere la configuración electrónica del helio (1 s2). Vamos a ver cómo se nombran las combinaciones binarias del hidrógeno con los elementos no metálicos y con los metálicos.

3.11 3.

HID HI DRÓG ÓGEN ENO O CO CON NO NO MET METAL ALES ES

Formulación

Para formular los compuestos binarios de hidrógeno con no metales, siga los siguientes pasos: 1) Escriba los símbolos del hidrógeno y del otro elemento en el orden que establece la siguiente lista, escribiendo primero el que aparece más a la izquierda. izquierd a. B, Si, C, Sb, As, P, N,

H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.

Esta secuencia —basada, aunque no de un modo estricto, en orden de electronegatividades— es también utilizada para la formulación de cualquier otra combinación binaria entre no metales.

2) Escriba, a la derecha de cada símbolo, el subíndice numérico que cor responde al número de oxidación del otro elemento (el subíndice 1 se omite por simplicidad). Para ello tenga en cuenta que en las combinaciones del hidrógeno con no metales, se considera que su número de oxidación es 1I, mientras que al otro elemento le corresponde un número de oxidación negativo. A continuación, mostramos los números de oxidación usuales para los elementos de la lista anterior en sus combinaciones con hidrógeno. Es conveniente que asocies esos números de oxidación con su posición —Grupo —G rupo — en la Tabla Periódica. TABLA 3.1 Grupo

Elementos

Nº de oxidación

13

B

2

III

14

C, Si

2

15

N, P, As, Sb

2

16

O, S, Se, Te

2

17

F, Cl, Br, I, At

2

IV III II I 21


Ejemplo 3.1 Nº de oxidación

Fórmula

Fórmulas incorrectas

H = 1I Si = 2IV

SiH4

H4Si, Si4H

H = 1I N = 2III

NH3

H3 N, N3H

H = 1I

O = 2II

H 2O

OH2, HO2

H = 1I

Br = 2I

H Br

BrH

Como se puede comprobar en los ejemplos anteriores, la suma de los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto neutro es cero. Nomenclatura

Para nombrarlos, vamos a dividir las combinaciones binarias de hidrógeno con no metales en dos grupos.

a) Hidrácidos. Nomenclatura sistemática Los compuestos de hidrógeno con F, Cl, Br, I, S, Se y Te suelen recibir el nombre de hidrácidos , debido a que al disolverse en agua y disociarse generan disoluciones ácidas. – Se nombran añadiendo la terminación ter minación -uro al nombre nombre —a veces abreviado o de origen origen latino— latino— de dichos dichos elementos, seguidos de las palabras de hidrógeno. – Se pueden también ta mbién nombrar añadiéndole aña diéndole al nombre del elemento la ter minación -ano, pero esta nomenclatura es mucho menos menos utilizada. – Los hidrácidos generados en disolución acuosa, se nombran con la palabra ácido seguida del nombre del no metal al que se añade el sufijo -hídrico.

Ejemplo 3.2 Fórmula HF HCl HBr HI HAt H 2S H2Se H2Te

Nombre sistemático Fluor uro uro de hidrógeno Fluor ano ano Cloruro de hidrógeno Clorano Bromuro de hidrógeno Bromano Yoduro de hidrógeno Yodano Astaturo de hidrógeno Astatano Sulfuro de hidrógeno Sulfano Seleniuro de hidrógeno Selano Telururo de hidrógeno Telano

Nombre en disolución acuosa Ácido fluor hídrico hídrico Ácido clorhídrico Ácido bromhídrico Ácido yodhídrico

Ácido sulfhídrico Ácido selenhídrico Ácido telurhídrico

COMPUESTOSS BINARIOS DEL HIDRÓGENO COMPUESTO HIDRÓGENO 23

b) Otros compuestos binarios del hidrógeno con no metales. Nomenclatura sistemática Los compuestos de hidrógeno h idrógeno con otros ot ros no metales (en general, de los G rupos 13, 14, 15 15 y 16) reciben nombres sistemáticos formados por una raíz que indica cuál es el elemento y la terminación -ano. En algunos casos reciben nombres comunes (metano, amoníaco, agua,...) que son los que se utilizan habitualmente.


Nombre sistemático

Nombre común

BH3

Borano

CH4

Carbano

SiH4

Silano

NH 3

A z a no

Amoníaco

PH3

Fosfano

Fosf ina

AsH 3

A r s a no

A rsina

SbH3

Estibano

Estibina

H 2O

Oxidano

Ag u a

Metano

El borano (BH3) no es la combinación habitual de boro con hidrógeno. Este elemento forma agrupaciones de mayorr tamaño que se nombran con mayo con un prefijo prefijo numérico ( di-, tri-, etc.) etc.) que indica el número nú mero de átomos de boro, y la palabra borano, seguida del número de átomos de hidrógeno, entre paréntesis.

Ejemplo 3.4 Fóórmula F B2H6 B3H5 B4H6

Nombre sistemático borano (6) Di borano borano (5) Tri borano Tetra borano (6)

Nombre común Diborano Triborano Tetraborano

Algunos otros no metales también forman hidruros complejos, en los que el no metal forma enlaces consigo mismo. Dichos compuestos se nombran de modo sistemático añadiendo los prefijos di-, tri-, tetra-, etc., al nombre del hidruro hidru ro más simple. Los prefijos numéricos indican el número de átomos del elemento. Le mostramos algunos ejemplos.


Fórmula semidesarrollada

Nombre sistemático

Nombre común

Si2H6

H3SiSiH3

Disilano

Si3H8

SiH3SiH2SiH3

Trisilano

Si4H10

SiH3SiH2SiH2SiH3

Tetrasilano

N2H4

H2 NN NNH H2

Diazano

Hidrazina

P2H4

H2PPH2

Difosfano

Difosfina


Ejercicios 3.1.

3.2.

3.3.

Formule los siguientes compuestos. a) Clo Cloru rurro de de hid hidró róg geno

b) Se Seleniu iurro de de hid hidró róg geno

c) Tel Telu uru rurro de de hid hidró róge genno

d) Amo Amonníac acoo

e) Arsano

f) Tetraborano(10)

g) Fosfina

h) Pentasilano

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguientes compuestos. a) H2S

b) HF (en agua)

c) AsH3

d) DI

e) H79Br

f) D2O

g) CH4

h) B2H 6

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Señale, en cada par, la fórmula correcta. a)

1) H 81Br

2) 81BrH

b)

1) H 2Te

2) TeH2

c)

1) As2H4

2) H4As2


d)

1) HS

2) H2S

e)

1) D3N

2) ND3

f)

1) Si2H6

2) Si2H10

a)

3.4.

b)

d)

e)

f)

Señale, en cada par, el nombre correcto. a)

1) Hidruro de bromo

2) Bromuro de hidrógeno

b)

1) Seleniuro de hidrógeno

2) Dihidruro de selenio

c)

1) Silano

2) Hidruro de tetrasilicio

d)

1) Fosforuro de hidrógeno

2) Fosfina

e)

1) Pentahidruro de nitrógeno

2) A zano

f)

1) Ácido de cloro

2) Ácido clorhídrico

a)

3.22 3.

c)

b)

c)

d)

e)

f)

HID HI DRÓG ÓGEN ENO O CO CON ME METAL ALES ES

Las combinaciones binarias de hidrógeno con metales se conocen como hidruros metálicos. Formulación

La fórmula se construye con símbolos y subíndices como en el caso de los no metales. El símbolo del metal va siempre delante del símbolo del hidrógeno. hid rógeno. En estos compuestos se considera que el hidrógeno tiene un número de oxidación 2I, mientras que el del metal es positivo. Le recordamos los números de oxidación más frecuentes en algunos metales.

TABLA 3.2 Grupo

Elementos

Nº de oxidación

1

Li, Na, K, Rb, Cs

1

I

2

Be, Mg, Ca, Sr, Ba

1

13

Al, Ga

1

14

Ge, Sn, Pb

1

II

III

IV

Ejemplo 3.6 Nº de oxi xiddación

Fórm rmuula correcta

Fórmul ulaas incorrectas

H = 2I Na = 1I

Na H

H Na, Na1H1

H = 2I Ca = 1II

CaH 2

H2Ca, Ca2H

H = 2I Al = 1III

AlH 3

H3Al, Al3H

H = 2I Pb = 1IV

PbH4

H4Pb, Pb 4H


Nomenclatura

a) Nomenclatura sistemática Los nombres se forman con la palabra hidruro precedida de un prefijo numérico numér ico ( mono-, di-, tri-, etc.) que indica el número de hidrógenos seguida de la preposición de y el nombre del metal. b) Nomenclatura de Stock Es una nomenclatura sistemática muy utilizada en la que no se usan prefijos numéricos, salvo en casos es peciales. El nombre se forma for ma con la expresión expr esión hidruro de... seguida del nombre del metal y su número de oxidación entre paréntesis. En ambos sistemas de nomenclatura cuando el metal tiene un único número de oxidación y no hay confusión posible (Li, Na, K, Ca,... Ca,...), los los prefijos ( mono-, di-, tri-,.. ,....) o los números de d e oxidación (I, II, III,... III,...)) se pueden suprimir supr imir por innecesarios. inneces arios. En los siguientes ejemplos mostramos los nombres de algunos compuestos utilizando ambos tipos de nomenclatura junto con el nombre que se prefiere cuando es posible omitir los prefijos y/o números de oxidación.


Nombre sistemático

Nombre Stock

Nombre preferido

NaH

Monohidruro Monohidru ro de sodio

Hidruro Hidru ro de sodio(I)

Hidruro Hidr uro de sodio

CaH 2

Dihid r uro de calcio

Hid ru ro de calcio(II)

Hid ru ro de calcio

AlH 3

Trih rihid idrur ruroo de al alumi umini nioo

Hidrur Hi druroo de al alumi umini nio( o(II III) I) Hi Hidrur druroo de al alumi umini nioo

PbH4

Tetr trah ahiidr drur uroo de de pl plomo

Hidr drur uroo de de pl plomo(IV)

Hidr drur uroo de de pl plomo

Los hidruros de metales de los Grupos 14, 15, 16 y 17 se pueden nombrar también como los de los no metales. A continuación, le mostramos cómo nombrar estos compuestos:


Nombre sistemático

Nombre común

GeH4

Germano

SnH4

Estannano

PbH4

Plumbano

BiH3

Bismutano

Bismutina

PoH2

Polano

Poloniuro de hidrógeno

Algunos de estos hidruros presentan agrupaciones superiores, que se nombran con los prefijos di-, tri-, etc., del modo ya visto para no metales (por ejemplo, los silanos).

Ejemplo 3.9 Fóórm F rmul ulaa

Fórm rmul ulaa semi mide dessar arrroll llaada

Sn2H6

H3SnSnH3

Nombre siste tem mát átiico Diestannano


3.3

CÓMO CÓ MO FORMULAR FORMULAR UN HIDRUR HIDRURO O A PARTI PARTIR R DE DE SU NO NOMBRE MBRE SIST SISTEMÁ EMÁTIC TICO O

Para representar la fórmula de un hidruro a partir de su nombre sistemático: 1) Escriba los símbolos del hidrógeno y el del otro elemento. – Si éste es un no metal, necesita saber cuál de los dos símbolos se escribe antes (utilice la secuencia mostrada al principio de este capítulo). – Si es un metal, su símbolo se escribe siempre a la izquierda del hidrógeno. Recuerde que que mono- se suele 2) Coloque los subíndices basándose en los prefijos numéricos mono-, di-, tri-, etc. Recuerde omitir, lo mismo que di-, tri-, etc., si el elemento posee un único número de oxidación. Si la nomenclatura es de tipo Stock, utilice el número de oxidación expresado en el nombre para deducir los subíndices. Recuerde que dicho número es, en la fórmula, el subíndice del hidrógeno.

Ejemplo 3.10 Nombre

3.4

Símbolos Sí

Fórmulas

Fluor uro de hidrógeno

HF

HF

Hidr uro de calcio

Ca H

CaH 2

Hid ru ro de uranio(III)

UH

UH 3

FÓRM RMUL ULAS AS DESAR ARR ROLL LLAD ADAS AS

En algunos hidruros, especialmente aquellos con marcado carácter covalente, las fórmulas estructurales desarrolladas son muy útiles porque indican ind ican la conectividad entre ent re los átomos y su distribución en el espacio, que son esenciales para interpretar inter pretar las propiedades y reactividad rea ctividad del compuesto. Obsérvelo en los siguientes ejemplos.

Ejemplo 3.11 Fórmula molecular HBr

NH 3

CH4



Ejercicios

3.5.

3.6.

3.7.

Formule los siguientes compuestos. a) Hidruro de litio

b) Hidruro de magnesio

c) Estannano

d) Hidruro de estaño(IV)

e) Hid Hidru ruro ro de co cob bre re((I)

f) De Deu uteru ruro ro de so sodio

g) Tri Trih hid idru rurro de de (238U)ur U)uranio anio h) Hidru Hidruro ro de de uranio uranio(II (III) I)

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguientes compuestos. a) KH

b) CsD

c) BeH2

d) Ge GeH H4

e) Sr SrH H2

f) Pb PbH H4

g) Al AlH H3

h) Ga GaH H3

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Señale, en cada par, la fórmula correcta. a)

1) CaH

2) CaH2


b)

1) LiH

2) HLi

c)

1) SrH3

2) SrH 2

d)

1) PbH

2) PbH 4

e)

1) NaH

2) NaH2

f)

1) AlD2

2) AlD3

a)

3.8.

3.9.

b)

c)

d)

e)

f)

Señale, en cada par, el nombre correcto. a)

1) Hidruro de tetraestaño

2) Estannano

b)

1) Aluminuro de hidrógeno

2) Trihidruro de aluminio

c)

1) Hidruro de plomo( VI)

2) Plumbano

d)

1) Hidruro de bario

2) Trihidruro de bario

e)

1) Hidruro de magnesio

2) Dihidruro de dimagnesio

f)

1) Hidruro de calcio

2) Tetrahidruro de calcio

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Dibuje las fórmulas estructurales desarrolladas, mostrando los pares electrónicos no enlazantes. a) HF

b) H2O

c) PH3

d) AlH3

e) Si2H6

f) B 2H6

a)

b)

c)

d)


e)

f)

Soluciones 3.1. a)

b)

HC l

H2Se

e)

f)

B4H10

AsH 3

c)

d)

H 2Te Te

NH 3

g)

h)

H P

Si5H12

3

SiH3 SiH2SiH2SiH2SiH3

3.2. a)

Sulfuro de hidrógeno Sulfano c)

rrssano A ano rsina A rs ina e)

( 79 B r)rom r) rom B uro de hidrógeno uro

g)

eat no M et

b)

cido fluorhídric Á ido drico

d)

oYduro de deuterio oduro erio

f)

gua g A ua deuterada erada (nom nom re com b re on) nm) ú gua pes A gua esada ada (nom nom re om b re oc n) nm) ú h)

iborano( D ib orano(6 )


3.3. a) 1)

b) 1)

c) 1)

d) 2)

e) 2)

f ) 1)

a) 2)

b) 1)

c) 1)

d) 2)

e) 2)

f ) 2)

3.4.

3.5. a)

b)

H g M

iH L

e)

c)

H n S

2

H n S

4

f)

H u C

d)

g)

h)

H U

238

UH3

D a N

3.6. a)

b)

Hidruro de pot oas at sio io

D euteruro eut eruro de ces eio iso

c)

d)

Hidruro de berilio

Hidruro de germ anio an io

e)

f)

Hidruro de esron tronio cio

P lum lum aon b an

g)

h)

Hidruro de alum inio in

Hidruro de galio

3.7. a) 2)

b) 1)

c) 2)

d) 2)

e) 1)

f ) 2)

a) 2)

b) 2)

c) 2)

d) 1)

e) 1)

f ) 1)

3.8.

4

3


3.9. a)

b)

c)

d)

e)

f)

4

COMPUESTOS BINARIOS DEL OXÍGENO

Los compuestos binarios del oxígeno se llaman óxidos. En ellos, el oxígeno, con configuración electrónica 1 s1 2 2ss2 4 1 2 6 2 p , trata de adquirir la configuración del gas noble neón —1 s 2s 2 p — tomando dos electrones y por lo tanto t anto presentando un número nú mero de oxidación 2II. Al ser el oxígeno el segundo elemento más electronegativo del Sistema Periódico, todos los elementos que se combinan con él, con la excepción del f lúor que es más electronegativo, toman un número de oxidación siempre positivo. Veamos cómo se nombran los óxidos de los no metales y de los metales.

4.11 4.

OXÍ XÍGE GEN NO CO CON NO NO ME METAL ALES ES

Estos óxidos se conocen también como óxidos ácidos porque sus disoluciones acuosas son ácidas. Frecuentemente, elementos no metálicos tales como el nitrógeno y el azufre, pueden presentar varios números de oxidación distintos y esto da lugar a la existencia de varios óxidos diferentes del mismo elemento. Observe los siguientes óxidos de nitrógeno.

Ejemplo 4.1 Fór órm mul ulaa mo mollec ecul ular ar

Nº de oxi xida daci ción ón de dell ni nitr tróg ógen enoo

N2O

1

NO

1

N2O3

1

NO2

1

N2O4

1

N2O5

I

II

III

IV IV V

1

Formulación

Para formular los óxidos de los elementos no metálicos, se siguen las normas generales de formulación de los com puestos binarios. binar ios. De modo resumido, y aplicadas a estos óxidos, consisten en: 1) Se escriben los símbolos de los elementos: el más electronegativo a la derecha y el más electropositivo a la izquierda. Esto significa que con la única excepción del flúor, todos los demás elementos no metálicos se escriben a la izquierda del oxígeno. Puede encontrar ayuda en la siguiente lista, escribiendo primero el elemento que está más a la izquierda y que es aplicable a cualquier otra combinación binaria entre no metales además de estos óxidos. Rn, Xe, K r, Ar, Ne, He, B, Si, C, Sb, As, As , P, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl,

O, F.F.

2) Escriba a la derecha de cada símbolo, el subíndice que representa represent a el número de oxidación del otro elemento, de manera que en la fórmula resultante, resu ltante, los subíndices son los números de oxidación intercambiados interca mbiados (el (el subíndice 1 se omite). 33

34 NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN FORMULACIÓN DE LOS COMPUESTOS COMPUESTOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS

Los subíndices resultantes se simplifican para obtener los números enteros menores posibles. Sin embargo, en ocasiones la estructura del compuesto corresponde realmente a la representada por la fórmula sin simplificar y por lo tanto así ha de utilizarse. Observe en los siguientes ejemplos que existen dos óxidos de nitrógeno(IV) diferentes: el NO2 y el N2O4.

Ejemplo 4.2 Nº de de ox oxidación

Fórmula si sin si simplifi ficcar

Fórmula si simplifi ficcada NO NO2

N = 1I

O = 2II

N = 1II

O = 2II

N = 1III

O = 2II

N2O N2O2 N2O3

N = 1IV

O = 2II

N2O4

N = 1IV

O = 2II

N = 1V

O = 2II

N2O4 N2O5

Fíjese en que, al tratarse de compuestos neutros, la su ma de los números de oxidación de todos los átomos es cero. Nomenclatura

Para nombrar los óxidos no metálicos, podemos utilizar cualquiera de los dos procedimientos que se han visto anteriormente.

a) Nomenclatura sistemática – Los nombres se forman con la palabra óxido acompañada de un prefijo numérico ( mono-, di-, tri-, etc.) que indica el número de átomos de oxígeno en la fórmula. Le sigue la preposición de y el nombre del otro elemento, también acompañado de su correspondiente prefijo numérico. – Los prefijos se omiten en todos aquellos casos en los que los elementos de la fórmula fórmula tienen un único número de oxidación y por tanto no hay confusión posible. – Nótese que en lugar de monoóxido se utiliza la contracción monóxido. b) Nomenclatura de Stock Se utiliza la expresión óxido de... seguida del nombre del del otro elemento elemento y su número de oxidación oxidación entre paréntesis y sin signo. Como antes, ante s, en los casos en que ese elemento tenga u n único número nú mero de oxidación, se puede omitir por innecesario. inne cesario.


Nombre sistemático

Nombre Stock

N2O

Óxido de dinitrógeno

Óxido de nitrógeno(I)

NO

Monóxido de nitrógeno

Óxido de nitrógeno(II) nitrógeno(I I)

N2O3

Tri rióóxi xiddo de de din diniitr tróógen enoo

Óxiido de ni Óx nitr tróógen eno( o(II III) I)

NO2

Dióxido de de ni nitrógeno

Óxido de de ni nitrógeno(IV)

N2O4

Tet etra raóx óxid idoo de de dini dinitr tróg ógen enoo

Óxid Óx idoo de de dini dinitr tróg ógen eno( o(IV) IV)

N2O5

Pen enta taóx óxid idoo de de dini dinitr tróg ógen enoo

Óxido Óxi do de ni nitr tróg ógen eno( o(V) V)

COMPUEST COMP UESTOS OS BINARIOS DEL OXÍG OXÍGENO ENO 35

Como ya comentamos, existen dos óxidos de nitrógeno(IV) que están en equilibrio: el NO 2 y el N2O4, que es un dímero. En este caso, se añade al “nombre Stock” del N 2O4 un prefijo numérico ( di-) para distinguirlo del NO2. Tanto los prefijos numéricos (nomenclatura sistemática), como los números de oxidación (nomenclatura Stock), se suprimen cuando no existe ambigüedad. De ese modo, los nombres de los compuestos son iguales en las dos nomenclaturas.


Nombre sistemático

Nombre Stock

Nombre preferido

SiO2

Dióxido de silicio

Óxido de silicio(IV)

Óxido de silicio

B2O3

Trióxido de diboro

Óxido de boro(III)

Óxido de boro

Compuestos del oxígeno con flúor: Fluoruros del oxígeno

Al ser el oxígeno menos electronegativo que el flúor, sus combinaciones se consideran fluoruros en lugar de óxidos. En estos compuestos, el flúor posee un estado de oxidación negativo ( 2I) y el oxígeno positivo (1I, 1II ) y, de acuerdo con lo establecido, el símbolo del oxígeno se escribe a la izquierda. Le mostramos los dos fluoruros de oxígeno más estables.


Fórmula

Nombre Sistemático

Nombre Stock

O = 1II

F = 2I

OF2

Diflu Di fluoru oruro ro de ox oxíg ígen enoo

Fluo Fl uorur ruroo de de ox oxíg ígen eno( o(II II))

O = 1I

F = 2I

O2F2

Difluoruro Difluo ruro de dio dioxíg xígeno eno

Fluoruro Flu oruro de dio dioxíg xígeno(I eno(I))

Ejercicios 4.1.

Formule los siguientes compuestos. a) Óxido de dicloro e) Difluoruro de dioxígeno

4.2.

b) Dióxido de azufre f) Óxido de cloro(VII)

c) Óxido de azufre(IV) g) Óxido de dibromo

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguientes compuestos. a) Cl ClO O2 e) CO2

b) Cl2O7 f)Cl2O3

c) As4O6 g) Sb2O5

d) SO3 h) O2F2

d) Trióxido de diarsénico h) Monóxido de azufre


4.3.

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

De entre los siguientes pares de fórmulas, señale las escritas de un modo correcto. a)

1) O2C

2) CO2

b)

1) F3O2

2) O2F2

c)

1) I2O5

2) O5I2

d)

1) CO 4

2) CO

e)

1) P4O6

2) O6P4

f)

1) SiO

2) SiO2

a) 4.4.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

De entre los siguientes pares de nombres, señale los correctos (pueden serlo los dos). a)

1) Óxido de cloro(III)

2) Óxido de cloro(IV)

b)

1) Dióxido de diflúor

2) Difluoruro de dioxígeno

c)

1) Dibromuro de oxígeno

2) Óxido de dibromo

d)

1) Óxido de dinitrógeno

2) Óxido de nitrógeno(I)

e)

1) Penta taó óxi xid do de dini nittró róg gen eno o

2) Pen enttaó aóxi xid do de nitr tróg óge eno

f)

1) Dióxido de hidrógeno

2) Agua

a)

b)

c)

d)

e)

f)


4.22 4.

OXÍ XÍGE GEN NO CON ME MET TAL ALES ES

Estos óxidos se conocen también como óxidos básicos porque sus disoluciones acuosas son básicas. Dependiendo de las características del metal y de sus estados de oxidación, cada uno de estos elementos puede presentar una o más combinaciones distintas con oxígeno. Fíjese en los siguientes óxidos de hierro.


Nº de oxi xiddación del hi hieerr rroo

FeO

1

II

Fe2O3

1

III

Formulación

Para formular los óxidos de los metales hay que seguir las normas que se resumen a continuación. 1) Se escriben los símbolos de los elementos: el del metal, que es el más electropositivo, a la izquierda. 2) Escriba, a la derecha de cada símbolo, el subíndice correspondiente. Utilice los números de oxidación de los elementos del mismo modo que en los no metales. Recuerde que, si es posible, la fórmula se simplifica.

Ejemplo 4.7 Nº de de oxi oxiddación

Fórmul ulaa si sin si simpli lifi ficcar

Fórmul ulaa si simplif ifiicada

O = 2II

Fe2O2

FeO

Fe = 1III O = 2II

Fe2O3

Fe = 1II

Nomenclatura

Podemos utilizar cualquiera de los dos procedimientos vistos anteriormente, es decir, la nomenclatura sistemática o la nomenclatura de Stock, constr construyendo uyendo los nombres de la misma manera que para los óxidos óxidos de los no metales.


Nombre sistemático

Nombre Stock

FeO

Monóxido de hier ro

Óxido de hier ro(II)

Fe2O3

Tri rióóxi xiddo de dih ihiierr rroo

Óxido de hierr rroo(III II))

Como siempre, los prefijos o los números de oxidación se pueden suprimir suprim ir si con ello no se introduce ambigüedad ambigüed ad en la descripción del compuesto. Los casos más corrientes son los de los óxidos de metales alcalinos ( 1I), alcalinotérreos (1II ), aluminio (1III ), etc., que presentan un único estado de oxidación.


Nombre sistemático

Nombre Stock

Nombre preferido

Li2O

Óxido de dilitio

Óxido de litio(I)

Óxido de litio

Ca O

Monóxido de calcio

Óxido de calcio(II)

Óxido de calcio


4.3

CÓMO CÓ MO FORMUL FORMULAR AR UN ÓXI ÓXIDO DO A PARTIR DE SU NO NOMBRE MBRE SIS SISTEMÁ TEMÁTIC TICO O

Siga los siguientes pasos: 1) Escriba los símbolos del oxígeno y del otro elemento. El símbolo del oxígeno siempre es el de la derecha excepto en los fluoruros. 2) Escriba los subíndices. El procedimiento varía según el tipo de nomenclatura utilizado: a) Si la nomenclatura es sistemática, coloque los subíndices numéricos basándose en los prefijos numéricos etc. c. mono-, di- , tri-, et

Ejemplo 4.10 Nombre sistemático

Símbolos

Fórmula

Mn O

M nO 2

Cl O

Cl2O7

Dióxido de manganeso Heptaóxido de dicloro

b) Si la nomenclatura es de tipo Stock, los subíndices son los números de oxidación intercambiados: al oxígeno le corresponde el mostrado en el nombre para el otro elemento, y a éste, el número de oxidación del oxígeno (2II ). posible, simpli simplifique fique la fórmula. 3) Si es posible,

Ejemplo 4.11 Nombre Stock

Óxido de cloro(I) 1)

2)

Co2O3

Co O 1)

Óxido de azufre(II)

2)

SO 1)

Óxido de azufre(IV)

3)

SO

3)

SO2

S 2O4 2)

SO

SO

S 2O2 2)

1)

4. 4

Cl2O

Cl O

Óxido de cobalto(III)

Fórmula simplif icada

2)

1)

Óxido de azufre(VI)

Fórmula sin simplif icar

Símbolo

3)

S2O6

SO3

PERÓXIDOS

Los peróxidos son compuestos en los que dos átomos de oxígeno están unidos entre sí (enlace -O-O-). El peróxido más conocido es el peróxido de hidrógeno o agua oxígenada (H2O2 o H-O-O-H ). En estos compuestos, el número de oxidación del oxígeno es 2I.


El ion con dos cargas negativas O22 se denomina ion peróxido. Los peróxidos más conocidos resultan de la unión un ión de dicho dianión con cationes de metales de los Grupos 1, 2, 11 y 12 del Sistema Periódico. 2

Formulación

Se formulan como los óxidos metálicos, sustituyendo el O de los óxidos por O2. 1) Se escriben los símbolos de los elementos: el del metal —elemento más electropositivo— a la izquierda, seguido de O2 (sólo a efectos de formulación, trate a este grupo como si fuese un único elemento). 2) Escriba, a la derecha del símbolo del metal, el subíndice correspondiente. Utilice los números de oxidación de los elementos para deducirlo. A efectos de formulación, el ion peróxido tiene un número de oxidación de 2II. Observe cómo se formulan los siguientes peróxidos.



Na = 1I O2 = 2II Cu = 1I O2 = 2II

Na2O2 Cu2O2

Zn = 1II O2 = 2II

Zn 2(O2)2


ZnO2

Fíjese en que las fórmulas de peróxidos del tipo Na2O2, Cu2O2 , etc., no se simplifican a NaO, CuO, etc. Nomenclatura

Puede nombrarlos de cualquiera de los dos modos siguientes: a) Nomenclatura de Stock Se nombran como los óxidos, sustituyendo la palabra óxido por peróxido peróxido.

b) Nomenclatura sistemática Se nombran como los óxidos.


4.5

Nombre Stock

Nombre sistemático

Na2O2

Peróxido de sodio

Dióxido de disodio

ZnO2

Peróxido de cinc

Dióxido de cinc

Cu 2O2

Per eróóxi xiddo de cobre( e(I) I)

Dióóxi Di xiddo de di diccobre

FÓRM RMUL ULA AS DES ESAR ARR ROLL LLAD ADAS AS

Las fórmulas empíricas o moleculares que se han visto hasta ahora, indican cuáles son los elementos que participan en ese compuesto y en qué proporciones, pero no informan sobre las conectividades conectivid ades entre los átomos ni sobre su dis posición en el espacio. Estos aspectos son esenciales para pa ra entender las propiedades propieda des y reactividad reactivida d de los compuestos químicos y se refieren a preguntas cómo las siguientes: – ¿Cómo están conectados los átomos en el N 2O: N-N-O o N-O-N? – ¿Cómo son los los enlaces en el CO 2: O-C-O o C-O-O? – ¿Cómo están dispuestos los átomos en los compuestos anteriores: de manera lineal, ang ular o cíclica?


fórmula mulass estru estructuctuMostramos a continuación algunos ejemplos de óxidos que se pueden representar mediante fór rales desarrolladas que incluyen esa información.



CO

N2O CO2

N2O3

P4O6

Ejercicios 4.5.

Formule los siguientes compuestos. a) Óxido de cobalto(III)

b) Óxido de cadmio

c) Monóxido de cobre

d) Dióxido de platino

e) Óxido de platino(IV)

f) Óxido de titanio(IV)

g) Óxido de potasio

h) Óxido de berilio

a)

b)

c)

d)


e)

4.6.

4.7.

g)

h)

Nombre los siguientes compuestos. a) CaO

b) HgO

c) Cu2O

d) Rb2O

e) Pb PbO O2

f ) SrO

g) Al2O3

h) Cr CrO O3

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)


1) Cr 2 O3

2) O3Cr 2

b)

1) CrO

2) Cr 3O

c)

1) Ti2O3

2) Ti2O4

d)

1) O2Zr

2) ZrO2

e)

1) Bi2O6

2) Bi2O3

f)

1) BkO4

2) BkO2

a)

4.8.

f)

b)

c)

d)

e)

f)


1) Óxido de de ma manganeso(IV)

2) Óx Óxido de dimanganeso


4.9.

4.10.

b)

1) Monóxido de americio

2) Trióxido de diamericio

c)

1) Pentaóxido de dineptunio

2) Óxido de neptunio(V (V))

d)

1) Dióxido de cerio

2) Óxido de cerio(IV)

e)

1) Óxido de vanadio( V)

2) Óxido de vanadio(VI)

f)

1) Dióxido de sodio

2) Óxido de sodio

a)

b)

d)

e)

f)

Formule los siguientes peróxidos. a) Per Peróx óxid ido o de de lit litio io

b) Per Peró óxi xido do de me merc rcur urio io(I (III)

c) Per Peró óxi xido do de ci cinc nc

a)

b)

c)

d) Per Peróx óxid idoo de de cal calci cioo d)

Nombre los siguientes peróxidos. a) Ba BaO O2

4.11.

c)

b) CdO2

c) K 2O2

d) Sr SrO O2

a)

b)

c)

d)

Dibuje los siguientes compuestos utilizando fórmulas estructurales desarrolladas. a) SO2

b) SO3

c) N2O5 a)

d) P4O10


b)

c)

d)

Soluciones 4.1. a)

lO2 C lO

b)

SO2

c)

d)

SO2

As 2O3


e)

f)

OF2

g)

Cl2O7

h)

Br2O

O S

4.2. a)

b)

Dióxido de cloro Óxido de cloro(IV)

Heptaóxido de dicloro oro Óxido de cloro(V oro(V II) II)

c)

d)

Heptaóxido de tetraarsénico Óxido de tetraarsénico(III) (dimero de As2O3)

Trióxido de azufre Óxido de azufre(VI)

e)

f)

ióxido de carb D ióxido rbon oon Óxido de carb rbon oo(IV on(IV )

Trióxido de dicloro Óxido de cloro(III)

g)

h)

xid deon ó ta n e P o onio tm n ia d xid deon Ó o oo( tim n a ionV )(

ifor D o f lu r r deox u o ioíg d ox n e or lu F or r edox u o ioo( d ox I)( n e íg

4.3. a) 2)

b) 2)

c) 1)

d) 2)

e) 1)

f ) 2)

a) 1)

b) 2)

c) 2)

d) 1) y 2)

e) 1)

f ) 2)

4.4.

4.5. a)

b)

Co2O3

O d C

e)

f)

PtO2

TiO2

c)

O u C

d)

PtO2

g)

h)

KO 2

BeO


4.6. a)

b)

Monóxido de mercurio Óxido de mercurio(II)

Óxido de cacio lcio

c)

d)

Óxido de dicobre Óxido de cobre(I)

Óxido de r idio b u idio

e)

f)

Dióxido de plomo Óxido de plomo(IV)

Óxido de esron troncio cio

g)

h)

Trióxido de cromo Óxido de cromo(VI)

Óxido de amin min lu io io

4.7. a) 1)

b) 1)

c) 1)

d) 2)

e) 2)

f ) 2)

a) 1)

b) 2)

c) 1) y 2)

d) 1) y 2)

e) 1)

f ) 1)

4.8.

4.9. a)

b)

Li2O2

HgO2

c)

d)

ZnO 2

CaO2

4.10. a)

Peróxido de ba rio

c)

Peróxido de pota otasio

b)

Peróxido de cadm dio im o

d)

Peróxido de estroncio


4.11. a)

b)

c)

d)

5

OTROS

COMPUESTOS BINARIOS

Los compuestos binarios formados por hidrógeno y oxígeno han sido tratados en los dos capítulos precedentes. En éste estudiaremos otras combinaciones binarias, que vamos a clasificar en tres grupos según que sus constituyentes sean: – Un no metal con otro no metal. – Un metal con un no metal. – Un metal con otro metal.

5.11 5.

NO ME METAL CON NO ME METAL

Formulación

Para formular los compuestos binarios entre dos elementos no metálicos, se siguen las siguientes normas: 1) Escriba los símbolos de los elementos. Para decidir su orden, utilice la lista siguiente (la misma que ya se ha visto en capítulos anteriores) y escriba primero el elemento que aparezca en ella más a la izquierda. Rn, Xe, K r, Ar, Ne, He, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.

2) Escriba, a la derecha de cada símbolo, el subíndice correspondiente, utilizando los números de oxidación de cada elemento, de modo que los subíndices son los números de oxidación intercambiados. Cuando sea posible, simplifique los subíndices, y no olvide que el subíndice 1 no se escribe.

Ejemplo 5.1 Nº de oxi xiddación Br = 1I

Cl = 2I

I = 1VII

F = 2I

As = 1III S = 2II Si = 1IV C = 2IV

Fórmul ulaa BrCl IF 7 As2S3 Si4C4

Fórmula simplif ifiicada

Fórmulas incorrectas ClBr F7I, I7F S3As2, As3S2

SiC

CSi

Nomenclatura

Para nombrar estos compuestos, podemos utilizar cualquiera de las dos nomenclaturas sistemáticas que ya conoce. Además en este capítulo mostraremos un ejemplo de aplicación de la nomenclatura “por sustitución”.

a) Nomenclatura sistemática – Los nombres se forman añadiendo el sufijo -uro al nombre del elemento cuyo símbolo figura a la derecha en en la fórmula, seguido de la preposición de y el nombre del otro elemento. 47


– A los nombres de los elementos se les añaden los prefijos numéricos ( mono-, di-, tri-, etc.) para indicar su número en la fórmula. – El prefijo mono- se omite siempre, salvo que sea necesario para evitar confusiones. Los otros prefijos también pueden omitirse, si al hacerlo tampoco se crea confusión —por ejemplo, si ese elemento tiene un único estado de oxidación.

b) Nomenclatura de Stock – Forme el nombre del compuesto igual que en la nomenclatura sistemática , pero omitiendo los prefijos numéricos e incluyendo el número de oxidación —entre paréntesis y sin signo— del elemento citado en último lugar en el nombre. Fíjese en que el símbolo de este elemento elemen to es el que figura en primer lugar en la fórmula del compuesto. co mpuesto. Recuerde Recuerd e que si ese elemento presenta siempre el mismo número de oxidación, se puede omitir por innecesario.


Nombre sistemático

Nombre Stock

Br Cl

Monoclor uro de bromo

Clor uro de bromo(I)

IF7

Heptafl fluuoru rurro de de yo yodo

Fluoru rurro de de yo yodo(VII)

As2S3

Tri rissul ulfu furro de de di diar arsséni nicco

Sul ulfu furro de de ars arsén éniico( o(II III) I)

Mostramos ahora como ejemplo el nombre preferido de un compuesto en el que los prefijos y números de oxidación se omiten por innecesarios.

Ejemplo 5.3 Fóórmula F SiC

Nombre sistemático Monocarbur uroo de silicio

Nombre Stock Carbur uroo de silicio(IV)

Nombre preferido Carbur uroo de silicio

c) Nomenclatura por sustitución – En compuestos orgánicos es muy frecuente el uso de este tipo de nomenclatura por su sencillez. Además, es también útil cuando se aplica a algunos compuestos inorgánicos como las combinaciones binarias de los. elementos de los Grup Grupos os 13, 14, 15 15 y 16. Así, por ejemplo, el SiBr 4 y el PCl 3 se consideran como derivados de los hidruros silano y fosfano (véase el Capítulo 3), en los que los hidrógenos se han sustituido por Br o por Cl. Para nombrarlos, se antepone al nombre del hidruro (estructura fundamental) el del elemento sustituyente precedido del prefijo numérico adecuado. adecu ado.

Ejemplo 5.4 Hidruro “s “sin su sustituir”

Nombre

Hidruro “s “sustituido”

Nombre

SiH4

Silano

SiBr4

Tetrabromosilano

PH3

Fosfano

PCl3

Triclorofosfano

OTROS COMPUEST COMPUESTOS OS BINARIOS 49

Ejercicios 5.1.

5.2.

Formule los siguientes compuestos. a) Pe Penta ntaclo clorur ruro o de fós fósfo foro ro b) Fluor Fluoruro uro de azuf azufre( re(VI VI))

c) Mon Monofl ofluor uoruro uro de brom bromoo d) Clo Clorur ruroo de nitr nitróge ógeno( no(II III) I)

e) Diyoduro de azufre

g) Nitruro de silicio

f) Cloruro de boro

h) Seleniuro de arsénico( V)

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguientes compuestos. a) B2S3

b) Br BrF F5

c) BP

d) CS2

e) AsB AsBr r 3

f)BF3

g) IB IBr r 3

h) SF4

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)


5.3.


1) F3Br

2) BrF3

b)

1) B2S3

2) S3B2

c)

1) BrF6

2) BrF5

d)

1) BrCl

2) ClBr

e)

1) SiI4

2) SiI 6

f)

1) N 2S5

2) S5N2

a)

5.4.

b)

d)

e)

f)


1) Carburo de diazufre

2) Disulfuro de carbono

b)

1) Yoduro de silicio

2) Tetrayodosilano

c)

1) Di Dinitruro de de pe pentaazufre

2) Su Sulfuro de de ni nitrógeno(V)

d)

1) Monocloruro de bromo

2) Cloruro de monobromo

e)

1) Tribromuro de fósforo

2) Tribromofosfano

f)

1) Yoduro de heptaflúor

2) Fluoruro de yodo( VII)

a)

5.2

c)

b)

c)

d)

e)

f)

MET ME TAL CON NO ME MET TAL

Formulación

Para formular estos compuestos, se siguen las normas generales. En resumen: 1) Se escriben los símbolos de los elementos: el del metal —elemento más electropositivo— a la izquierda. 2) Se incorporan los subíndices correspondientes. Utilice los números de oxidación de los elementos del modo que ya conoce. En estos compuestos, los no metales suelen presentar un único estado de oxidación negativo. Si es posible se simplifica la fórmula.




Fe = 1II Cl = 2I

FeCl2 FeCl3 Co2S2

CoS

Fe = 1II IIII Cl = 2I Co = 1II S = 2II


Nomenclatura

Podemos utilizar las dos opciones sistemáticas ya conocidas:

a) Nomenclatura sistemática Los nombres se forman añadiendo el sufijo -uro al nombre del no metal seguido de la preposición de y el nombre del metal. El uso de prefijos es el habitual. b) Nomenclatura de Stock Al nombre del metal le sigue su número de oxidación. Como ya conoce, en general en este sistema no se utilizan prefijos numéricos, aunque en algún caso concreto son imprescindibles para definir la fórmula de modo inambiguo. Uno de estos casos es el del Hg 2Cl2 que presentamos a continuación.


Nombre sistemático

Nombre Stock

FeCl2

Diclor uro de hierro

Clor uro de hier ro(II)

FeCl3

Triclor uro de hierro

Clor uro de hier ro(III)

CoS

Monosulfuro de cobalto

Sulfuro de cobalto(II)

Hg2Cl2

Dicloru rurro de de di dimercurio

Cloru rurro de de di mercurio(I)

Los prefijos y los números de oxidación se pueden suprimir si con ello no se crea confusión en la descripción del compuesto.


5.3

Nombre sistemático

Nombre Stock

Nombre preferido

CaF 2

Difl fluuorur uroo de ca calcio

Fluoru rurro de calcio(II)

Fluoru rurro de calcio

NaBr

Monobromuro de sodio

Bromuro de sodio(I)

Bromuro de sodio

Ca3P2

Difosfu furro de tr triicalcio

Fosfu furro de calcio(II)

Fosfu furro de calcio

CÓMO FORMUL CÓMO FORMULAR AR UN COM COMPUE PUEST STO O BINARIO BINARIO A PARTI ARTIR R DE DE SU NO NOMBRE MBRE SISTEMÁTICO

Siga los siguientes pasos: 1) Escriba los símbolos de los dos elementos. Como norma de carácter gene ral, el símbolo del más electronegativo siempre es el de la derecha. Para los casos vistos en este capítulo lo más sencillo es que siga las siguientes recomendaciones: – En las combinaciones entre no metales, utilice la lista de elementos mostra da al principio del capítulo. – En las combinaciones entre metal-no metal, el símbolo del metal es siempre el de la la izquierda.

2) Escriba los subíndices basándose en los prefijos numéricos o los números de oxidación. No olvide que los subíndices son los números de oxidación intercambiados. 3) Si la fórmula resultante puede ser simplificada, hágalo.


Ejemplo 5.8 Nombre Stock

S í m b o lo

1)

2)

Li3N

Li N 1)

Diclor uro de diazufre

2)

S2Cl2

S Cl 1)

Fluor uro de azufre(VI)

2)

SF6

SF 1)

Seleniuro de calcio

5. 4

NaCl

Na Cl

Nitruro Nitru ro de litio

Fórmula

2)

1)

Clor uro de sodio

Fórmula

2)

Ca Se

3)

Ca 2Se2

CaSe

METAL CON ME MET TAL

Estos compuestos, también llamados intermetálicos intermet álicos o aleaciones, no siguen siguen las normas generales de formulación que hemos visto hasta ahora, y en ellos las relaciones estequiométricas son muy variables.

Ejemplo 5.9 El Zn y el Cu se combinan para formar latón, que puede presentar fases de distintas composiciones: CuZn, CuZn3, Cu5Zn8, etc. Formulación

Se escriben los símbolos de los metales en orden alfabético, acompañados de los subíndices que indican la estequiometría del compuesto.

Ejemplo 5.10 Au2Bi

NiSn

Mg2Pb

Li10Pb3

Sólo cuando el compuesto presenta un carácter carácte r iónico muy marcado, se escribe antes el símbolo del metal más electropositivo.

Ejemplo 5.11 Na3Bi5 Nomenclatura

En general, se utilizan las propias fórmulas o nombres comunes para nombrarlos. Sin embargo, también se puede utilizar la nomenclatura sistemática. Le mostramos dos ejemplos de su uso.


Ejemplo 5.12 Fórmula Al3Fe Na4Sn9

5.5

Nombre sistemático Tri riaalum umiinur uroo de hi hieerr rroo Nonaestannuro Nonaestan nuro de tetrasodio tetra sodio


Las características caracter ísticas químicas y estructu rales de los los compuestos binarios son muy variad variadas as dependiendo esencialmente del caracter iónico o covalente de los enlaces y por tanto del mayor o menor carácter electropositivo/electronegativo de los elementos que participan en el compuesto. En unos casos su estructura es la de una red iónica indefinida (por ejemplo, NaCl), en otros los compuestos forman moléculas con uniones de tipo covalente (por ejemplo, BrCl). La representación en forma desarrollada de estos últimos permite observar algunas de sus característi características cas estructurales.



BrF

PCl3

PCl5

Ejercicios 5.5.

Formule los siguientes compuestos. a) Bro Bromur muro o de hie hierro rro(I (III II))

b) Mon Monosu osulfu lfuro ro de est estañ año o

c) Clo Clorur ruro o de de mer mercur curio( io(II II))

d) Sel Seleni eniur uroo de de coba cobaltlto(I o(II) I)

e) Fluoruro de bario

f) Nitruro de potasio

g) Siliciuro de diníquel

h) Boruro de cromo(III)

a)

b)

c)

d)


e)

5.6.

5.7.

f)

g)

h)

Nombre los siguientes compuestos. a) CaB CaBr r 2

b) CuI

c) NiAs

d) Mg3P2

e) Sb SbF F3

f) Mn MnCl Cl2

g) Hg2Cl2

h) Ag2S

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)


1) NaCl

2) ClNa

b)

1) AgBr

2) Ag 2Br

c)

1) P2Zn3

2) Zn3P2

d)

1) HgS

2) HgS2

e)

1) CuS

2) SCu2

f)

1) Au2S3

2) AuS

a)

b)

c)

d)

e)

f)


5.8.

5.9.


1) Yoduro de cobre(III)

2) Yoduro de cobre(I)

b)

1) Calciuro de selenio

2) Seleniuro de calcio

c)

1) Mo Mono noni niqu quel elur uro o de an anti timo moni nio o

2) An Anti timo moni niur uro o de ní níqu quel el(I (III II))

d)

1) Boruro de hierro(III)

2) Boruro de hierro(I)

e)

1) Bromuro de europio(II)

2) Dibromuro de europio

f)

1) Cloruro de plata

2) Argenturo de cloro

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Dibuje los siguientes compuestos utilizando fórmulas estructurales desarrolladas. a) BrCl

b) NCl3

c) BF3

d) Si SiCl Cl4

a)

b)

c)

d)

Soluciones 5.1. a)

Cl P Cl

b)

5

F S

c)

6

r B F r

d)

NC l 3


e)

f)

SI 2

l C B

3

g)

h)

Si3N4

As2Se 5

5.2. a)

b)

ent e P ntaf auoruro luf oruro de bromo luoruro de bromo(V F uoruro )

uuro S ul fl de boro f

c)

d)

isuluro D isul f f de carbono ulluro u S f f de carbono(IV )

osf uro de boro F osf

e)

f)

Tribromuro de arsénico Bromuro de arsénico(III)

Fluoruro de boro Trifluoroborano

g)

h)

Tribromuro de yodo Bromuro de yodo(III)

Tetrafluoruro ed azufre Fluoruro de azufre(IV)

5.3. a) 2)

b) 1)

c) 2)

d) 1)

e) 1)

f ) 1)

a) 2)

b) 1) y 2)

c) 2)

d) 1)

e) 1) y 2)

f ) 2)

5.4.

5.5. a)

Br e F Br

b)

3

e)

BaF

n S

f)

2

N3 K

c)

H Cl g Cl

d)

2

g)

iS 2 N

CoS e

h)

CrB


5.6. a)

b)

Monoyoduro de cobre Yoduro Yod uro de cobre(I)

rom B rom uro de caci uro lcoi

c)

d)

on o M noa ors rasen eiuro inuro de nuel uel íq rsen A rs eniuro iuro de nuel(III) uel(III) íq

osuro F os f f de maes eio n g iso

e)

f)

Cloruro de maes eo(II) a g n os (II) Dicloruro de maes eos a g n

luoruro de aimon F luoruro timon n io io

g)

h)

Dicloruro de dimercurio Cloruro de dimercurio(I)

Sulfuro de plata

5.7. a) 1)

b) 1)

c) 2)

d) 1)

e) 1)

f ) 1)

a) 2)

b) 2)

c) 2)

d) 1)

e) 1) y 2)

f ) 1)

5.8.

5.9. a)

b)

c)

d)

6

HIDRÓXIDOS

Los compuestos ternarios son aquellos que están formados por la combinación de tres elementos. Entre ellos, los hidróxidos son los que resultan de la combinación de un metal (en forma de catión) con el anión hidróxido (OH ). Los hidróxidos son bases porque sus disoluciones acuosas tienen carácter ca rácter básico. 2

Formulación

Para formular los hidróxidos, sigue las siguientes normas: 1) Escriba primero el símbolo del metal, seguido de OH. Utilice paréntesis (OH) si el compuesto presenta más de un grupo g rupo hidróxido. 2) Escriba, a la derecha del símbolo del metal y de (OH), el subíndice correspondiente utilizando los números de oxidación del metal y del grupo OH. A efectos de formulación , este grupo presenta un número de oxidación de 2I. Recuerde que los subíndices son los números de oxidación intercambiados y que el subíndice 1 no se utiliza.

Ejemplo 6.1 Nº de oxidación K = 1I

OH = 2I

Ca= 1II OH = 2I Al= 1III OH = 2I

Fórmula KOH Ca(OH)2 Al(OH)3

Nomenclatura

Para nombrar los hidróxidos, se puede utilizar cualquiera de las dos nomenclaturas sistemáticas que ya conoce.

a) Nomenclatura sistemática – El nombre se forma con c on las palabras hidróxido de seguidas del nombre del metal. Se utilizan los prefijos numéricos del modo visto en los capítulos anteriores. b) Nomenclatura de Stock – Forme el nombre con las palabras palabr as hidróxido de seguidas del nombre del metal. A este último le sigue su número de oxidación entre paréntesis.


Nombre sistemático

Nombre Stock

Cr(OH)2

Dihidróxido de cromo

Hidr dróóxido de cromo(II)

Cr(OH)3

Tri rihhidr dróóxi xiddo de cromo

Hidr dróóxido de cromo(III) 59


Como ya sabe, los prefijos numéricos y los números de oxidación se suprimen si no son estrictamente necesar ios.

Ejemplo 6.3 Fóórmula F KOH

6.1

Nombre sistemático

Nombre Stock

Nombre preferido

Monohi hidr dróóxi xiddo de de po pota tassio

Hidr Hi dróóxi xiddo de de po potasio(I)

Hidr dróóxi xiddo de de po potasio

Ca(OH)2

Dihi Di hidr dróx óxid idoo de ca calc lcio io

Hidr Hi dróx óxid idoo de ca calc lcio io(I (II) I)

Hidr Hi dróóxi xido do de ca calc lcio io

Al(OH)3

Trihi rihidró dróxi xido do de al alumin uminio io

Hidró Hid róxi xido do de al alumin uminio io(II (III) I) Hid Hidró róxid xidoo de al alumin uminio io

CÓMO CÓ MO FORMULAR FORMULAR UN HIDRÓ HIDRÓXIDO XIDO A PARTI ARTIR R DE DE SU NO NOMBRE MBRE SIS SISTEMÁ TEMÁTIC TICO O

Siga los siguientes pasos: 1) Escriba el símbolo del metal y a continuación el grupo OH. Si hay más de uno, escríbalo entre paréntesis (OH). 2) Escriba los subíndices basándose en los prefijos numéricos o los números de oxidación. Tenga en cuenta que los subíndices son los números de oxidación intercambiados.

Ejemplo 6.4 Nombre

Símbolo

Fórmula 2)

1)

Hidróxido de sodio

NaOH

Na O H 1)

2)

Dihidróxido de hierro

Fe(OH)2

Fe (OH) 1)

2)

Hidróxido de platino(IV)

Pt(OH)4

P t OH

Ejercicios 6.1.

Formule los siguientes compuestos. a) Hid Hidró róxid xido o de de crom cromo(I o(II) I)

b) Mon Monohi ohidr dróxi óxido do de cob cobre re c) Hid Hidró róxid xido o de est estaño año(I (IV) V)

e) Te Tetra rah hidr dró óxi xido do de tit itan aniio f) Hi Hid dró róxi xido do de ces cesio io a)

b)

g) Dih Dihiidró róxi xido do de pl plom omo o c)

d)

d) Hid Hidró róxid xidoo de bar bario io h) Hi Hidró róxi xido do de hie ierr rro( o(III)

HIDRÓXIDOS 61

e)

6.2.

6.3.

f)

g)

h)

Nombre los siguientes compuestos. a) LiOH

b) AgOH

c) Cr(OH)3

d) Pt( Pt(OH) OH)4

e) Be( Be(OH) OH)2

f) Hg( Hg(OH) OH)2

g) Zn( Zn(OH) OH)2

h) Al(O Al(OH) H)3

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)


1) (OH)2Co

2) Co(OH)2

b)

1) Ga(OH)3

2) GaOH

c)

1) OHRb

2) RbOH

d)

1) MgOH

2) Mg(OH)2

e)

1) Cr(OH)3

2) (OH)3Cr

f)

1) Sm(OH)2

2) Sm(OH)4

a)

b)

c)

d)

e)

f)


6.4.


1) Hi Hidróxido de de me mercurio(II)

2) Tr Trihidróxido de de me mercuri rio o

b)

1) Monohidróxido de talio

2) Hidróxido de talio(I)

c)

1) Hidróxido de sodio

2) Trihidróxido de sodio

d)

1) Dihidróxido de plata

2) Hidróxido de plata

e)

1) Hidróxido de calcio

2) Hidróxido de calcio(I)

f)

1) Monohidróxido de dibario

2) Hidróxido de bario

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Soluciones 6.1. a)

r C (OH) r

2

e)

b)

c)

OH u C OH

(OH) n S (OH)

f)

Ti(OH) 4

Pb(OH)2

d)

(OH) a B (OH)

4

g)

h)

Pb(OH)2

e(O F e(O H) H)

6.2. a)

Hidróxido de lititio

c)

Trihidróxido de cromo Hidróxido de cromo(III)

e)

Hidróxido de beril erilio io

2

b)

Hidróxido de pla t

d)

Tetrahidróxido de platino Hidróxido de platino(IV)

f)

Dihidróxido de mercurio Hidróxido de mercurio(II)

2

HIDRÓXIDOS 63

g)

h)

Hidróxido de cinc

Hidróxido de aluminio

6.3. a) 2)

b) 1)

c) 2)

d) 2)

e) 1)

f ) 1)

a) 2)

b) 1) y 2)

c) 1)

d) 2)

e) 1)

f ) 2)

6.4.

7

OXOÁCIDOS

En el Capítulo 3 se ha descrito la nomenclatura y formulación de los hidrácidos , compuestos binarios de hidrógeno que en disolución acuosa generan medio ácido (HCl, HBr, H 2S, etc.). En este capítulo vamos a presentar las normas para nombrar y formular los oxoácidos, que, como los anteriores, se disocian en disolución perdiendo iones hidrógeno(1 1). Desde un punto de vista estructural, estos compuestos suelen presentar un átomo central, que es un metal de transición o un no metal, rodeado de otros átomos, generalmente oxígenos, de los que uno o más están unidos a hidrógenos ácidos. Ejemplo de oxoácidos son los ácidos sulfúrico, nítrico, fosfórico, bórico, etc. Muchos oxoácidos han recibido a lo largo del tiempo una variada gama de nombres “comunes”. En la actualidad se mantienen los nombres tradicionales de algunos de ellos. A modo de ejemplo, mostramos algunos de los nombres del oxoácido de fórmula H 2SO4, que antiguamente fue conocido como aceite de vitriolo.

Ejemplo 7.1 Fórm rmul ulaa

H2SO4

Nombre anti antigu guoo

Ace ceiite de vi vitr triiolo

Nombre tra tradi diccional Nombres sis siste tem máti ticcos

Ácido su sullfú fúri ricco

Tetraoxosulfato de dihidrógeno Tetraoxosulfato(22) de hidrogeno Tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno

Nombres fun funccional ales es Ácido tetraoxosulfúrico Ácido tetraoxosulfúrico(2 2) Ácido tetraoxosulfúrico(VI)

Formulación

Para formular los oxoácidos, primero se escriben los hidrógenos “ácidos” —aquellos que están unidos a oxígeno a través de un enlace que se rompe generando H —, después debe figurar fig urar el símbolo del átomo central, y finalmente f inalmente los de los átomos o grupos de átomos que lo rodean. De ser varios y distintos, se escriben primero los oxígenos. Las fórmulas generales de los oxoácidos son, pues, del tipo HaXbOc o HaXbOcYd, donde X es el átomo central e Y represen representa ta otro u otros elementos elementos unidos a X. 1

Ejemplo 7.2 Fórmulas tipo HaXbOc H2SO4

H4P2O6

H4P2O7

Fórmulas tipo HaXbOcYd HSO3Cl

HSO3Br 65


Fórmulas semidesarrolladas

Tal como vimos en los capítulos anteriores, frecuentemente se prefieren utilizar fórmulas semidesarrolladas que muestran mejor la conectividad entre los átomos. En este tipo de formulas la presencia de agrupaciones de átomos iguales se indica entre paréntesis.

Ejemplo 7.3 (OH)2OPPO(OH)2

(OH)2OPOPO(OH)2

HPH 2O2

Observe en los dos primeros ejemplos cómo se indican los grupos OH, es decir, los hidrógenos “acidos” de esos compuestos. En el tercer ejemplo, la fórmula del oxoácido (HPH 2O2) indica claramente que posee un hidrógeno “ácido” unido al oxígeno (el primero en la fórmula) y dos “no ácidos” unidos directamente al átomo central (P). Al final de este capítulo volveremos a tratar estos aspectos con más detalle.

7.1

NÚME NÚ MER ROS DE OXI OXID DACI CIÓN ÓN

En los oxoácidos, el oxígeno presenta un número nú mero de oxidación de 2II, el hidrógeno de 1I y los demás elementos un valor siempre positivo. po sitivo. Observe en los siguientes ejemplos cómo los distintos estados de oxidación del átomo central (S), dan lugar a distintos oxoácidos de azufre.


Fórmula

S = 1II

H 2SO2

S = 1IV

H2SO3

S = 1VI

H2SO4

Dado que la suma de todos los números de oxidación de un compuesto neutro es cero, es muy fácil deducir el número de oxidación del átomo central de un oxoácido a partir de su fórmula y viceversa, aplicando la siguiente ecuación a todos los elementos de la fórmula.

      A) 3 (Nº de oxidación de A) = 0


Ecuación

H2SO2

2 3 (Nº oxid. del H) 1 2 3 (Nº oxid. del O) 1 1 3 (Nº oxid. del S) = 0 Sustituyendo los números de oxidación conocidos (H = 1I; O = 2II ): 2 3 (1I) 1 2 3 (2II ) 1 1 3 (Nº oxid. del S) = 0 Por tanto: (Nº oxid. del S) = 1II

H4P2O7

4 3 (Nº oxid. del H) 1 7 3 (Nº oxid. del O) 1 2 3 (Nº oxid. del S) = 0 Sustituyendo: 4 3 (1I) 1 7 3 (2II ) 1 2 3 (Nº oxid. del P) = 0 Por tanto: (Nº oxid. del P) = 1V

OXOÁCIDOS 67

Con un poco de práctica, práct ica, se pueden realizar estos est os cálculos mentalmente. Tenga en cuenta que en la mayoría de los casos, se verifica que si el número de oxidación del elemento central es par, el número de hidrógenos de la fórmula es también par, y si el primero es impar, el segundo también.

7.2

OXOÁCI CIDO DOSS MÁS CO CONO NOCI CIDO DOSS

Para recordar con facilidad los oxoácidos más conocidos, será muy útil clasificarlos teniendo en cuenta el grupo del Sistema Periódico al Periódico al que pertenece el elemento central, y su número de oxidación. Por ejemplo, ejemplo, los elementos elementos del Grupo 17 forman oxoácidos en los que los halógenos halógenos están en los estados de oxidación 1I, 1III , 1V o 1VII . Sus fórmulas son del tipo HXOn, donde n = 1, 2, 3 ó 4. Generalizaciones similares permiten formular for mular con rapidez los oxoácidos de los los demás grupos. gr upos. Mostramos a continuación una selección de fórmulas de los oxoácidos más corrientes empezando por los de los metales de transición , en los que éstos presentan sus estados de oxidación más altos.

TABLA 7.1 GRUPO 5 Vanadio

GRUPO 6 Cromo

V H VO H3VO4 1

Molibdeno Wolframio

GRUPO 7

VI H2CrO 4 H2Cr 2O7 1VI H2MoO4

Manganeso

1

Tecnecio

1

VI H2WO

Renio

1

1

VI I H MnO

VI H2MnO 4 1

VII HTcO4

VI H2TcO4 1

VII H ReO

VI H2ReO4

1

1

A continuación figuran los oxo oxoácidos ácidos de no metales más conocidos.

TABLA 7.2 GRUPO 13 Boro

GRUPO 14

1

III H3BO3

Carbono

1

(HBO2)n

Silicio

1

IV H2CO3 IV H4SiO4 (H 2SiO3)n

GRUPO 15 Nitrógeno

1

Fósforo

1

V HNO3 V H3PO4

III HNO 2 1

IV H4P2O6 1

III HPO2 1

(inestable) H4P2O7

H 2PHO3

II H2 NO2 1

I H2 N2O2 1

I HPH2O2 1


TABLA 7.2 (continuación) Fósforo

V H5P3O10 (HPO3)n 1

GRUPO 15 1III H 2P2H2O5

IV

1

I

1

(polímero de HPO 3)

GRUPO 161 Azufre

Selenio

VI H 2SO4

V H2S2O6

1

IV H 2SO3

1

II I H2SO4

1

H 2S2O7

H 2S2O5

VI H 2SeO 4

IV H 2SeO3

1

II H2SO2

1

1

1

H 2Se2O7

Teluro

VI H6TeO6

IV H 2TeO3

1

1

GRUPO 172 Flúor

I HFO 1

Cloro

1

Bromo

1

Yodo

1

VII HClO4 VII HBrO4 VII HIO4 H5IO6 H4I2O9

V HClO3 1V HBrO3 1

V HIO3 1

III HClO2 1III HBrO2 1

I HClO 1I HBrO 1

I HIO 1

Nomenclatura

Para nombrar los oxoácidos se pueden utilizar varios tipos de nomenclatura sistemática. Además, en el caso de los oxoácidos más corrientes, se siguen empleando nombres “tradicionales” que no son puramente sistemáticos pero que tienen el valor de la costumbre. Le mostramos algunos de estos sistemas de nomenclatura empezando por la “tradicional”, que debido a sus limitaciones se reserva sólo para los oxoácidos más conocidos. 1

Todos los oxoácidos de este grupo, salvo el H 6TeO 6, presentan dos hidrógenos ácidos. Salvo el H 5IO6 y el H4I2O9, los demás tienen un ú nico hidrógeno ácido.

2

OXOÁCIDOS 69

Nomenclatura tradicional tradicion al

Por este sistema, los nombres se forman utilizando utiliz ando prefijos y sufijos que se relacionan con el estado de oxidación oxida ción del elemento central o el grado de asociación del compuesto.

prefijos per-, hipo- y sufijos -ico, -oso Para nombrar uno de estos esto s compuestos se usa la palabra ácido seguida del nombre (o raíz) del elemento central al que se le añaden los prefijos ( per-, hipo-) y los sufijos ( -ico, -oso) que se relacionan con su grado de oxidación. La limitacion de esta nomenclatura está en que cada uno de estos prefijos y sufijos no se corresponden con un número de oxidación fijo y determinado —ni con un mismo número de átomos de oxígeno—, de modo que aunque sirve para distinguir los oxoácidos derivados de un mismo elemento central, no hay una exacta correspondencia entre la combinación prefijo/sufijo y la fórmula cuando comparamos oxoácidos de distintos elementos centrales. Los siguientes ejemplos son ilustrativos.


Fórmula

S = 1IV

H2SO3

S = 1VI

H2SO4

Cl = 1III

HClO2

Cl = 1V

HClO3

Nombre Ácido sulfur oso oso Ácido sulfúr ico ico Ácido clor oso oso Ácido clór ico ico

En realidad, lo que determina la combinación de prefijo/sufijo que corresponde a cada caso es el número de estados de oxidación del átomo central y no su valor concreto. La siguiente tabla te servirá para analizarlo:

TABLA 7.3 Preefi Pr fijjo per-

h ip o -

Suf ufiijo -ico -ico -oso

2 es esta taddos de oxi xida dacción

3 es esttad adoos de oxi xida dacción

4 es esta taddos de oxi xida dacción Mayor

Mayor

Mayor

Inter medio

Menor

Intermedio

Inter medio

Menor

Menor

- os o

Como es fácil imaginar, una nomenclatu ra basada en la costumbre costu mbre y no en un desarrollo sistemático no puede ser consistente, dando lugar a numerosas “excepciones”. Observe que en el primero de los ejemplos que siguen, el nombre se forma con una combinación prefijo/sufijo (hipo- ... -ico) distinta a la que le debería corresponder, y en los dos ejemplos siguientes, se usan diferentes raíces (sulfur- y tio-) para describir un mismo átomo central (azufre).

Ejemplo 7. 7.77 Fórmula

Nombre tradicional

(OH)2OPPO(OH)2 Ácido hipofosfór ico ico H2SO4

Ácido sulfúrico

H2S2O6

Ácido ditió nico


prefijos orto-, meta- y otros A veces un elemento da origen a distintos oxoácidos aunque el átomo central tenga el mismo número de oxidación. Las diferencias entre unos y otros están generalmente en: 1) La composición, que se refleja en fórmulas distintas. 2) El distinto grado de “asociación” de las moléculas (dímeros, trímeros, etc.). Para distinguir disting uir los del primer caso, se aplica el prefijo orto- a aquel oxoácido oxoácido cuya fórmula fórmula presenta el mayor número de oxígenos, y el prefijo pref ijo meta- para aquél cuya fórmula presenta el menor número de los mismos. Se lo mostramos en dos oxoácidos de yodo(VII).


Fórmula

I = 1VII

HIO4

I = 1VII

H5IO6

Nombre Ácido per yódico Ácido meta peryódico Ácido orto peryódico

Para indicar el grado de polimerización de un oxoácido —que coincide con el número de átomos del elemento central en la molécula— se usan tradicionalmente los prefijos di- (o piro-), tri-, tetra-, etc.



H3PO4

PO(OH)3

H4P2O7

(OH)2P(O)OP(O)(OH)2

Nombre Ácido fosfórico Ácido ortofosfórico Ácido difosfórico

H5P3O10

(OH)2P(O)OP(O)(OH)OP(O)(OH)2

Ácido tri fosfórico

En la tabla de oxoácidos, que incluimos al final del capítulo, mostramos los nombres tradicionales más utilizados junto con los nombres sistemáticos correspondientes. corresp ondientes. Nomenclatura sistemática siste mática

Para eliminar las ambigüedades y falta de coherencia de la nomenclatura tradicional, se ha desarrollado una nomenclatura sistemática — no se aplica a los oxoácidos de metales de transición —, que se basa en nombrar los oxoácidos oxoácidos como si fueran sales en las que los cationes han sido reemplazados por hidrógenos. El nombre se construye, pues, escribiendo el del “anión” seguido de las palabras de hidrógeno. Si el oxoácido tiene varios átomos de hidrógeno h idrógeno “ácidos”, la palabra hidrógeno va precedida de los prefijos numéricos di-, tri-, etc etc.. (mono- no se utiliza). util iza). El nombre del “anión” está formado por las siguientes cuatro partes: 1) Los nombres de los ligandos citados en orden alfabético. Son ligandos ligandos los hidrógeno hidrógenoss no ácidos y los otros otros elementos unidos directamente al átomo central. Los hidrógenos se citan como hidrido- y los oxígenos como etc. c. oxo-. Como antes, dichos términos van precedidos de los prefijos numéricos di-, tri-, et 2) La raíz del nombre del elemento central. 3) La terminación -ato unida a la raíz. En la tabla siguiente mostramos la raíz y el nombre del anión para una serie de elementos.

OXOÁCIDOS 71

Ejemplo 7.1 7.100 Elemento

Raí z

Anión

Elemento

Raí z

A n ió n

As

a r s en -

arseniato

P

fosf-

fosfato

B

bor-

borato

Re

ren-

reniato

Br

brom-

bromato

S

sulf-

sulfato

C

carbon-

carbonato

Sb

antimon-

antimoniato

Cl

clor-

clorato

Se

selen-

seleniato

Cr

crom-

cromato

Si

silic-

silicato

I

yod-

yodato

Ta

tantal-

tantalato

Mn

mangan-

manganato

Te

telur-

telu rato

Mo

molibd-

molibdato

Tc

t e c ne c -

tecneciato

N

nitr-

nitrato

V

vanad-

vanadato

Nb

niob-

niobato

W

wolfram-

wolframato

4) La parte final del nombre, siempre entre paréntesis, admite dos variantes: a) Sistema de Ewens-Bassett: Ewens-Bassett: el número de carga iónica formal del “anión” expresado en caracteres arábigos seguidos del signo menos ( 12, 22, 32, 42, etc etc..). b) Sistem Sistemaa de Stock: Stock: el número de oxidación del átomo central en números romanos sin signo ( I, I III, II IIII , etc..). IV, etc Observa que los números de oxidación y los números de carga representan conceptos distintos y habitualmente no coinciden. Su utilización hace innecesario escribir los prefijos numéricos delante de hidrógeno cuando se nombran oxoácidos sencillos. A la inversa, si se utilizan los prefijos, los números de oxidación o de carga se hacen innecesarios.

Ejemplo 7.1 7.111 Fórmula HClO HClO2 HClO3 HClO4 H2SO2 H2SO3 H 2SO4

Nombre sistemático (estequiométrico) Monooxoclorato de hidrógeno Dioxoclorato de hidrógeno Trioxoclorato de hidrógeno Tetraoxoclorato de hidrógeno Dioxosulfato de hidrógeno Trioxosulfato de hidrógeno Tetraoxosulfato de hidrógeno

Nombre sistemático (Ewens-Bassett) Monooxoclorato(12) de hidrógeno Dioxoclorato(12) de hidrógeno Trioxoclorato(12) de hidrógeno Tetraoxoclorato(12) de hidrógeno Dioxosulfato(22) de hidrógeno Trioxosulfato(22) de hidrógeno Tetraoxosulfato(22) de hidrógeno

Nombre sistemático (Stock) Monooxoclorato(I) de hidrógeno Dioxoclorato(III) de hidrógeno Trioxoclorato(V) de hidrógeno Tetraoxoclorato(VII) de hidrógeno Dioxosulfato(II) de hidrógeno Trioxosulfato(IV) de hidrógeno Tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno


Nomenclatura funcional funcion al

Los oxoácidos que se muestran en la tabla de oxoácidos, incluidos los de los metales de transición tran sición cromo y manganeso, pueden tambien nombrarse de forma semisistemática sin citar el número de hidrógenos. En esta variante de los sistemas anteriores, el nombre del oxoácido se forma con la palabra ácido seguida de un término formado por cuatro componentes, que son: 1) Los prefijos numéricos ( mono-, di-, etc.) y los términos que definen a los átomos (ligandos) que rodean al elemento central: oxo- para oxígeno; tio- para azufre; azuf re; hidrido- para hidrógeno; etc. 2) La raíz del átomo central. 3) La terminación -ico. 4) El número de oxidación (o el número de carga), que cuando no es necesario se suprime dando lugar a un nombre simplificado.

Ejemplo 7.12

H2SO4

Nombre funcional (simplificado) Ác.. te Ác tetr trao aoxxos osul ulfúr fúriico

Nombre funcional (Ewens-Bassett) Ác.. te Ác tetr trao aoxxos osul ulfúr fúriico co((2 2)

Nombre funcional (Stock) Ác.. te Ác tetr trao aoxxos osul ulfúr fúriico co(V (VI) I)

HClO3

Ácido tr triioxoclóri ricco

Ác. tri riooxoclóri ricco(12)

Ác. trioxoclórico(V)

HClO4

Ácid Ác idoo tetr tetrao aoxxoc ocllór óriico

Ác.. tetr Ác tetrao aoxxoc ocllór óriico co((12)

Ác. tetraoxoclórico(VII)

Fórmula

HMnO4

Ác. tetraoxomangánico(12) Ác Ác.. te tetrao traoxo xoman mangáni gánico( co(VII) VII)

H2MnO 4

Ác. tetraoxomangánico(22) Ác. tetra tetraox oxoman omangánic gánico(VI) o(VI)

Nomenclatura de oxoácidos de metales me tales de transición tran sición

Los oxoácidos de cromo y manganeso se pueden nombrar haciendo uso de las nomenclaturas tradicional tr adicional y funcional (véase la tabla de oxoácidos). Los oxoácidos de los demás elementos de transición se nombran con una sola palabra formada por los términos hidroxo- (que identifica los grupos OH ), oxo- (referida a O2 ), seguido del nombre del metal con su número de oxidación entre paréntesis. También se incluyen los prefijos numéricos que sean necesarios. Por este procedimiento, los nombres de los oxoácidos responden al término térmi no genérico hidroxooxometal. Como se puede ver, ver, en este nombre se citan por separado los hidrógenos ácidos unidos a oxígeno (OH) (OH) y los demás oxígenos. Observe en el primer ejemplo, que al haber un grupo OH, se añade el prefijo tri- para indicar ind icar el número de los restantes oxígenos unidos al renio [ReO 3(OH) (OH)]. ]. En el segundo ejemplo, se indica que existen dos OH y dos oxígenos unidos al átomo central [TcO 2(OH)2]. 2

2


Nombre sistemático


[HReO4]

Hidroxotrioxorenio(VII)

[ReO 3(OH)]

[H 2TcO4]

Dihidroxodioxotecnecio(V I)

[TcO 2(OH)2]

OXOÁCIDOS 73

Ejercicios 7.1.

7.2.

7.3.

Indique el estado de oxidación del átomo central en los siguientes oxoácidos. a) H4P2O7

b) H2SeO3

c) H2N2O2

d) H2MoO 4

e) HReO4

f) (H2SiO3)n

g) H6TeO6

h) H5IO 6

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Formule los siguientes oxoácidos nombrados mediante nomenclatura tradicional. a) Ácido fosfínico

b) Ácido nítrico

c) Ácido bórico

d) Ácido hipoyodoso

e) Ácido arsenioso

f) Ácido carbónic o

g) Ácido dicrómico

h) Ácido mangánico

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguiente siguientess c ompuestos mediante nomenclatura tradicional. tradicional. a) HMn HMnO O4

b) H4SiO 4

c) H2SO3

d) H2S2O6

e) HNO2

f) HB HBrO rO4

g) (HP (HPO O3)n

h) HCl HClO O2

a)

b)

c)

d)


7.4.

7.5.

e)

f)

g)

h)

Formule los siguientes oxoácidos nombrados mediante nomenclatura sistemática. a) Tetraoxoseleniato de dihidrógeno

b) Trioxocarbonato de dihidrógeno

c) Tetraoxofosfato(V) de dihidrógeno

d) Dioxonitrato(1-) de dihidrógeno

e) Hexaoxoyodato(5-) de pentahidrógeno

f) Poli(trioxosilicato de dihidrógeno)

g) Dioxobromato(III) de dihidrógeno

h) Hidroxodioxovanadio(V)

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguiente siguientess c ompuestos mediante nomenclatura sistemática. a) HFO

b) H2SeO 3

c) H4SiO 4

d) H2PHO3

e) HI HIO O4

f) H 2MoO 4

g) H2SO2

h) (HB (HBO O2)n

a)

b)

OXOÁCIDOS 75

7.6.

c)

d)

a)

b)

c)

d)

Formule los siguientes oxoácidos nombrados mediante nomenclatura funcional. a) Ác Ácid ido o triox trioxob obór órico ico a)

7.7.

b) Ác Ácid ido o hexa hexaox oxod odis isul ulfú fúri rico co c) Ác Ácid ido o triox trioxoy oyód ódic ico o b)

c)

d) Ác Ácid idoo tetr tetrao aoxo xoma mang ngán ánic ico( o(11-)) d)

Nombre los siguientes compuestos mediante nomenclatura funcional. a) H3AsO3

b) H2CrO 4 a)

c) HN HNO O2

d) (H2SiO 3)n b)


c)

7.8.

De entre los siguientes pares de nombres, señala los correctos (pueden serlo los dos). a)

1) Ácido arsenioso

2) Trioxoarseniato(3 -) de trihidrógeno

b)

1) Ácido percloroso

2) Ácido perclórico

c)

1) Ácido hipofosfórico

2) Ácido hexaoxodifosfórico

d)

1) Ácido c arbónico

2) Ácido hipocarbonoso

e)

1) Ácido hipobrómico

2) Ácido hipobromoso

f)

1) Ácido or tometabórico

2) Ácido metabórico

a)

7.9.

b)

c)

d)

e)

f)


1) P2H4O7

2) H4P2O7

b)

1) (HBOn)2

2) (HBO2)n

c)

1) H2CrO 4

2) H4CrO 4

d)

1) HClO4

2) H4ClO

e)

1) O2H2S

2) H2SO2

f)

1) HNO3

2) H3NO3

a)

7.3

d)

b)

c)

d)

e)

f)

DERI ERIV VAD ADOS OS DE DE LOS LOS OX OXOÁCI CIDO DOSS

En este apartado nos vamos a referir a compuestos que formalmente proceden de los oxoácidos por sustitución de algunos de sus átomos por otros elementos. Para estudiar estud iar su nomenclatura y formulación, formula ción, lo más sencillo es clasificarlos según si el nuevo elemento sustituye a oxígenos unidos al átomo central o sustituye a grupos OH.

7.4

DERIV DE RIVADOS ADOS POR POR SUS SUSTITU TITUCIÓ CIÓN N DE DE ÁTOM ÁTOMOS OS DE DE OXÍG OXÍGEN ENO O

a)

PEROX ÁCIDOS

Son derivados de los oxoácidos en los que un átomo de oxígeno ha sido reemplazado por un grupo -O-O-, denominado peroxo.

OXOÁCIDOS 77

Formulación

La fórmula de un peroxoácido se puede derivar de la del oxoácido correspondiente por sustitución de un O del oxoáci ox oácido do por O2. Puesto que el grupo -OO- ( O2) es característico de estos compuestos, compuestos, debe debe figurar como tal en la fórmula y no se simplifica. Fíjese que en el último ejemplo la fórmula no se reduce a HSO 4.

Ejemplo 7.1 7.144 Oxoá oáccido

Peroxoácido

Fórm rmul ulaa semi semiddes esaarr rrooll llaada

HNO3

HNO 4

HNO2(O2)

H2SO4

H2SO5

H2SO3(O2)

H3PO4

H3PO5

H3PO3(O2)

H2S2O7

H 2S2O8

H2S2O6(O2)

Nomenclatura

Un peroxoácido se puede nombrar por cualquiera de los sistemas anteriores, utilizando el nombre del oxoácido correspondiente y añadiendole el prefijo peroxo.

Ejemplo 7.15 Fóórmula F HNO 4

H2SO5

H3PO5

Nombre tradicional Ác. peroxonítrico

Ác. peroxosulfúrico

Ác. peroxofos p eroxofosfórico fórico

Nombre sistemático Dioxoperoxonitrato(12) de hidrógeno Dioxoperoxonitrato(V) de hidrógeno Trioxoperoxosulfato(22) de hidrógeno Trioxoperoxosulfato(VI) de hidrógeno Trioxoperoxofosfato(3 2) de hidrógeno Trioxoperoxofosfato(V) de hidrógeno

Nombres funcionales Ác. dioxoperoxonítrico(12) Ác. dioxoperoxonítrico(V) Ác. trioxoperoxosulfúrico(22) Ác. trioxoperoxosulfúrico(VI) Ác. trioxoperoxofos trioxoperoxofosfórico(3 fórico(32) Ác. trioxoperoxofosfórico(V trioxoperoxofosfórico(V))

Desde el punto de vista de la estructura, el grupo peroxo puede actuar de “puente” entre otras partes de la molécula o ser “terminal” molécula “ terminal”.. Para distinguir esas dos características características estructurales, se utiliza el descriptor descriptor µ delante de peroxo que indica que dicho grupo actúa act úa de “puente”.

Ejemplo 7.1 7.166 Fóórmula F

H2S2O8

Nombre tradicional

Nombre sistemático

µ-peroxo-hexaoxodisulfato(2 2) de dihidrógeno µ-peroxo-hexaoxodisulfato(VI) de dihidrógeno Ác. peroxodisulfúrico µ-peroxo-bis(trioxosulfato)(22) de dihidrógeno µ-peroxo-bis(trioxosulfato)(VI) de dihidrógeno

Nombres funcionales Ác. µ-peroxohexaoxodisulfúrico(2 2) Ác. µ-peroxohexaoxodisulfúrico(VI)


b)

TIOÁCIDOS

Se derivan de los oxoácidos por sustitución de uno o más átomos de oxígeno unidos al elemento central, por átomos de azufre. Formulación

Las fórmulas se escriben del modo habitual. Si además de un átomo de azufre central existen otros azufres en la molécula, se pueden escribir por separado —fórmula semidesarrollada—, para indicar su distinta naturaleza.

Ejemplo 7.1 7.177 Fórmula

Tioxoácido


H2SO4

H2S2O3

H2SO3S

H3PO4

H3PO2S2

H2CO3

H 2CS3

Los oxígenos también pueden sustituirse por selenio o teluro.

Ejemplo 7.1 7.188 Oxoácido

Derivado

H2SO4

H2SO2Se2

H2SO4

H 2SO3Te

Nomenclatura

En estos compuestos el azufre se indica con el prefijo tio-, el selenio por seleno- y el teluro por teluro-. Le mostramos unos ejemplos.


7.5

Nombre tradicional

H 2SO3S

Ác. tiosulfúrico

H3PO2S2

Ác. ditiofosfórico

H2CS3

Ác.. tri Ác triti tioc ocar arbó bóni nico co

Nombre sistemático Trioxotiosulfato(22) de hidrógeno Trioxotiosulfato(VI) de hidrógeno Dioxoditiofosfato(32) de hidrógeno Dioxoditiofosfato(V) de hidrógeno Tri riti tioc ocar arbo bona nato to de dih dihid idró róge geno no

DERIV DE RIVADO ADOSS POR POR SUST SUSTITU ITUCI CION ON DE DE GRUPO GRUPOSS OH

Son derivados que se obtienen sustituyendo grupos OH de los oxoácidos por otros átomos (por ( por ejemplo, halógenos), o grupos de átomos (por ejemplo, NH 2).

OXOÁCIDOS 79

a)

HALO HA LOG GEN ENUR UROS OS O HAL HALUR UROS OS DE ÁCI CIDO DO

Formulación y nomenclatura

La formulación es la habitual, que ha h a sido explicada al principio del capítulo. En cuanto a la nomenclatura , se pueden dar dos circunstancias: 1) Si el compuesto posee hidrógenos ácidos, se usa el formato empleado para nombrar ácidos: los oxígenos se nombran con el prefijo oxo- y los halógenos con fluoro-, cloro-, bromo- y yodo-.

Ejemplo 7.20 Fóórmula F HSO3Cl

Nombre sistemático Clor Cl orot otri riooxo xosu sulf lfat atoo de hid hidró róge geno no

ácido 2) Si no existen hidrógenos ácidos por haber sido sustituidos todos los grupos OH, el compuesto ya no es un ácido y no puede nombrarse como tal. En estos casos se emplea la llamada nomenclatura de coordinación que no será tratada en este manual. Sólo a título de ejemplo mostramos dos de estos compuestos y sus nombres.

Ejemplo 7.21 Fóórmula F SO2Cl2 POCl3

b)

Nombre sistemático Diclorodioxoazufre (nombre preferido) Dicloruro Dicl oruro de sulfurilo Triclorooxofósforo (nombre preferido) Tricloruro de fosforilo

AMIDAS

Son los derivados de oxoácidos en los que grupos OH han sido sustituidos por grupos NH 2. Formulación y nomenclatura

En formulación se suelen suelen utilizar fórmulas semidesarrolladas, semidesar rolladas, y al grupo NH 2 se le denomina amido-. La constr construcción ucción es la habitual.


Nombre sistemático

HOSO2 NH 2 Amidotrioxosulfato de hidrógeno Si todos los OH están sustituidos, ya no se trata de un ácido y se usa la nomencla nomenclatura tura de coordinación o la . funcional


Nombre sistemático

SO2(NH 2)2

Diamidodioxoazufre (nombre preferido) Diamida sulfúrica Diamida de sulfurilo


7.6

CÓMO CÓ MO FORMUL FORMULAR AR UN OX OXO OÁCIDO A PARTI PARTIR R DE DE SU NO NOMBRE MBRE

El procedimiento para formular un oxoácido a partir de su nombre depende mucho del tipo de nomenclatura utilizado. Si el nombre de partida es de tipo sistemático es especialmente sencillo, resultando algo más complejo si está nombrado de modo tradicional o funcional. Trate de seguir los siguientes pasos: 1) Escriba los símbolos de los elementos del oxoácido.

2) Añada los subíndices. a) Si el nombre es sistemático, coloque los subíndices basándose en los prefijos numéricos mono-, di- , tri-, etc. y en los números de carga o de oxidación, teniendo en cuenta que: sistemaa de Ewen Ewens-Bassett s-Bassett, el número de hidrógenos ácidos debe ser igual al número – Si se s e trata t rata del sistem de carga. – Si el nombre responde al sistema de Stock , debe poner el número de hidrógenos que haga que la suma de los números de oxidación de todos los átomos del oxoácido sea igual a cero. Recuerde que O = 2II y H = 1I. b) Si el nombre es el tradicional, utilice las combinaciones prefijo/sufijo para determinar el número de oxidación del átomo central y sus conocimientos sobre los oxoácidos de cada Grupo del Sistema Periódico: por ejemplo, los oxoácidos de los halógenos (Grupo 17) tienen un sólo hidrógeno; los del Grupo 16 (S, Se, Te) dos, etc. No olvide que la nomenclatura tradicional no es sistemática y por tanto deberá, en general, hacer uso de sus conocimientos o acudir a la tabla de oxoácidos que figura al final del capítulo.

Ejemplo 7.24 Nombre Tetraoxoseleniato de dihid rógeno Trioxobromato(12) de hidrógeno Dioxonitrato(III) de hidrógeno Ácido hipoyodoso Ácido tetraoxoarsénico

7.7

Símbolos 1) 1) 1) 1) 1)

HS e O H Br O H NO HIO H A sO

Fórmula 2) 2) 2) 2) 2)

H 2SeO 4 HBrO3 H NO 2 HIO H 3AsO 4


Para representar representa r los compuestos químicos se deberían usar siempre representaciones (fórmulas) que describan lo más acertadamente posible —aunque sea de modo resumido— la estructura de los compuestos. En este sentido, muchos químicos proponen, y así lo encontrará en algunos libros, la utilización generalizada de fórmulas desarrolladas o semidesarrolladas y que el orden de escritura de los símbolos responda a la conectividad real entre átomos. Así por ejemplo, los oxoácidos de los halógenos deberían representarse como HOX, HOXO, HOXO2 y HOXO3, en vez de HXO, HXO2, HXO3 y HXO4 como es costumbre, para par a reflejar el hecho de que el hidrógeno ácido está enen lazado a un oxígeno que es estructuralmente distinto a los otros, y que está formando parte del grupo funcional OH. O también, que los ácidos fosforoso ( H2PHO3) y fosfórico ( H3PO4) deberían escribirse PH(O)(OH)2 y PO(OH)3.

OXOÁCIDOS 81

Nosotros coincidimos con esas observaciones y recomendamos recomenda mos el uso de representaciones que respondan respond an lo más fielmente posible a la realidad estructural del compuesto. La representación de oxoácidos mediante fórmulas completamente desarrolladas es todavía más informativa que la semidesarrollada que se acaba de ver. En general, en un oxoácido encontrará al elemento central rodeado de oxígenos con los hidrógenos ácidos unidos a algunos de estos últimos formando grupos OH. Fíjese en que aunque se dibujan en el plano, la distribución de los átomos en el espacio es tridimensional. Por ejemplo, los oxígenos y grupos OH alrededor del azufre central en el ácido sulfúrico adoptan una u na geometría aproximadamente aproximadamente tetraédrica. Le mostramos unos ejemplos significativos que incluyen algunos de los ya mostrados al principio de este capítulo.

Ejemplo 7.25

HClO

HNO3

(OH)2OPOPO(OH)2

(OH)2OPPO(OH)2

8 2

TABLA TA BLA 7. 7.11 TA TABLA BLA DE OX OXO OÁCIDO CIDOSS Grupo, elemento y fórmula

Nombre tradicional

Nombre tradicional del anión (uno de varios: véase apartado correspondiente)

Nombre sistemático

(uno de varios: véase apartado correspondiente)

Nombre funcional


GRUPO 6 Cromo H2CrO 4 H2CrO7

Ác. crómico Ác. dicrómico

Cromato Dicromato

Ác. Tetraoxocrómico Ác. µ-oxo-hexaoxodicrómico

GRUPO 7 Manganeso HMnO4 H2MnO 4

Ác. permangánico Permanganato Ác. mangánico Manganato

Ác. tetraoxomangánico(12) Ác. tetraoxomangánico(22)

GRUPO 13 Boro H3BO3 (HBO2)n H2B2(O2)2(OH)4

Ác. metabórico Ác. bórico Ác. perbórico

Metaborato Borato Perborato

Ác. carbónico

Carbonato

Ác. ortosilícico Ác. metasilícico

Ortosilicato Metasilicato

Ác. nítico Ác. nitroso

Nitrato Nitrito

Trioxonitrato(12) de hidrógeno Dioxonitrato(12) de hidrógeno

Ác. trioxonítrico Ác. dioxonítrico

Ác. fosfínico Ác. fosforoso Ác. fosfónico

Fosfinato Fosfito Fosfonato

Dihidridodioxofosfato(12) de hidrógeno Trioxofosfato(32) de trihidrógen trih idrógenoo Hidridotrioxofosfato(22) de dihidrógeno

Ác. dihidridodioxof dihidr idodioxofosfórico osfórico Ác. trihidridotrioxofosfórico(2 2) Ac. hidridotrioxofosfórico(2 2)

Polodioxoborato(12) de hidrógeno Trioxoborato de trihidrógeno Tetrahidroxodi-µ-peroxo-diborato(2 2) de dihidrógeno GRUPO 14

Ác. polidioxobórico Ác. trioxobórico Ác. tetrahidroxodi-(µ-peroxo) dibórico

Carbono Silicio H4SiO4 (H 2SiO3)n Nitrógeno HNO3 HNO2 Fósforo HPH2O2 H3PO3 H2PHO3

Trioxocarbonato de dihid rógeno

Ác. trioxocarbónico

Tetraoxosilicato de tetrahidrógeno Poli(trioxosilicato Poli( trioxosilicato de dihid dihidrógeno) rógeno) GRUPO 15

Ác. tetraoxosilícico Ác. politrioxosilícico

TABLA TA BLA 7. 7.11 TABLA DE OX OXO OÁCIDO CIDOSS (continuación) Grupo, elemento y fórmula

Nombre tradicional

Nombre tradicional del anión (uno de varios: véase apartado correspondiente)

Nombre sistemático


GRUPO 15 Tetraoxofosfato(3 2) de trihidrógen trih idrógenoo µ-Oxo-hexaoxodifosfato de tetrahidrógeno Poli trioxofosfato(12) de hidrógeno Hexaoxodifosfato(P—P Hexaoxodifosfato( )(42) de P—P)(4 tetrahidrógeno

Nombre funcional


H3PO4 H4P2O7 (HPO3)n (HO)2OPP(OH)2

Ác. fosfórico Ác. difosfórico Ác. metafosfórico Ác. hipofosfórico

Fosfato Difosfato Metafosfato Hipofosfato

Arsénico H3AsO 4 H3AsO3

Ác. arsénico Ác. arsenioso

Arseniato Arsenito

Tetraoxoarseniato de trihidrógeno Trioxoarseniato(32) de trihidrógeno tr ihidrógeno GRUPO 16

Ác. tetraoxoarsénico Ác. trioxoarsénico

Azufre H2SO4 H2S2O7 H2S2O3 H2S2O6 H2S2O4 H2SO3

Ác. sulfúrico Ác. disulfúrico Ác. tiosulfúrico Ác. ditiónico Ác. ditionoso Ác. sulfuroso

Sulfato Disulfato Tiosulfato Ditionato Ditionito Sulfito

Tetraoxosulfato de dihidrógeno µ-Oxo-hexaoxodisulfato de dihidrógeno Trioxotiosulfato de dihidrógeno Hexaoxodisulfato(S— Hexaoxodisulfato( S—S S ) de dihidrógeno Tetraoxodisulfato(S— Tetraoxodisulfato( S—S S ) de dihidrógeno Trioxosulfato de dihidrógeno GRUPO 17

Ác. tetraoxosulfúrico Ác. µ-oxo-hexaoxodisulfúrico Ác. trioxotiosulfúrico Ác. hexaoxodisulfúrico Ác. tetraoxodisulfúrico Ác. triosulfúrico

Cloro

Ác. tetraoxofos tetr aoxofosfórico fórico Ác. µ-oxo-hexaoxodifosfórico Ác. politroxofos p olitroxofosfórico fórico Ác. hexaoxodifosfórico


TABLA TA BLA 7. 7.11 TABLA DE OX OXO OÁCIDO CIDOSS (continuación) Grupo, elemento y fórmula

Nombre tradicional

Nombre tradicional del anión (uno de varios: véase

Nombre funcional

Nombre sistemático


apartado correspondiente)

GRUPO 15 Tetraoxofosfato(3 2) de trihidrógen trih idrógenoo µ-Oxo-hexaoxodifosfato de tetrahidrógeno Poli trioxofosfato(12) de hidrógeno Hexaoxodifosfato(P—P Hexaoxodifosfato( )(42) de P—P)(4 tetrahidrógeno


H3PO4 H4P2O7 (HPO3)n (HO)2OPP(OH)2

Ác. fosfórico Ác. difosfórico Ác. metafosfórico Ác. hipofosfórico

Fosfato Difosfato Metafosfato Hipofosfato

Arsénico H3AsO 4 H3AsO3

Ác. arsénico Ác. arsenioso

Arseniato Arsenito

Tetraoxoarseniato de trihidrógeno Trioxoarseniato(32) de trihidrógeno tr ihidrógeno GRUPO 16

Ác. tetraoxoarsénico Ác. trioxoarsénico

Azufre H2SO4 H2S2O7 H2S2O3 H2S2O6 H2S2O4 H2SO3

Ác. sulfúrico Ác. disulfúrico Ác. tiosulfúrico Ác. ditiónico Ác. ditionoso Ác. sulfuroso

Sulfato Disulfato Tiosulfato Ditionato Ditionito Sulfito

Tetraoxosulfato de dihidrógeno µ-Oxo-hexaoxodisulfato de dihidrógeno Trioxotiosulfato de dihidrógeno Hexaoxodisulfato(S— Hexaoxodisulfato( S—S S ) de dihidrógeno Tetraoxodisulfato(S— Tetraoxodisulfato( S—S S ) de dihidrógeno Trioxosulfato de dihidrógeno GRUPO 17

Ác. tetraoxosulfúrico Ác. µ-oxo-hexaoxodisulfúrico Ác. trioxotiosulfúrico Ác. hexaoxodisulfúrico Ác. tetraoxodisulfúrico Ác. triosulfúrico

Ác. perclórico Ác.clórico Ác. cloroso Ác. hipocloroso

Perclorato Clorato Clorito Hipoclorito

Cloro HClO4 HClO3 HClO2 HClO Yodo HIO4 HIO3 H5IO6 HOCN HONC

Ác. peryódico Peryodato Ác. yódico Yodato Ác. ortoperyódico Ortopoeryodato Ác. ciánico Ác. fulmínico

Cianato Fulminato

Tetraoxoclorato de hidrógeno h idrógeno Trioxoclorato Trioxoc lorato de hidrógeno hid rógeno Dioxoclorato de hidrógeno Monooxoclorato de hidrógeno

Ác. tetraoxofos tetr aoxofosfórico fórico Ác. µ-oxo-hexaoxodifosfórico Ác. politroxofos p olitroxofosfórico fórico Ác. hexaoxodifosfórico

Ác. tetraoxoclórico Ác. trioxoclórico Ác. dioxoclórico Ác. monooxoclórico

Tetraoxoyodato de hidrógeno hid rógeno Trioxoyodato Trioxo yodato de hidrógeno hid rógeno Hexaoxoyodato(52) de pentahidrógeno OTROS OXOÁCIDOS Nitridooxocarbonato de hidrógeno Carbidooxonitrato de hidrógeno

Ác. tetraoxoyódico Ác. trioxoyódico Ác. hexaoxoyódico(52) Ác. nitridooxocarbónico Ác. carbidooxonítrico

O X O Á C I D O S 8 3


Ejercicios 7.10.

Formule los siguientes derivados de oxoácidos. a) Ácido peroxodifosfórico b) Dioxoperoxonitrato(1Dioxoperoxonitr ato(1-)) de hidrógeno

c) Ácido peroxonítrico

d) Trioxoperoxofosfato(V) de hidrógeno

e) Oxotritiofosfato(3-) de hidrógeno

g) Ácido tiosulfuroso

h) Amidodioxosulfato de hidrógeno

f) Trioxotiosulfato de dihidrógeno

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)


Ejercicios 7.10.

7.11.

Formule los siguientes derivados de oxoácidos. a) Ácido peroxodifosfórico b) Dioxoperoxonitrato(1Dioxoperoxonitr ato(1-)) de hidrógeno

c) Ácido peroxonítrico

d) Trioxoperoxofosfato(V) de hidrógeno

e) Oxotritiofosfato(3-) de hidrógeno

g) Ácido tiosulfuroso

h) Amidodioxosulfato de hidrógeno

f) Trioxotiosulfato de dihidrógeno

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguientes derivados de oxoácidos. a) H2S2O6(O2)

b) HNO(O2)

c) H3PO3(O2)

d) H2SO3(O2)

e) H3PO3S

f) H 3AsS 3

g) H2SO2Se2

h) HS HSO O3Br

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

OXOÁCIDOS 85

7.12.

Dibuje los siguientes compuestos utilizando fórmulas estructurales desarrolladas. a) H2SO 4

b) HPH2O2

c) H2S2O7

d) H2SO5

a)

b)

c)

d)

Soluciones 7.1. a)

b)

c)

d)

1V

1IV

1I

1VI


e)

f)

1VII

1IV

g)

h)

1VI

1VII

7.2. a)

HP H O2

b)

HN O

2

e)

H3A sO

c)

H3B O

3

f)

H3CO 3

3

d)

HIO

3

g)

h)

H 2Cr2O7

H2MnO4

7.3. a)

b)

Ácido permangánico

Ácido oros ot iliscico ícl ico

c)

d)

Ácido sros rlf oso u f

Ácido ditió iónico nico

e)

f)

Ácido nitros roso

Ácido perbró rómico mico

g)

h)

Ácido metaf aos f f rf ico ó

Ácido coros ol roso

7.4. a)

HeO eS2O

b)

4

HO C2

c)

3

HO P3

d)

4

O N H

2

OXOÁCIDOS 87

e)

HIO 5

f)

(HiO iSO2)

6

g)

3

n

rO B H rO

h)

O V H

2

3

7.5. a)

b)

onooxof luorato M onooxof orato de hidrógeno onooxof M onooxof luorato(1 orato(1

) de hidrógeno

2

onooxof M onooxof luorato(I) orato(I) de hidrógeno

rTioxoseleniato rioxos eleniato de dihidrógeno rTioxoseleniato(2 rioxos eleniato(2

rTioxoseleniato(IV rioxos eleniato(IV ) de hidrógeno

c)

d)

eTtraoxosilic etraoxos ilicato ato de tetrahidrógeno eTtraoxosilic etraoxos ilicato(4 ato(4

) de hidrógeno

2

) de hidrógeno

2

eTtraoxosilic etraoxos ilicato(IV ato(IV ) de hidrógeno

e)

idridotrioxof osato H idridotrioxof f f de dihidrógeno idridotrioxof osf ato(2 H idridotrioxof f

) de hidrógeno

2

idridotrioxof osato(III) H idridotrioxof f f de hidrógeno

f)

eTtraoxoyodato etraoxoy odato de hidrógeno eTtraoxoyodato(1 etraoxoy odato(1

) de hidrógeno

2

ihidroxodioxom D ihidroxodioxom olibdeno(V olibdeno(V I) I)

eTtraoxoyodato(V etraoxoy odato(V II) de hidrógeno II)

g)

h)

ioxoslf D ioxos lf ato de hidrógeno u ioxoslf D ioxos lf ato(2 u

) de hidrógeno

2

ioxoslf D luato(II) f de hidrógeno

Poli[dioxoborato de hidrógeno] Poli[dioxoborato(12) de hidrógeno] Poli[dioxoborato(III) de hidrógeno]


7.6. a)

b)

HO B3

c)

H2S2O6

3

d)

HM O n

HIO 3

4

7.7. a)

b)

or cid Á rt xa ico n sé

or cid Á xrte a ico m ó

c)

d)

or cid Á ítr xn d ico

or cid Á tr xslícp io

7.8. a) 1) y 2)

b) 2)

c) 1) y 2)

d) 1)

e) 2)

f ) 2)

a) 2)

b) 2)

c) 1)

d) 1)

e) 2)

f ) 1)

7.9.

7.10. a)

b)

HN O (O 2 )2

H4P2 O6(O 2)

e)

HO S P3

c)

d)

HN O (O 2 )2

H2PO3(O2)

g)

h)

f)

HO SS2

3

3

HO SS2

N S O H

2

7.11. a)

Ácido peroxodisulfúrico

c)

Ácido peroxofosfórico Trioxoperoxosulfato(22) de hidrógeno

b)

Ácido peroxonitroso xxoperoxonitrato(1 O operoxonitrato(1 2) de hidrógeno d)

Ácido peroxosulfúrico Trioxoperoxosulfato(22) de hidrógeno

2

OXOÁCIDOS 89

e)

f)

ciido Á do monotiofosfórico rTioxotiofosfato(3 2) de hidrógeno rioxotiofosfato(

Ácido tritioarsenioso Tritioarseniato(32) de hidrógeno

g)

h)

Ácido diselenosu enosu rlf ico ú f rico ioxoditiosu D iox oditiosuf lf ato(2 2) de hidrógeno

rom B rom otrioxosulfato de hidrógeno otrioxosulfato

7.12. a)

b)

c)

d)

8

IONES

En este capítulo vamos a describir cómo formular y nombrar los iones, es decir, las especies químicas con carga. Según ésta sea positiva o negativa, se clasifican en cationes y aniones, y según el número de átomos que los constituyan, en monoatómicos o poliatómicos .

Ejemplo 8.1 Cationes Iones Aniones

8.1

Monoatómicos Poliatómicos Monoatómicos Poliatómicos

Cu 2

Na

1

1

NH4 SO2 1

1

O2

Cl

2

SO24

OH

2

2

CATIONES

Tal y como acabamos de indicar, un catión es un átomo o un grupo de átomos que tiene una o más cargas positivas. En el caso de los cationes poliatómicos, las cargas pueden estar localizadas en uno de los átomos o bien estar deslocalizadas entre varios de ellos. A continuación describiremos la formulación y nomenclatura de los cationes, siguiendo la clasificación anterior.

8.2

CATI TION ONES ES MO MON NOATÓ TÓMI MICO COSS

Formulación

Se representan por el símbolo del elemento ( A), y su carga iónica se indica como un superíndice en la parte superior derecha mediante un número n, seguido del signo 1, tomando la forma general A n . En el caso del superíndice 11, se escribe sólo el signo 1. 1

Ejemplo 8.2 H

1

K

1

Ca2

1

Fe2

1

Fe3

1

Nomenclatura

Se pueden nombrar por cualquiera de los dos métodos sistemáticos siguientes: a) Sistema Ewans-B Ewans-Bassett: assett: con la palabra ion seguida del nombre del elemento y el número de carga y el signo 1 entre paréntesis. b) Sistema Stock: se utiliza la palabra catión (o ion) seguida del nombre del elemento y el número de oxidación entre paréntesis y sin signo. 91


Observe que en el caso de un catión monoatómico, los números de carga y los de oxidación son coincidentes, aunque los primeros se representan mediante numeración árabe y los segundos con numeración romana.

Ejemplo 8.3 Caatión C Cu

Nombre Ewens-Bassett

Nombre Stock

Ion cobre(11)

Catión cobre(I)

Cr 3

Ion cromo(31)

Catión cromo(II)

H

Ion hidrógeno(11)

Catión hidrógeno(I)

1

1

1

En el último ejemplo también se utilizan los términos protón y deuterón para nombrar los cationes específicos específ icos de hidrógeno y deuterio. Cuando no existe ninguna ambigüedad sobre la carga de un catión, el número de carga (o el de oxidación) se puede omitir. Esto ocurre ocurr e cuando ese elemento forma un único ún ico catión.

Ejemplo 8.4 Catión Na

Nombre Stock

Nombre preferido

Ion sodio(11)

Catión sodio(I)

Ion sodio

Ca2

1

Ion calcio(21)

Catión calcio(II)

Ion calcio

Al3

1

Ion aluminio(31)

Catión aluminio(III)

Ion aluminio

1

8.3


CATI TION ONES ES POLI POLIA ATÓ TÓMI MIC COS

Formulación

Se representan con los símbolos y subíndices tal como se ha visto en capítulos anteriores. La carga se indica con un superíndice como en los cationes monoatómicos.

Ejemplo 8.5 O2

H3O

1

NH4

1

SO22

H2Cl

1

1

1

Si se considera necesario, puede resultar útil el empleo de paréntesis. Observe, en los siguientes ejemplos, cómo se usan.

Ejemplo 8.6 (O2)

1

(S4)2

1

(Hg 2)2

1

(H 3)

1

Para formular un ion poliatómico (tanto cationes o aniones), se debe tener en cuenta que la suma de los números de oxidación de todos los elementos debe ser igual al número de carga del ion, tal como se indica en la siguiente ecuación.  (Nº

de átomos del elemento A) 3 (Nº de oxidación de A) = Nº de carga

IONES 93


Ecuación

SO221

1 3 (Nº oxid. del S) 1 2 3 (Nº oxid. del O) = Nº de carga Sustituyendo los números de oxidación (S = 1VI ; O = 2II ): 1 3 (1VI ) 1 2 3 (2II) = (21)

Nomenclatura

Cationes homopoliatómicos El procedimiento más fácil e inmediato consiste en utilizar la palabra ion seguida del nombre nombre de la especie neutra al que se añade el número número de carga .

Ejemplo 8.8 Catión

Nombre

Catión

Nombre

O2

Ion dioxígeno(11)

Bi45

Ion pentabismuto(41)

S24

Ion tetraazufre(21)

H3

Ion trihidrógeno(11)

1

1

1

1

En caso necesario, también se puede utilizar el número de oxidación.

Ejemplo 8.9 Catión Hg22

1

Nombre Ewens-Bassett Ion dimercurio(21)

Nombre Stock Catión dimercurio(I)

Cationes derivados de hidruros binarios Se trata de cationes que generalmente se obtienen por adición de un ion hidrógeno(1 1) a un hidruro no metálico (véase el Capítulo 3), en el que el no metal posee pares de electrones libres que pueden cederse al H (por ejemplo, O, S, N, P, P, X). El nombre se forma añadiéndole a ñadiéndole el sufijo suf ijo -onio a la raíz del nombre del elemento. Mostramos algunos ejemplos, en los que hemos omitido por simplicidad las palabras ion o catión. 1

Ejemplo 8.10 Hidruro NH 3 PH3 H2O H 2S HC l

Nombre Amoníaco Azano Fosfina Fosfano Agua Oxidano Sulfuro de hidrógeno Sulfano Cloru rurro de hidrógeno

Hidruro

Nombre

NH4

Amonio

PH4

Fosfonio

H3O

1

Oxonio

H3S

1

Sulfonio

1

1

H 2Cl

1

Cloronio


El nombre oxonio se utiliza exclusivamente para la especie H 3O . Cuando no se conoce el grado de hidratación del ion H , se utiliza ion hidrógeno. 1

1

Cationes de compuestos binarios de oxígeno Se utiliza la nomenclatura de coordinación: el nombre se forma con los términos ion o catión , seguido de un prefijo di--, tri-, etc.) que indica el número de oxígenos, indicado por -oxo-, al que sigue numérico (mono-, di sigue el nombre nombre del otro elemento con los números de carga o de oxidación entre paréntesis del modo habitual.

Ejemplo 8.11 Nºº de oxidación N

Catión


Nombre Stock

O = 2II

P = 1V

PO3

Ion monooxofósforo(31)

Cati Ca tión ón mo mono noox oxof ofós ósffor oro( o(V) V)

O = 2II

S = 1VI

SO22

Ion dioxoazufre(21)

Catión dioxoazufre(VI)

O = 2II

U = 1V

UO2

Ion dioxouranio(11)

Catión dioxouranio(V)

1

1

1

En algunos casos se utilizan aún nombres tradicionales o semisistemáticos. Le mostramos algunos.

Ejemplo 8.12 Catión

Nombre tr tradicional

Catión

Nombre tr tradicional

CO2

Catión carbonilo

PO3

1

Catión fosforilo

ClO

Catión clorosilo

OH

1

Catión hidroxilo

ClO2

Catión clorilo

SO2

ClO3

1

Catión perclorilo

SO22

NO

1

Catión nitrosilo

UO 2

NO2

Catión nitroilo

UO22

1

1

1

1

1

1

1

1

Catión sulfinilo Catión tionilo Catión sulfonilo Catión sulfurilo Ion uranilo(11) Ion uranilo(V) Ion uranilo(21) Ion uranilo(VI)

Los cationes de bromo y yodo se nombran de modo análogo a los de cloro ( bromosilo, yodosilo, etc.).

IONES 95

Ejercicios 8.1.

Indique el estado de oxidación de los elementos (exceptuando el oxígeno) en los siguientes iones. a) Fe3

b) Sn2

c) VO3

e) F

f) ClO 4

g) MnO 42

1

1

2

8.2.

8.3.

d) SO2

1

2

1

h) Cr 2O72

2

2

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Formule los siguientes cationes. a) Io I on potasio

b) Io I on plata

c) Ca C atión níquel(III)

d) Io I on dioxígeno(1+)

e) Ion arsonio

f) Ion selenonio

g) Ion dioxouranio(2+)

h) Ion nitrosilo

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguientes cationes. a) Sn2

b) Mg2

1

1

e) Sb SbH H4

f) H2Br

1

1

d) CO2

c) Cl2

1

g) VO3

1

h) OH

1

1

a)

b)

c)

d)


8.4

e)

f)

g)

h)

ANIONES

En este apartado aparta do describiremos la formulación y nomenclatura nomenclatur a de los aniones, es decir, de las especies mono o poliatómicas que tienen una o más cargas negativas. En los aniones poliatómicos, la carga negativa puede esta r localizada en uno de los átomos, o bien, deslocalizada entre varios de ellos.

8.55 8.

ANIION AN ONES ES MON MONO OATÓMI MIC COS

Formulación

Se representan representa n por el símbolo del elemento ( A), y un superíndice n, seguido del signo 2 en la parte superior derecha que corresponde a la carga negativa de ese anión. Las fórmulas tiene por lo tanto la forma general A n . Cuando la carga es 12, sólo se escribe el signo 2. 2

Ejemplo 8.13 H

O2

Cl

2

2

P3

2

C4

2

2

Nomenclatura

Para nombrarlos se emplean los términos ion o anión seguido del nombre (o contracción) del elemento seguido de la terminación -uro. El nombre óxido que se le da al anión O2 es una excepción. 2

Ejemplo 8.14 Anión

Hidruro

H

2

2

Nombre

H (o D ) Deuteruro 2

2

A n ió n

Nombre

O2

2

Óxido

S2

2

Sulfuro

B3

Bor u ro

Se2

Seleniuro

C4

Carburo

F

Fluoruro

Si4

Siliciuro

Cl

N3

2

Nitruro Nitru ro

Br

Bromuro

P3

2

Fosfuro

I

Yoduro

2

2

2

2

2

2

2

2

Cloruro

IONES 97

8.66 8.

ANIION AN ONES ES PO POLI LIA ATÓM ÓMIICOS

Formulación

Las fórmulas se escriben del mismo modo que en los aniones monoatómicos, indicando la carga como superíndice.

Ejemplo 8.15 OH

HS

2

2

S22

O2

2

2

CO23

2

Recuerde que la suma de los números de oxidación de todos los elementos debe ser igual al número de carga del anión.


Ecuación

CO232

1 3 (Nº oxid. del C) 1 3 3 (Nº oxid. del O) = Nº de carga Sustituyendo los números de oxidación (C = 1IV; O = 2II): 1 3 (1IV ) 1 3 3 (2II ) = (22)

Nomenclatura

Para nombrarlos, vamos a clasificar los aniones poliatómicos en los grupos siguientes:

Aniones homopoliatómicos Al nombre del anión monoatómico correspondiente se le añaden los prefijos numéricos ( di-, tri-, tetra-, etc.) y el número de carga. Se utilizan también muy ampliamente una serie de nombres comunes de los que mostramos los más conocidos.

Ejemplo 8.17 Ani nióón

Nombre si sistemáti ticco Nombre co común

C22

Dicarburo(22)

Acetiluro

N3

Trinitruro(12)

A zida

O2

Dióxido(12)

Hiperóxido Superóxido

O22

Dióxido(22)

Peróxido

O3

Trióxido(12)

Ozónido

S22

Disulfuro(22)

I3

Triyoduro(12)

2

2

2

2

2

2

2

Casos especiales: aniones con nombres comunes En el caso de algunos otros aniones, aniones , el uso de los nombres comunes está tan extendido extend ido que prácticamente es el único que se utiliza. Le mostramos una selección de los principales.


Ejemplo 8.18 Anión CN

Nombre

A n ió n

Hidrogenodióxido(12) Hidroperóxido (en Química Orgánica) Hidrógenosulfuro(12) Hidrosulfuro (en Química Orgánica)

2

Cianuro

OH 2

NH 2

Imiduro

HS

NH 2

Amiduro

NCS

OH

Hidróxido

NCO

2

2

2

Nombre

2

2

Tiocianato

2

Cianato

2

Ejercicios 8.4.

8.5.

Formule los siguientes aniones. a) Ion yoduro

b) Ion arseniuro

c) Ion óxido

d) Ion ozónido

e) Ion pe pen nta taes esttann nnu uro( o(2 2-)

f) Ion hid idrróg óge eno nossulf lfur uro( o(1 1-)

g) Ion ci cia anato

h) Ion tri ricl clor oruuro ro((1-)

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguientes aniones. b) P3

a) H

2

e) OH

c) C22

2

f) OH2

2

d) CN

2

2

h) S2

g) NCS

2

2

2

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

IONES 99

Aniones de oxoácidos Son los aniones que provienen de la pérdida de los hidrógenos ácidos —iones hidrógeno (1 1)— de un oxoácido. Se nombran fácilmente a partir del nombre del correspondiente oxoácido expresado en la forma tradicional o en la sistemática. Veremos a continuación algunos ejemplos en los que hemos omitido la palabra ion por simplicidad. Nomenclatura tradicional tradicion al

Si el nombre del correspondiente oxoácido está en la forma tradicional, las terminaciones -oso e -ico se sustituyen por -ito y -ato respectivamente. La palabra ácido se suprime.

TABLA 8.1 Suf ijo del oxoácido

Nombre

-oso -ico

-ito -ato

Ejemplo 8.19 Ácido

Nombre

A n ió n

Nombre

H 2SO4

Ác. sulfúr ico ico

SO42

Sulf ato ato

H2SO3

Ác. sulfur oso oso

SO32

Sulf ito ito

H2S2O6

Ác. ditión ico

S2O62

HIO3

2

2

Ác. yód ico

2

IO3

2

Ditionato Yodato

En la tabla de oxoácidos del capítulo anterior se pueden ver los nombres tradicionales de un gran número de estos aniones. Nomenclatura sistemática siste mática

En este caso, se suprimen del nombre sistemático del oxoácido las palabras de hidrógeno. Es decir, el nombre del anión está constituido exactamente por el primer término del nombre del ácido.

Ejemplo 8.20 Ácido H2SO4 H2SO3

Nombre

Anión

Tetraoxosulfato(22) de hidrógeno Tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno Trioxosulfato(22) de hidrógeno Trioxosulfato(IV) de hidrógeno

SO42

2

SO32

2

Nombre Tetraoxosulfato(22) Tetraoxosulfato(VI) Trioxosulfato(22) Trioxosulfato(IV)

Si el anión contiene algún hidrógeno hid rógeno ácido, su nombre se forma a partir del nombre del oxoácido, anteponiéndole el término hidrógeno, precedido por el prefijo numérico que le corresponda — el uso del prefijo mono- es optativo— y ajustando convenientemente el número de carga. Fíjese en que si se utiliza el número de oxidación, éste no se cambia.


Ejemplo 8.21 Ácido

8.77 8.

Nombre

A n ió n

H 2SO4

Tetraoxosulfato(22) de hidrógeno Tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno

HSO4

H3PO4

Tetraoxofosfato(3 2) de hidrógeno Tetraoxofosfato(V) de hidrógeno h idrógeno

H2PO4

2

2

Nombre Hidrógenotetraoxosulfato(12) Monohidrógenotetraoxosulfato(12) Hidrógenotetraoxosulfato(VI) Monohidrógenotetraoxosulfato(VI) Dihidrógenotetraoxofosfato(12) Dihidrógenotetraoxofosfato(V)

CÓMO CÓ MO FO FORMUL RMULAR AR UN IO ION N A PAR ARTIR TIR DE SU NO NOMBRE MBRE

Siga los siguientes pasos: 1) Escriba los símbolos de los elementos.

2) Añada los subíndices. El procedimiento varía según el tipo de nomenclatura utilizado: a) Si la nomenclatura es sistemática, coloque los subíndices basándose en los prefijos numéricos mono-, di- , nombre o en sus terminaciones. terminaciones. tri-, etc. que figuran en el nombre t radicional, utilice las combinaciones prefijo/sufijo para determinarlos. b) Si el nombre está en nomenclatura tradicional,

3) Escriba el número de carga como superíndice. Utilice directamente dicho número si ya se lo proporciona el nombre (sistema de Ewens-Bassett) o dedúzcalo del número de oxidación ( sistema de Stock) o de las combinaciones prefijo/sufijo ( sistema tradicional). Observe cómo se formulan los siguientes cationes.

Ejemplo 8.22 Nombre

Símbolo 2)

1)

U

Ion uranio(61) 1)

Catión dimercurio(I)

1

3)

Hg 2 2)

AsH 1)

U6

U

Hg

Ion arsonio

Fórmula 3)

2)

1)

Ion dioxocromo(21)

Subíndices

Hg4

1

3)

Hg22

AsH4 2)

Cr O

A continuación le mostramos la formulación de algunos aniones.

1

3)

CrO2

CrO22

1

IONES 101

Ejemplo 8.23 Nombre

Símbolo 2)

1)

Ion arseniuro

As 1)

Ion dióxido(22)

ClO3

HSO

Ion nitrato

ClO3

2

3)

HSO3 2)

NO

2

3)

2)

1)

O22

O2

ClO

Hidrógeno trioxosulfato(12)

2

3)

2)

1)

As3

As

O

Ion trioxoclorato(V)

Fórmula 3)

2)

1)

8.88 8.

Subíndices

HSO3

2

3)

NO3

NO3

2


Los cationes y aniones poliatómicos se pueden representar mediante fórmulas desarrolladas que proporcionan información no sólo sobre las conexiones y disposición espacial de sus átomos, sinó tambien sobre aquellos en los que se localizan las cargas carga s positivas o negativas. Dibujar los pares electrónicos no compartidos compart idos será útil para comprender la estructura y racionalizar sus propiedades propiedades físicas y químicas. Recuerde que las formas resonantes no son más que “artificios de representación” y que la estructura del ion es única: cada estructura resonante es solamente una visión “parcial” de la estructura real. Así, por ejemplo, en el caso del ion sulfato no existen dos tipos distintos de enlaces azufre-oxígeno sino uno sólo de características intermedias entre los dos representados.


NH4

1

NO

1



Fórmula OH


2

C22

2

NO2

2

SO24

1

Ejercicios 8.6.

8.7.

Formule los siguientes aniones nombrados mediante nomenclatura tradicional. a) Borato

b) Hipoclorito

c) Sulfito

d) Bromato

e) Disulfato

f) Ditionato

g) Permanganato

h) Arseniato

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre los siguientes aniones mediante nomenclatura tradicional. a) ClO 4

2

e) S2O42

2

b) SO 42

2

f) CrO42

2

d) PO43

c) NO3

2

2

g) Cr 2O72

2

h) SiO 44

2

IONES 103

8.8.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Formule los siguientes aniones nombrados mediante nomenclatura sistemática. a) Triox Trioxon onitr itrat ato( o(11-))

b) Tet etrao raoxo xofo fosfa sfato to(V) (V)

a)

8.9.

b)

d) Monohid Monohidróg rógeno enote tetra traox oxosu osulfa lfato to(VI (VI))

c)

d)

Nombre los siguientes aniones mediante nomenclatura sistemática. a) HC HCO O3

b) Re ReO O4

2

8.10.

c) Dioxoy Dioxoyoda odato to((11-))

2

c) BO33

d) FO

2

2

a)

b)

c)

d)

Dibuje los siguientes compuestos utilizando fórmulas estructurales desarrolladas. b) CO32

a) H3O

1

2

a)

c) PO43

2

d) Cl ClO O4

2


b)

c)

d)

Soluciones 8.1. a)

b)

c)

d)

1III

1II

1V

1IV

g)

h)

1VI

1IV

e) 2I

f) 1VII

IONES 105

8.2. a)

b)

K

Ag

1

c)

1

e)

f)

sH A

H3S e

1

4

1

d)

Ni 3

O2

g)

h)

1

1

O U

21 2

O N

1

8.3. a)

b)

Ion estaño(21) Catión estaño(II)

Ion m agnesio ag nesio

c)

Ion dic icor loo(1 r

d)

)

C tión carb a ió rbonilo onilo

1

e)

f)

Ion eib stibonio

Ion brom rom onio onio

g)

h)

Ion m onooxov onoox ovna ndio(3 a daio(3 1) Catión monooxovanadio(V)

Catión hidr idr oxilo

8.4. a)

b)

I

As 3

e)

f)

2

1

Sn 25

2

S H

c)

d)

O2

O3

2

g) 2

NCO

2

h) 2

Cl 3

2


8.5. a)

b)

c)

Iond Ion icarb d ic arb ro(2 u ro(2 Acetiluro

Ionf f osro Ion rf o f u

Ionh Ion idru h id ruro ro

e)

f)

)

2

Ion cianuro

g)

Ion hidró idróenoenog dióido(1 xido(1 2) Ión hidroperóxido

Ion hidró idróido xido

d)

h)

Ion tioc iocia iana nato

Ion sro rlf o f u

8.6. a)

O B

b)

32 3

lO C

e)

O2 S

c)

SO23

2

r B O r

2

f) 22 7

d)

g)

S2O 62

2

O n M

2

3

h) 32 4

sO A

2

4

8.7. a)

b)

e clrP to a r

c)

lf u S to f a

e)

ir N to a r

f)

n ito D

d)

sa o F sf tof

g)

r tC a m o r

h)

icr tD a m o r

Or silca to si to

8.8. a)

O N

b)

O P

2

3

c) 32 4

d)

IO 2

O S H

2

8.9. a)

Hir d e g ixcró t(1 a n o b

b)

)

2

eTtraoxoreniato(V etraoxoreniato(V I)

2

4

IONES 107

c)

d)

rriTioxob oxob orato(3 2) orato(3 Trioxoborato(III)

8.10. a)

b)

c)

d)

on o M onoxof ooxof orato(1 lu orato(1 2) Monooxofluorato(I)

9

SALES (I)

Una sal es un compuesto químico quí mico formado por la combinación combina ción de uno o varios cationes con uno u no o varios aniones. Ten presente que los compuestos que contienen el catión H 3O , no se consideran sales sino ácidos. A efectos de nomenclatura, vamos a clasificar las sales en los tipos que se indican en el esquema siguiente, de manera que en este capítulo veremos cómo formular y nombrar las sale saless bina binarias rias, de oxoácidos y con hidrógenos ácidos, y dejaremos para el capítulo siguiente las sales dobles y triples, las de los óxidos e hidróxidos y los óxidos e hidróxidos dobles. 1

Ejemplo 9.1

Sales

9.1

Sales binarias

NaCl

CaI 2

Sales de oxoácidos Sales con hidrógenos ácidos Sales dobles y triples

NaNO3

K 2SO4

NaHCO3

K 2HPO 4

KNaCO3

CaBrCl

Sales de óxidos e hidróxidos Óxidos e hidróxidos dobles

BiCl(O)

MgBr(OH)

MgTiO3

AlCa2(OH)7

SALES BI BINARI RIA AS

Son aquellas sales formadas por sólo dos elementos: el del catión y el del anión. Formulación y nomenclatura

Al tratarse de compuestos binarios, la formulación y nomenclatura de estas sales es la que ya se ha mostrado en el Capítulo 5.

Ejemplo 9.2 Catión

A n ió n

Sa l

Cl

NaCl

Cloruro de sodio sod io

Ca2

1

I

CaI 2

Yoduro de calcio

Ni3

1

S2

Na

1

2

2

2

Ni2S3

Nombre

Trisulfuro de diníquel Sulfuro de níquel(III)

109

110 11 0 NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN DE LOS COMPUESTOS COMPUESTOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS

Aunque no se trata de sales binarias estrictamente hablando, algunas otras como las siguientes, se escriben y nombran como si lo fuesen.

Ejemplo 9.3 Catión

A n ió n

Sa l

NH4

Cl

NH4Cl

Cloru rurro de de am amoni nioo

K

CN

KCN

Cian anur uroo de potasio

1

1

9.2

2

2

Nombre

SAL ALES ES DE OXOÁCI CIDO DOSS

Son aquellas en las que el anión procede de un oxoácido por pérdida de todos sus hidrógenos ácidos.

Ejemplo 9.4 NaNO3

K 2SO4

Formulación

Se escribe primero el catión y después el anión, añadiéndoles los subíndices, que corresponden a los números de carga intercambiados. No se utilizan superíndices para describir las cargas. Recuerde que el número de carga de un catión o de un anión se puede hallar fácilmente sumando los números de oxidación de sus elementos; que el subíndice 1 se omite; y que siempre que sea posible, los subíndices del catión y del anión se simplifican. Se utilizan paréntesis siempre que sean necesarios.

Ejemplo 9.5 Catión

Nº de carga

A n ió n

Nº de carga

Fórmula

Na

11

NO3

12

NaNO3

K

11

SO42

22

K 2SO4

NH4

11

SO32

22

(NH 4)2SO3

Ca2

21

PO43

32

Ca3(PO 4)2

Pb4

41

CO32

22

Pb2(CO3)4

1

1

1

1

1

2

2

2

2

2

Fórmula simplif icada

Pb(CO3)2

Como siempre que se formulan compuestos neutros, la suma de todos los números de oxidación es cero, y lo mismo ocurre con la suma de todos los números de carga de los iones.

      A) 3 (Nº de oxidación de A) = Cero (Nº cationes) 3 (Nº de carga del catión) 1 (Nº de aniones) 3 (Nº de carga del anión) = Cero

SALES (I) 11 111 1

Ejemplo 9.6 No de oxidación

Fórmula

3 3 (Nº oxid. del Ca) 1 2 3 (Nº oxid. del P) 1 8 3 (Nº oxid. del O) = 0 Sustituyendo los números de oxidación (Ca = 1II; P =1V; O= 2II ): 3 3 (1II) 1 2 3 (1V)1 8 3 (2II ) = 0 No de carga

Ca3(PO4)2

3 3 (Nº carga del catión) 1 2 3 (Nº carga del anión) = 0 Sustituyendo los números de carga (Ca = 22; PO4 = 32): 3 3 (22) 1 2 3 (32) = 0

Nomenclatura

Se nombran del mismo modo que todos los compuestos binarios, citando primero el nombre del anión seguido de la preposición de y del nombre del catión. Se utilizan los métodos de nomenclatura sistemática y tradicional vistos en los Capítulos 7 y 8. Los prefijos numéricos y los números de carga (o de oxidación), se suprimen si no son imprescindibles. En el caso de que la sal contenga varias unidades de un anión complejo, se utilizan los prefijos numéricos bis(dos), tris- (tres), tetrakis- (cuatro), pentakis- (cinco), etc. y el nombre del anión se escribe entre paréntesis. Preste atención a los ejemplos siguientes.


Nombre sistemático

Nombre tradicional

Trioxonitrato(12) de sodio Trioxonitrato(V) de sodio Trioxonitrato de sodio

Nitrato de sodio

Tetraoxosulfato(22) de potasio Tetraoxosulfato(VI) de potasio Tetraoxosulfato de dipotasio

Sulfato de potasio

(NH 4)2SO3

Trioxosulfato(22) de amonio Trioxosulfato(IV) de amonio Trioxosulfato de diamonio

Sulfito de amonio

Ca 3(PO 4)2

Tetraoxofosfato(3 2) de calcio Fosfato de calcio Tetraoxofosfato(V) de calcio Bis(fosfato) Bis(f osfato) de tricalcio Bis(tetraoxofosfato) Bis(tetraoxof osfato) de tricalcio

Pb(CO3)2

Trioxocarbonato de plomo( plomo(441) Trioxocarbonato de plomo(IV) Bis(trioxocarbonato) de plomo

NaNO3

K 2SO4

Carbonato de plomo(41) Carbonato de plomo(IV) Bis(carbonato) de plomo

112 11 2 NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN FORMULACIÓN DE LOS COMPUESTOS COMPUESTOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS

9.3

SALE ALESS CON CON HID HIDR RÓG ÓGEN ENOS OS ÁCI CIDO DOSS

Son aquellas, también llamadas “sales ácidas”, en las que el anión —que procede de un oxoácido— contiene algún hidrógeno “ácido” que no ha sido reemplazado por un catión metálico. Por tanto, el oxoácido correspondiente debe tener al menos dos hidrógenos ácidos.

Ejemplo 9.8 NaHCO3 K 2HPO 4 Formulación

Las fórmulas se construyen con los mismos criterios que se ha visto en el apartado anterior.

Ejemplo 9.9 Catión

Nº de carga

Anión

Nº de carga

Fórmula

Na

11

HCO3

12

NaHCO3

K

11

HPO 24

22

K 2HPO 4

Li

11

H2PO4

12

LiH 2PO4

11

HSO4

12

CsHSO4

1

1

1

Cs

1

2

2

2

2

Nomenclatura

Los nombres se forman con el térmi término no hidrógeno (referido al/los hidrógeno/s hid rógeno/s ácido/s) ácido/s) y el nombre del anión, a nión, seguido segu ido de la preposición de y el nombre del catión metálico. Se recurre al uso de prefijos numéricos allí dónde sean necesarios utilizando los criterios que ya conoce.

Ejemplo 9.10 Fórmula NaHCO3 K 2HPO 4 LiH 2PO4 CsHSO4

Nombre sistemático Hidrógenotrioxocarbonato(12) de sodio Hidrógenotrioxocarbonato(IV) de sodio Hidrógenotrioxocarbonato de sodio Hidrógenotetraoxofosfato(22) de potasio Hidrógenotetraoxofosfato(V) de potasio Hidrógenotetraoxofosfato de dipotasio Dihidrógenotetraoxofosfato(12) de litio Dihidrógenotetraoxofosfato(V) de litio Dihidrógenotetraoxofosfato de litio Hidrógenotetraoxosulfato(12) de cesio Hidrógenotetraoxosulfato(VI) de cesio Hidrógenotetraoxosulfato de cesio

Nombre tradicional Hidrógenocarbonato de sodio

Hidrógenofosfato de dipotasio

Dihidrógenofosfato de litio

Hidrógenosulfato de cesio

SALES (I) 113

Aunque su uso es frecuente, no se recomienda utilizar de modo general, nombres construidos con el prefijo bi- o con la palabra ácido. Sin embargo, algunos son muy comunes, como por ejemplo bicarbonato de sodio (NaHCO3) o sulfato ácido de potasio (KHSO4).

9.4

CÓMO CÓ MO FO FORMUL RMULAR AR UNA UNA SAL SAL A PAR PARTIR TIR DE SU NOMB NOMBRE RE

Se siguen los siguientes pasos: 1) Se escribe el catión y luego el anión. 2) Se añaden los subíndices de los iones basándose en: a) Las terminaciones (nomenclatura tradicional). b) Los prefijos numéricos del nombre o los números de carga (o de oxidación) expresados en la fórmula (nomenclatura sistemática) sistemát ica).. Se utilizan paréntesis en caso necesario. No olvide que los subíndices son los números de carga intercambiados. Recuerde también que es fácil calcular el número de carga de un ion si se conocen los números de oxidación de sus elementos.

Ejemplo 9.11 Nombre

Iones 2)

1)

Sulfato de sodio

Na SO 4 1)

Tris(dicromato) de dihier ro Trioxoarseniato(32) de magnesio

2)

Fe2(Cr 2O7)3 2)

Mg AsO3 1)

Dioxonitrato(III) de mercurio(I)

Mg3(AsO3)2 2)

Hg NO 2 1)

HgNO2 2)

Ca HCO 3

Ejercicios 9.1.

Na2SO4

Fe Cr 2O 7 1)

Bis(hidrógenocarbonato) de calcio

Fórmula

Formule las siguientes sales. a) Tricarbonato de dialuminio

b) Dimetaborato de calcio

c) Sulfato de hierro(III)

d) Monooxoclorato(1-) de estaño(2-)

e) Trioxosilicato de sodio

f) Heptaoxodicromato(VI) de amonio

g) Hidrógenotetraoxosulfato(VI) de cobre(II)

h) Dihidrógenofosfato de estroncio

Ca(HCO3)2


9.2.

9.3.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Nombre las siguientes sales. a) Zn(MnO4)2

b) FeS FeSO O4

c) Cd CdS S2O3

d) Ca( Ca(NO NO3)2

e) NaC NaClO lO4

f)Al2(SO3)3

g) Co( Co(HSO HSO4)2

h) LiH LiHCO CO3

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)


1) Sulfito de cesio

2) Tris(trioxosulfato) de tricesio

b)

1) Triclorito de magnesio

2) Diclorito de magnesio

c)

1) Dih Dihid idró róg gen eno ofos osffato de de calc calcio io

2) Fo Fosf sfat atoh ohid idrróg óge eno de ca callci cio o

d)

1) Tet Tetra rao oxo xobr brom omat ato( o(VI VIII) de de sod sodio io

2) Per Perbr brom omat ato o de de sod sodio io

SALES (I) 115

e)

1) Borato de cobre(I)

2) Trioxoborato(3 -) de cobre(1-)

f)

1) Nitrito de plata

2) Dioxonitrato(III) de plata

a)

9.4.

b)

c)

d)

e)

f)


1) KO3I

2) KIO3

b)

1) AlPO 4

2) Al2(PO 4)4

c)

1) Li2CrO 4

2) CrO 4Li2

d)

1) Al2(HPO4)3

2) Al3(HPO4)2

e)

1) AgNO3

2) NAgO3

f)

1) TeCaO3

2) CaTeO3

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Soluciones 9.1. a)

b)

l(CO A l(CO )33 2

Ca (B (B O)

e)

f)

NaiO S2

9.2.

c)

2 2

(NH4)2Cr2O 7

3

e(S F O2 )

d)

(ClO) n S (Cl O)

4 3

g)

O) S (H u C

h)

r(HO S r( P)

4 2

Se muestra un nombre de varios posibles. a)

iperm D ip erm anan an aato g anto de cinc

c)

iToslf ios lato u f de cadm io

2

b)

lSf ato de hierro( u lf ierro(I)

d)

Nitrato de calcio

2

4 2


e)

f)

erclorato de sodio P erclorato

S lf ito de aluinio u lf inio m

g)

h)

Hidrógenoslf lf ato de cobalto(I) u

Hidrógenocarbonato de litio

9.3. a) 1)

b) 2)

c) 1)

d) 1) y 2)

e) 1) y 2)

f ) 1) y 2

a) 2)

b) 1)

c) 1)

d) 1)

e) 1)

f) 2

9.4.

10

SALES (II)

En este capítulo se presentan las normas para la formulación y nomenclatura de otros tipos de sales: las sales dobles y triples, las de los óxidos e hidróxidos y los óxidos e hidróxidos dobles.

10. 0.11 SA SALES LES DO DOBL BLES ES Y TRIP TRIPLES LES Las sales dobles, triples, etc., son aquellas que están formadas por varios cationes y aniones.

Ejemplo 10.1 KNaCO3

CaBrCl

Formulación

Las fórmulas se construyen igual que las de las sales simples, poniendo primero los símbolos de los cationes por orden alfabético, y luego los de los aniones ordenados del mismo modo.

Ejemplo 10.2 Cationes

Nº de carga

Aniones

Nº de carga

K

11

CO23

22

KNaCO3

Na

11 Br

12

CaBrCl

Cl

2

12

S2

2

22

FeKNaS2

Cl

12

Na6ClF(SO 4)2

F

2

12

SO24

22

1

1

Ca2

1

21

Fe2

21

K

11

Na

11

Na

11

1

1

1

1

2

2

2

2

Li

1

11

NH4

11

1

HPO 24

2

22

Fórmula

LiNH4HPO 4

117 11 7

118 11 8 NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN FORMULACIÓN DE LOS COMPUESTOS COMPUESTOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS

Estas sales pueden también considerarse como compuestos de adición de varias sales simples. Así, es posible formularlas simplemente citando cada una de las sales constituyentes, en orden de estequiometría creciente —si fuera necesario, se aplicaría el orden alfabético de los primeros símbolos— y separadas por un punto.


Fórmula de adición

Na6ClF(SO 4)2

NaCl • NaF • 2Na2SO4

KNa 4Cl(SO4)2

KCl • 2 Na2SO4

Nomenclatura

Los nombres se forman de modo análogo al de las sales simples, teniendo en cuenta que: – Los cationes y aniones a niones se citan en e n orden alfabético, lo que lleva l leva en algunos casos a que el orden en el nombre sea distinto al de la fórmula. – El catión hidrógeno, se considera en este contexto como una excepción y se cita en último lugar entre los cationes salvo que forme parte del nombre del anión, en cuyo caso se utiliza del modo descrito para sales ácidas. – Natural Naturalmente, mente, se utilizan los prefijos numéricos cuando cu ando son necesarios. necesar ios.


Nombre sistemático

KNaCO3

Trioxocarbonato(22) de potasio y sodio Trioxocarbonato(IV) de potasio y sodio

Ca Br Cl

Bromuro y cloru rurro de calcio

FeKNaS2 LiNH4HPO 4

Nombre tradicional Carbonato de potasio y sodio

Sulfuro de hierro(21) potasio y sodio Sulfuro de hierro(II) potasio y sodio Hidrógenotetraoxofosfato(12) de amonio y litio Hidrógenotetraoxofosfato(V) de amonio y litio

Hidrógenofosfato de amonio y litio

Si es preciso, se utilizan los prefijos bis-, tris-, tetrakis- , tal como se indicó anteriormente.


Nombre

Na6ClF(SO 4)2

Cloruro fluoruro y bis(sulfato) de hexasodio

KNa 4Cl(SO4)2

Cloruro y bis(sulfato) de potasio y tetrasodio

Tambien está admitido el uso de los términos doble, triple, etc., que colocados inmediatamente después del nombre del anión indican el tipo de sal.

SALES (II) 119


Nombre

KNaCO3

Carbonato doble de potasio y sodio

FeKNaS2

Sulfuro triple de hierro(II) potasio y sodio

LiNH4HPO 4

Hidrógenofosfato doble de amonio y litio

10.2 SA SALES LES DE DE ÓXIDO ÓXIDOSS E HIDRÓ HIDRÓXID XIDOS OS Estas sales son conocidas como sales “básicas” y también como oxi- (u oxo-) e hidroxisales.

Ejemplo 10.7 BiCl(O)

MgBr(OH)

Formulación y nomenclatura

Se formulan y nombran como sales dobles que contienen los aniones O2 y OH , utilizando paréntesis en las fórmulas cuando es necesario. También es posible nombrarlas con los prefijos oxi- e hidroxi- respectivamente, incorporados al nombre del anión. A continuación te presentamos varios ejemplos. 2

2

Ejemplo 10.8 Cationes

Nº de carga

Aniones

Nº de carga

Bi

31

Cl

12

2

O2

22

O2

22

2

V4

1

41

2

SO42

22

Br

12

OH

12

OH

12

2

Mg

1

21

2

2

Cu 2

1

21

2

PO43

2

Fórmula BiCl(O)

Nombre (dos de los varios posibles) Cloru ro y óxido de bismuto Oxicloruro de bismuto

VO(SO4)

Óxido y sulfato de vanadio(IV) Oxisulfato de vanadio(IV)

MgB gBr( r(OH OH))

Brom Br omur uroo e hi hidr dróóxi xido do de ma magn gnes esiio Hidroxibromuro de magnesio

Cu 2(OH)PO4

32

Hidróxido y fosfato de cobre(II) Hidroxifosfato de cobre(II)

10.3 ÓXIDO XIDOSS E HIDRÓ HIDRÓXIDO XIDOSS DOBL DOBLES ES Existe una gran variedad de compuestos que se engloban bajo esta denominación (y la de triples, etc.) y que se caracterizan por ser óxidos o hidróxidos que contienen dos o más cationes distintos. También han sido llamados “óxidos” o “hidróxidos mixtos”, aunque dichas denominaciones no están recomendadas.

Ejemplo 10.9 MgTiO3

AlCa2(OH)7


Formulación

Para formularlos, se escriben los símbolos y subíndices de los cationes y aniones del mismo modo que para las sales dobles, es decir, ordenándolos por orden alfabético. Sólo a efectos de comparación entre óxidos de una misma serie, está permitido alterar dicho orden, por ejemplo, CaTiO3, UAlO3, etc. A veces es conveniente indicar en la fórmula el estado de oxidación de alguno de los cationes.

Ejemplo 10.9 AlLiMn IV 2 O 4(OH) 4 También puede ocurrir que los cationes presentes correspondan a un mismo elemento en distinto estado de oxidación. En estos casos es preferible evitar ambigüedades indicando los números de oxidación como superíndices sin signo o recurrir a formularlos como compuestos de adición. Un ejemplo de esta situación es el tetraóxido de trihierro (Fe 3O4), que es en realidad un óxido doble de hierro(II) e hierro(III) y no un óxido de hierro 1V, como podría parecer. Fe3O4

(FeII FeIII 2 )O4

FeO • Fe2O3

Nomenclatura

Para nombrar estos compuestos se utilizan las normas vistas anteriormente para sales dobles, triples, etc.

Ejemplo 10.10 Fórmula MgTiO3 AlCa2(OH)7 AlLiMn IV2O4(OH)4 Fe3O4

Nombre Trióxido de magnesio y titanio(IV) Trióxido doble de magnesio y titanio(IV) Heptahidróxido de aluminio y dicalcio Heptahidróxido doble de aluminio y dicalcio Tetrahidróxido y tetraóxido de aluminio litio y dimanganeso(IV) Tetrahidróxido y tetraóxido triple de aluminio litio y dimanganeso(IV) Tetraóxido de trihierro Tetraóxido de hierro(II) y dihierro(III) Tetraóxido doble de hierro(II) y dihierro(III)

Tambien se puede utilizar la nomenclatura de coordinación, que veremos al final de este manual, y que considera estos compuestos como sales de complejos (aluminatos, titanatos, plumbatos, etc.).

10.4 10 .4 CÓ CÓMO MO FORMULAR FORMULAR ESTAS ESTAS SALES SALES A PARTI PARTIR R DE SU NOMB NOMBRE RE Se siguen los siguientes pasos: 1) Se escriben, por orden alfabético, los cationes y luego los aniones. Observe que el orden en el nombre no siempre coincide con el de la fórmula. Por ejemplo, la fórmula del bromuro de magnesio y potasio pota sio es KMgBr3 y no MgKBr3.

2) Se añaden los subíndices de los iones basándose en:

SALES (II) 121

a) Las terminaciones (nomenclatura tradicional). b) Los prefijos numéricos del nombre o los números de carga (o de oxidación) expresados en la fórmula (nomenclatura sistemática) sistemát ica).. Utilice paréntesis en caso necesario.

Ejemplo 10.11 Nombre

Iones

Fórmula 2)

1)

Nitrato de sodio y talio(11)

Na Tl NO3

NaTl(NO3)2

1)

2)

Fluor uro y tris(fosfato) de pentacalcio

Ca F PO 4

Ca5F(PO4)3

1)

2)

Hexahidróxido y sulfato de cobalto(II) Tetraóxido de diplomo(II) y plomo(IV)

Co OH SO 4 1)

CO4(OH)6SO4 2)

Pb O PbII PbIV O Pb O Pb O

Pb3O4 (PbII 2PbIV )O4 PbO2.2PbO

Ejercicios 10.1.

Formule los siguientes compuestos. a) Hidrógenoarseni Hidrógenoarseniato ato doble doble de de amonio amonio y potasio

b) Ortosilicato de cinc y hierro(II) hierro(II)

c) Cl Clor orur uro o flu fluor orur uro o y yod yodur uro o de de ant antim imon onio io

d) Di Difo fosf sfat ato o tr trip iple le de cob cobre re(I (II) I) di dica calc lcio io y dis disod odio io

e) Cloruro y trihidróxido de dicobre

f) Dibromuro y óxido de circonio

g) Trióxido de niobio y sodio

h) Tetraóxido de diestaño(II) y estaño(IV)

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)


10.2.

Nombre los siguientes compuestos. a) K3RbS2

b) AgLi( AgLi(NO NO3)2

c) Al2(NO3)4SO 4

d) Na NaCl Cl• NaF•2NaHSO4

e) CoO• NiCl2

f)Be4(CO3)3(OH)2

g) Fe2NiO 4

h) Al AlMg Mg2(OH)7

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

Soluciones 10.1. a)

b)

(NH)A K sO H4

iO S n Z e F

4

e)

u(OH C l(OH C 2) u3C lC (OH u (OH )2

c)

4

CF b S Cl Il

f) 3 2

rZ(O) B r r(O) 2

d)

CuCa2Na2(P2O7)2

g)

O b a N

h)

Sn3O4 (SnII2SnIV)O 4 SnO 2 • 2SnO

3

10.2. a)

lf ro u S lf ro doble u le de ruidio idio y tripotasio b

b)

Nitrato de litio y plata

SALES (II) 123

c)

d)

eTtrakis( etrak is(nitrato)y nitrato)y sulf ato de aluminio

loruro f luoruro y C loruro bis(hidrógenosulf hidrógenosulf ato)de tetrasodio

e)

f)

iloruro D ic lcoruro y óxido de cobalto( obalto(I) y níuel( uel(I) q

ihidroxitris(arbonato)de D ihidroxitris( carbonato)de berilio

g)

h)

eTtraóxido de dihierro()y etraóxido I)y níuel( uel(I) q

Heptahidróxido doble de aluminio y dimagnesio

1

COM U SE ST POS O TS

DE COOIN IR DCIÓ C A NIÓ N

Los compuestos de coordinación están constituidos por uno o más metales unidos a átomos o conjuntos de átomos metales unidos conocidos como ligandos an iónicos o catiónicos. En los ligandos poliatómicos, se denomina ligandos,, que pueden ser neutros, aniónicos al que se une directamente al metal. átomo donador al A continuación mostraremos mostraremos las normas para construir constr uir la órm de estos compuestos. uf lya elreom bn

1.

R Ó F M U LA SOM O NR Y M B E S

Fórmula

Para generar la fórmula de un compuesto de coordinación, escribiremos sus componentes en el orden siguiente:     La fórmula completa se escribe entre corchetes y los ligandos se encierran entre paréntesis. Esto último no es imprescindible si los ligandos son monoatómicos. No obstante se recomienda utilizar siempre paréntesis para evitar confusiones. Por ejemplo, si el metal se une a dos ligandos hidruro, hidru ro, en la fórmula debe escribirse (H) H) 2 en lugar de H2 para evitar confundirlo confund irlo con el ligando ligando dihidrógeno. Algo similar sucede con los ligandos haluro, oxo y disulfuro, que no han de confundirse con moléculas o iones. – El orden de colocación de los ligandos es el alfabético, sirviendo de guía g uía el átomo donador. Por ejemplo, un ligando con átomo coordinador de N de N se se coloca antes que un ligando con átomo coordinador coordi nador de O. Los ligandos H2O, N H3, P(C6H5)3, se colocarían en el orden siguiente: N H3 H 2O P(C6H5)3 Sin embargo, el conjunto de ligandos H 2O, N H3, P(C6H5)3, y OH  se ordenarían con el OH  delante por ser un ligando aniónico: OH  N H3 H2O P(C6H5)3 – Si hay distintos ligandos con igual átomo donador se pone en primer lugar el más sencillo y después el derivado del anterior, de fórmula más compleja. Por ejemplo, entre: NH 3 y NH 2Me se coloca primero el NH 3. En el caso de ligandos orgánicos con heteroátomos se escriben de acuerdo con la Nomenclatura de Química Orgánica (IU (IUP PAC 1993 1993). ). Hay casos en los que es necesar necesario io utilizar más de un corchete y paréntesis, e incluso introducir llaves en la fórmula. El orden en que se escriben es el siguiente: [() ()]] [{() ()}}] [{[() ()]]}] [{{[() ()]]}}] El número de oxidación del metal puede reflejarse de dos maneras: a) si el ion complejo no es neutro y no se especifica el contra-ion, se escribe la carga global del complejo como índice superior derecho: [Co(NH3)6]3

1

[Fe(CN)6] 125


Si se indica el contra-ion o el complejo es neutro, el estado de oxidación del metal queda implícito una vez conocidas las cargas de los ligandos; b) se puede pue de expresar expre sar explícitamente el estado esta do de oxidación del metal mediante me diante un superínd superíndice ice sobre el propio átomo metálico: [CoIII (NH 3)6]3

1

K 2[Pt II(Cl) 4] Nombre

Para escribir el nombre de un compuesto de coordinación, en primer lugar se citan los ligandos y después el metal, apareciendo el nombre como una sola palabra. Para especificar el número de ligandos se utilizan prefijos numéricos sencillos derivados de las raíces latinas correspondientes: A L LA B T1.A mono (no es imprescindible imprescind ible)) di tri tetra penta hexa hepta octa nona deca Cuando el ligando posee un sustituyente se utilizan prefijos multiplicativos derivados del griego y se escribe entre paréntesis: bis, tris, tetrakis, tetra kis, pentakis, penta kis, hexakis, etc. Así, por ejemplo, si hay dos ligandos NHMe 2, dimetilamina, no se nombrarían como di-dimetilamina, sino como bis(dimetilamina). En la formación del nombre, la secuencia para la utilización de los paréntesis, llaves y corchetes es diferente a la usada para escribir la fórmula, utilizándose la siguiente: { [ ( ) ] } El estado de oxidación del átomo metálico en el complejo se puede expresar de dos maneras. En la nomenclatura de St ock, ock, se indica con números romanos (número de oxidación) al final del nombre. En la nomenclatura de Ewens Bassett , se escribe la carga del ion complejo entre paréntesis, al final del nombre. Si ésta fuese cero normalmente no se indica.                       nombre del átomo central.

COMPUESTOS DE COORDINACIÓN 127

Los ligandos se escriben en orden alfabético, sin tener en cuenta el prefijo numérico que indica cuántas veces existe en el complejo. Sin embargo, si el ligando lleva un prefijo intrínseco a su propio nombre, sí se considera para establecer el orden alfabético. Los ligandos pueden ser neutros, positivos o negativos. No siempre reciben el mismo nombre cuando actúan como ligandos que cuando actúan como especie química. En cualquier caso, el ion negativo que actúa como ligando termina en o. Algunos ejemplos importantes son:

j1.ploem E E speciald F

Colm ignda

ion f luor uro

ion f luoro

ion clor uro

ion cloro

ion bromu ro

ion bromo

ion ioduro

ion iodo

ion hidr uro

ion hidrido

ion óxido

ion oxo

OH

ion hidroxilo

ion hidroxo

O22

2

ion peróxido

ion peroxo

S2

2

ion sulfuro

ion tio

S22

ion disulf uro

ion ditio

CN

ion cianuro

ion ciano

N3

ion azida

ion azido

2

Cl

2

Br

2

I

2

H

2

O2

2

2

2

2

2

Los ligandos orgánicos se orgánicos se escriben con el nombre que les corresponde según la nomenclatura correspondiente. Para aquéllos compuestos que hayan perdido un protón, debe tenerse cuidado en no utilizar una terminación que conduzca a error, er ror, al aparecer dicho ligando como especie iónica. Por ejemplo, C 6H5 es el ligando fenilo, no feniluro. fenilu ro. Fíjese en los siguientes ejemplos.

j.12ploem E

amido

ammina

ion etóxido


A la izquierda de la figura se muestra la fórmula de un complejo de cobalto. Su estructura, los enlaces, y la distribución espacial de los ligandos alrededor del ion central, se indican a la derecha. Observe que: a) puesto que el complejo es positivo, positivo, el nombre no lleva terminación específica, es pecífica, y que, b) al ser una fórmula completa y conocerse la valencia del ion que satisface la del complejo, no es necesario esc ribir el número de oxidación (III) (III ) del metal ni n i la carga global del ion complejo (1+) (1+).. El rem correcto para este complejo sería: bno etóxido etóxi do de diamidote diamidotetraamminacobalto(III) traamminacobalto(III) o bien etóxido de diamidotetraamminacobalto(11)

j.13ploem E

azido

:reom bN

am mina

ion sulfato

sulfato de pentaamminaazidocobalto(III)

o bien sulfato de pentaamminaazidocobalto(2 1)

j.41ploem E

:rem boN

diamminatetrakis(isotiocianato)cromato(III) amónico

o bien

  Recuerde que en las fórmulas fór mulas siempre se debe escribir el ion positivo a la izquierda. izqu ierda. En estos ejemplos los hemos puesto a la derecha (NH 4 en el Ejemplo 11.4 y K en los Ejemplos 11.5, 11.7 y 11.8) solamente para que el catión no distraiga su atención y se fije en los ligandos que son el objeto de estos ejercicios.

j.15ploem E

re:m boN

dicianodioxoperoxocromato(III)potásico

o bien

 Observe la diferente notación de los iones dioxo y peroxo.


j.61ploem E

:rem boN

tetracarbonilobis(feniletinilo)hierro(II)

En los siguientes casos se pone de manifiesto la importancia de la colocación de los paréntesis.

j7.1ploem E

:m breoN

tetranitrosilobis(tio)diferrato(I) potásico

Recuerde que los ligandos neutros se deben escribir siempre después de los aniónicos.

j.18ploem E

reom bN

: ditiotetranitrosilodiferrato potásico

Observe que en este ejemplo el estado de oxidación del hierro es cero.

.12

CÁ L CU LCU L OLE LOD L E DE SA ST D O OD TE O DX ICIÓ C A DIÓ L E LM DA N L T M E

Para conocer el estado de oxidación del metal basta con tener en cuenta la carga global del ion complejo y la de los ligandos unidos al metal. Observe cómo se aplica a alguno de los complejos anteriores: [Cr(CN)2(O (O))2(O2)]K 5 La carga del ion complejo es 5 2 y la suma de las cargas de los ligandos es: 2 3 (12) 1 2 3 (22) 1 1 3 (22) = 82


por consiguiente, el estado de oxidación del cromo en este complejo es 3 1. En otro caso, [Fe2(S)2(NO)4]K 2 La carga el ion complejo 22 y la suma de las cargas de los ligandos es: 2 3 (22) 1 4 3 (0) = 42 por consiguie consiguiente, nte, el el estado estado de oxidaci oxidación ón del hierro en este este complejo complejo es es 1 1 (recuerde que hay dos átomos de hierro).

.13

COL M PE

JOSCOLIG L NIG A N D OSID IBA D N O OS T ES

Estos ligandos, y en general los polidentados, pueden coordinarse al metal mediante uno o más átomos donadores, también es posible que se unan a más de un centro metálico simultáneamente. En el caso de ligandos sencillos la distinción se puede llevar a cabo por el nombre:

j.91ploem E

Sin embargo, en el caso siguiente, el nombre no es suficientemente indicativo del modo de coordinación del ligando, y por eso tanto en la fórmula como en el nombre del ligando, se escriben entre paréntesis los átomos coordinadores, en este caso (O, N), que pueden también escribirse en cursiva.

j01.ploem E

Otro ejemplo es el ion glicinato:

j1.ploem E

Observe que el ligando ditiooxalato presenta diversos modos de coordinación,


j21.ploem E

Los átomos coordinadores se escriben en el orden en que aparecen en el Sistema Periódico y no en el alfabético.                 

vA breatiudlosgn Es muy frecuente que, por simplicidad, se utilicen abreviaturas de los ligandos. Se debe tener en cuenta que, cuando el ligando sea una especie química que tenga átomos de hidrógeno ionizables, podrá actuar como ligando tanto en forma neutra como aniónica y la abreviatura deberá distinguirlas. Para ello, se deben de incluir los hidrógenos ionizables cuando sea esta la especie que participe como ligando. Fíjese, por ejemplo, en los casos de ligandos derivados de acetilacetona y dimetilglioxima.

j31.ploem E ac acetilacetona: H para la dimetilglioxima

.41

COL M PE

JOSIN IDN C ULE A R SC

acetilacetonato: ac

OLIG L NIG A N D OSP OSP U E N T

Cuando un ligando actúe como puente, esta característica se muestra incluyendo, tanto en el nombre como en la fórmula, la letra griega µ como prefijo. Por ejemplo, µ-Cl, µ-OH. Si un mismo ligando está presente en el complejo como ligando normal y como ligando puente, se coloca en primer lugar el ligando puente, y después el que tiene la función normal. Si hay más de un ligando puente se añade un prefijo numérico que indica el número de ligandos puente presentes:


j41.ploem E

En el caso de ligandos puente, también se han de indicar los átomos donadores cuando sea necesario:

j51.ploem E

Observe que en el nombre debe figurar la palabra nitrito porque la función oxígeno es más característica que la función nitrógeno.

j61.ploem E

El siguiente complejo posee ligandos ammina, hidroxo y nitrito.

j71.ploem E

Su nombre sería: bromuro de di-µ-hidroxo-µ-n di-µ -hidroxo-µ-nitrito(O,N)bis(triammin itrito(O,N)bis(triammina)dicobalto(III) a)dicobalto(III)


Ejercicios 11.1.

Formule los siguientes compuestos. a) tetracarbonilohidridocobalto(I) b) amminadicloro(etileno)platino(II) c) tricloro(e tricloro(etileno tileno)platinat )platinato(II)pot o(II)potásico ásico d) cloruro de diamminadiaq diamminadiaquabis(piridi uabis(piridina)cobalto(III) na)cobalto(III) e) cloruro de pentaaquahidroxoalumini pentaaquahidroxoaluminio o f) dicarbonilobis(trifenilfosfina)níquel g) tetraamminabis(hidrógenosulfito)rutenio(II) h) tetratioarseniato(VI)potásico i) tet tetrani ranitrop troplati latinato nato(II (II)pot )potásico ásico j) sulfato de pentaamminanitritocobal pentaamminan itritocobalto(III) to(III) k) bis(pentaammina)-µ bis(pent aammina)-µ -tioacetato -tioacetato(O, (O, S)dirutenio l) cloruro de hexaamminaco hexaamminacobalto(III) balto(III) m) amminabromocloronitritoplatinato(II)potásico n) diamminatetrakis(isotiocianto)cromato(II)potásico o) diclorobis(dimetilamina)cobre(II)

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i)

j)


k)

l)

m)

n)

o)

11.2.

Nombre los siguientes compuestos. a) [Cu(Cl)2(NH 3)(MeNH2)]

b) [Co(en) 3]2(SO4)3

c) [Co(H)(N2){PC6H5)3}3]

d) K[Co(CN) 3(CO)2(NO)]

e) [Fe(bpy) 3]2[Fe(CO)4]2

f) K[Au(S)(O 2)]

g) K2[Fe2(µ-S)2(NO)4]

h) K 2[Os(Cl)5(N2)]

i) [Co(NH3)6]Cl 3

j) [Co(Cl)(NH 3)5]SO 4

k) [Cu(µ -C 2H3O2-O,O)2(C5H5N)]2

l) [Co2(µ -OH)2(en) 4]Cl 4

m) Na3[Ag(S2O3)2]

n) Na3[Fe(CN)5(NO)] a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)


i)

j)

k)

l)

m)

n)

Soluciones 11.1. a)

b)

[Co(H)(CO)4 ] c)

d)

[P K [P t(Cl) (C H (Cl) )]2 3

4

e)

[A l(OH)(H O)2 (OH)(H

[Co(NH3)2(C6H5N) 2 (H2 O)2]Cl 3

f) 5

]Cl2

g)

[Ni(CO) (CO) 2(P h) P

3 2

h)

[Ru(HSO3)2 (NH3)4 ]

i)

K[P t(NO ) 2(NO

[P t(Cl) (NH (Cl) )(C 2 3 H2)] 4

K[A s(S) 2(S)

4

]

j) 2 4

]

k)

[Ru2(µ-C2H 3OS-O,S) OS-O,S){(NH {(NH3)5 }2 ]

l)

[Co(NH3) 6 ]Cl 3

]


m)

n)

K 2 [Cr(NCS)4 (NH3)2 ]

o)

[Cu(Cl (Cl) {NH(C N2H(CH H)

}]

3 2 2

11.2. a)

rore clo d in m a ro re(I cb n tila e m (I)

b)

lf d su to f a eritri(e s(e)c )c(I m a d tiln lt(I) a b o

c)

ri(d id rih (ró o d trdó)t in )triri(t o n e g s(triri)c l c(I sfe )o a n f lt(I) a b o

d)

rbrio ica d rb iltriro n tro(I o n ca t(I)p a silcb )po sic tá

e)

rarb {te ra crbrra ilf rato n ro e f (

f)

I)}ri{tri(b )} s(briip ri)h )hrro a n d rro(I ie (I)} )}

rora e p ro r(I u xtia (aI)p to )po sic tá

2

g)

raro e -to iµ d ra itrorra n f ra(I rsild e f (I)p to )po sic tá

h)

roró clo ta n e p ro tró(I in d t(I)p ia sm o n e g )po sic tá

i)

ruro clo ru rode(I lt(I) b co in m xa e h

j)

sf a lf d u to ero ro(I iclo m ta n e p lt(I) a cb

k)

l)

ruro clo ru rodera ra(e te kis())m a d n tile ro(I h i-µ d ro lt(I) a icb xd

rarikis-µ te ra rire {p b to ce re(I b co a n d (I)} )}

m)

is(t)a b (t lf arg )isu o a f r(I (gI)s o ta n e )só ico d

n)

rorra cio ta n e p ro rsilf ra(I f e (I)s to )só ico d

COMPUESTOS

ORGANOMETÁLICOS

12

Los compuestos organometálicos se definen como aquellas sustancias sust ancias que contienen uno o más enlaces metal-carbono. La nomenclatura de estos compuestos sigue las pautas de los compuestos de coordinación, con la salvedad de que cad a ligando se nombra siguiendo las normas de la nomenclatura de la Química Qu ímica Orgánica.

12.1 COMPUESTOS COMPUESTOS CON CON METALES METALES DE LOS GRUPOS GRUPOS PRINCIP PRINCIPALES ALES Y CON METALES METALES DE DE TRANSICIÓN En el c                      sustrato orgánico a través de un solo átomo de carbono, no siendo necesario hacer ninguna distinción en cuanto a las características del enlace metal-carbono, ni al número de átomos de carbono enlazados al centro metálico. Algunos ejemplos de este tipo son los siguientes:

Ejemplo 12.1 Zn(CH2CH3)2

dietilcinc

Al(CH3)3

trimetilaluminio

Hg(C5H5)2

bis(ciclopentadieni bis(cic lopentadienil)mercurio l)mercurio

Hg(C6H5)2

difenilmercurio

Li(C 4H9)

n-butil-litio

(C6H5)MgB gBrr

bromur uroo de de fe feni nilm lmaagn gnes esiio

Li{C(CH3)3}

-butil-litio ter -butil-litio

(ICH2)ZnI

iodu ro de iometilcinc

Sin embargo, si los compuestos contienen metales de transición, es necesario considerar varios supuestos, pues en esos casos los ligandos se pueden unir al metal, bien mediante un solo átomo de carbono o utilizando pares electrónicos deslocalizados entre dos o más átomos del ligando. Para distinguir estas situaciones, se utilizan letras griegas que se añaden como prefijos. Veamos algunos ejemplos de estas situaciones: 1. Si el ligando se une al metal a través de un único átomo de carbono, el prefijo que se añade a la fórmula y al nombre para identificar esta característica es la letra griega sigma   

Ejemplo 12.2

5H5  137 13 7


2. Si el ligando se une al metal a través través de dos o más átomos de carbono, esta característi característica ca se denota mediante la leletra griega eta         n, para indicar el número de carbonos enlazados.

Ejemplo 12.3

5 -C5H5 5 -ciclopentadienilo                 dos situaciones: a) Cuando solamente solamente se quiere dar información información sobre sobre la composició composiciónn estequiométrica, estequiométrica, basta con citar citar los ligandos en el orden que les corresponde sin necesidad de incluir otros ot ros prefijos que los numéricos. Obsérvelo en los siguientes ejemplos de compuestos eléctricamente neutros en los que el ligando orgánico se une al    

Ejemplo 12.4

ammin amm inadi adicl clor oro( o(et etil ilen enoo)p )pla lati tino no(I (II) I)

bis( bi s(ci cicl clop open entad tadie ieni nillo)n )níq íque uell

Fíjese en que “etileno” debe escribirse entre paréntesis para que no se confunda con “dicloroetileno”. b) Cuando lo que se desea de sea es dar información sobre la estruct es tructura ura del complejo se pueden p ueden presentar varias situaciones dependiendo del número de pares de electrones del ligando y de cuántos de estos se utilicen para unirse uni rse al metal; se dan varios var ios casos: b1                      del ligando. En este caso, se antepone al nombre y a la fórmula, la letra eta con un superíndice que eta con indica el número total de átomos del carbono del ligando. Observe su aplicación en los complejos anteriores. Su fórmula y el nombre serían:

Ejemplo 12.5 [Pt(Cl)22-C2H4)(NH3)]

5-C5H5)2]

2-etileno)platino(II) 5-ciclopentadienilo)níquel

         n     

COMPUESTOS ORGANOMETÁLICOS 139

b2                      carbonos del ligando, tal como en el siguiente ejemplo:

Ejemplo 12.6

 b3                     ligando. Para estos casos se introducen localizadores específicos del ligando que indican dónde están ubicados dichos pares electrónicos:

Ejemplo 12.7



    3-aliltricarbonilocobalto

Puede darse el caso de que los pares electrónicos del ligando formen parte de un sistema conjugado como en el ejemplo siguiente:

Ejemplo 12.8





Fíjese en que en los ejemplos de los Apartados b 2 y b3         por ser redundante. redunda nte.


Ejercicios 12.1.

Escriba el nombre de los siguientes compuestos. 1

NO Mo CO

CO

Fe

H 3C

Fe

CO

P( C 6 H 5 ) 3

a)

c)

b)

O C

O C

OC

CO Cr CO

OC

CO

OC

CO

OC

OC

Fe

Cr

Cr

OC

CO e)

d)

f)

CH 3 O

CH 3 O

H

Cr[CH{S Cr [CH{Sii(C (CH H3)3 } 2 ] 3

(OC) 3 Fe

Pt

O CH 3

Cl

Fe(CO) 3

O CH 3

g)

a) b) c) d) e) f) g)

h)

i)

COMPUESTOS ORGANOMETÁLICOS 141

h) i)

12.2.

Nombre los siguientes compuestos. a) [Mo(CO) 6]

b) [Fe(CO) 4(I)2]

c) [Mo( [Mo(3 -C 3H5)(  5 -C 5H5)(CO)2]

d) [Cr(CO) 6

e) [Fe( [Fe(2-C 2H4)( )(4-C 4H4)(CO)2]

f) [Mo(CO) 4(Cl)2

1

g) [Cr(CO) 5

h) [Pd(Me)(Cl)(PPh3)2]

i) [Mn(CO) 5

j) [Fe(H)( [Fe(H)(5 -C 5H5)(CO)3]

k) K[Pt(Cl) 3(C2H4)] a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i)

j)

k)


Soluciones 12.1.

a) dicarbonilo( dicarbonilo(5-ciclopentadienilo) ((2-etileno)hierro(II) b) carbonilo( carbonilo(5-ciclopentadienilo)metiltrifenilfosfinahierro(II) c) ( (5-ciclopentadienilo)(1-3- -ciclopentadienilo)( 1-ciclopentadienilo)nitrosilomolibdeno(II) Aunque la notación correcta sería C1-ciclopentadienilo, en lugar de 1-ciclopentadienilo, el uso de está última notación está más extendido. d) tricarbonilo(2, tricarbonilo(2,4,64,6-6)-cicloheptatrienocromo e) dicarbonilo( dicarbonilo(5 -ciclopentadienilo)( 1-ciclopentadienilo)hierro(II) f) di- µ -carbonilobis(tricarbonilocromo) g) tris{bis(trimetilsilil)metil}cromo(III) h) cloro[3-4 cloro[3-4 - -(4-hidroxi-3-penteno-2-ona -(4-hidroxi-3-penteno-2-ona)]-2,4-pentan )]-2,4-pentandionatopl dionatoplatino(II atino(II)) i) trans-µ -(1-4-(1-4-:5-8:5-8-)-ciclooctatetraenobis( )-ciclooctatetraenobis(tricarbonilohierro tricarbonilohierro))

12.2. a)

hexacarbonilomolibdeno

b)

et racarbonilodiiodohierro( et rt acarbonilodiiodohierro(I)

c)

d)

( 3-alilo)dicarbonilo( -alilo)dicarbonilo( 5-ciclopentadienilo)molib -ciclopentadienilo)molibdeno(II) deno(II)

hexacarbonilocromato(2I)

e)

f)

dica di carb rbon onililo( o( 4 -cicl -ciclob obut utad adie ieno no)( )( 2 -eti -etile leno no)h )hie ierr rro( o(II II))

tetracarbonilodicloromolibdato(I)

g)

h)

pentacarboniloiodocromato(0)

i)

bromopentacarbonilomanganato(0)

k)

triclor tri cloro o ( 2 -etile -etileno) no)pla platin tinato ato(II (II)po )potás tásico ico

clorometilbis(trif (trif enilf osf f ina)paladio(I I)

j)

tricarbonilo tricar bonilo(( 5 -ciclopentad -ciclopentadienilo ienilo)hidri )hidridohier dohierro(II ro(II))

Nomenclatura y Formulacion de Los Compuestos Inorganicos Schaum Medilibros.com

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