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FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA
Contenidos.
Fórmulas empíricas y moleculares. Concepto de número de oxidación. Determinación del nº de oxidación Combinaciones binarias. Nomenclatura Stock y sistemática. Óxidos Combinaciones binarias con H. Sales binarias. Hidróxidos y cianuros Ácidos oxácidos. Nomenclatura tradicional y sistemática. Sales. Sales ternarias. Sales ácidas.
Fórmulas químicas
- Empírica.
- Molecular.
- Semidesarrollada.
- Desarrollada o estructural.
Fórmula empírica
Expresa mediante símbolos y subíndices los elementos que forman el compuesto y la relación mínima en que sus átomos e iones están presentes en él (proporción ente átomos). Ejemplo: CH. No existe ninguna molécula formada exclusivamente por un átomo de C y uno de H.
Fórmula molecular
Expresa mediante símbolos y subíndices los elementos que forman el compuesto químico y el nº de átomos de cada elemento que están presentes en una molécula de éste. NO PUEDE SIMPLIFICARSE. Ejemplos: C 6 H 6 (benceno), C 2 H 2 (etino) Ambas sustancias tienen la fórmula empírica anterior (CH)
Fórmula desarrollada o estructural
Es una representación que indica la forma de unión de los átomos que constituyen el compuesto químico. Ejemplos
H H H F 0
7 C^ F 07 C^ F 07 C H–O–H. H–C–C–C–O–H F 0 H 7 C^ F 07 C^ F 07 C 2 O^ H H^ H^ C^3 H^8 O
Fórmula semidesarrollada
Se utiliza preferentemente en química orgánica. Se desarrollan solo algunos enlaces (normalmente los que constituyen las cadenas). Ejemplo: CH 3 –CH 2 –CH 2 OH
Estado o número de oxidación
Es la carga que tendría un átomo si todos su enlaces fueran iónicos. No es, pues, carga real. Los estados de oxidación positivos de los no-metales sólo se dan cuando se combinan con otro no metal más electronegativo (generalmente Oxígeno). Los átomos de los elementos , formen moléculas con un átomo o con varios tienen E.O. = 0. Ejemplo: Fe, H 2 , P 4 Todos tienen estado de oxidación igual a 0.
Principales números de oxidación de los elementos.
Grupos principales Grupo 1: H : –1,+1; Li, Na, K, Rb, Cs : + 1 Grupo 2: Be, Mg, Ca, Sr, Ba : + 2 Grupo 13: B : –3,+3; Al : + Grupo 14: C : –4,+2,+4; Si : –4,+4; Sn, Pb : +2,+ Grupo 15: N : –3,+1,+2,+3,+4,+5; P : –3,+1,+3,+5; As, Sb : –3,+3,+ Grupo 16: O : –2; S, Se. Te : –2,+2,+4,+ Grupo 17: F : –1 (elemento más electronegativo); Cl, Br, I : –1;+1,+3,+5,+ Elementos de transición Grupo 4: Ti : +4; Grupo 5: V : + 5 Grupo 6: Cr : +2,+3,+6 Grupo 7: Mn : +2,+3,+4,+6,+ Grupo 8: Fe: +2,+3 Grupo 9: Co: +2,+ Grupo 10: Ni: +2,+3, Pt: +2,+ Grupo 11: Cu : +1,+2; Ag : +1; Au : +1,+ Grupo 12: Zn, Cd : +2: Hg : +1,+
Estado de oxidación (E.O.) en elementos, oxígeno e hidrógeno.
Los átomos de los elementos, formen moléculas con un átomo o con varios tienen E.O. = 0
- Óxidos dobles. Los óxidos metálicos tienen características básicas y forman hidróxidos al añadirles agua. Los óxidos no metálicos tienen características ácidas y forman los ácidos oxácidos con agua.
Nomenclatura Stock.
Se pone primero el elemento menos electronegativo seguido del oxígeno. Cuando el elemento tenga varios E.O. se indica éste entre paréntesis. Ejemplos:
- CO óxido de carbono (II)
- Cu 2 O óxido de cobre (I)
- PbO 2 óxido de plomo (IV)
- Cl 2 O 7 óxido de cloro (VII)
Nomenclatura Sistemática
Se nombra con prefijo-óxido de prefijo-metal sólo en el caso de que el elemento tenga varios E.O. Ejemplos:
- CO monóxido de carbono
- Cu 2 O óxido de dicobre
- PbO 2 dióxido de plomo
- Cl 2 O 7 heptóxido de dicloro
PerÓxidos.
Son derivados del H 2 O 2 (agua oxigenada o peróxido de hidrógeno) por sustitución de los hidrógenos por metales. El anión O 2 2–^ no puede simplificarse. Se nombra como “peróxido de metal”. Ejemplos:
- Na 2 O 2 peróxido de sodio
- CaO 2 peróxido de calcio.
Hidruros
- De un metal.
- De un no-metal.
Hidruros metálicos (M + H).
Nomenclatura Stock.
Sólo se usa con los metales de transición. Cuando haya ambigüedad se pone el E.O. entre paréntesis. Ejemplos:
- CoH 2 hidruro de cobalto (II)
Nomenclatura Sistemática
Se nombran con la siguiente sintaxis: “prefijo-hidruro de metal”. Ejemplos:
- LiH hidruro de litio
- SnH 4 hidruro de estaño
- CoH 2 dihidruro de cobalto
- (^) CaH 2 hidruro de calcio Los metales del grupo 14 sólo tienen el E.O. = +4 al combinarse con H (o “–4” los no-metales)
Hidruros no metálicos (H + No-Metal de los grupos 13, 14 y 15)
Hay varios de estos compuestos que tienen nombre propio:
- H (^) 2 O agua
- PH (^) 3 fosfina o fosfamina
- (^) NH (^) 3 amoniaco
- AsH (^) 3 arsina o arsenamina
- CH (^) 4 metano
- SbH (^) 3 estibina
- SiH (^) 4 silano
- BH (^) 3 borano
También puede usarse a nomenclatura sistemática: tetrahidruro de silicio, trihidruro de boro…
Hidruros no metálicos (H + No-Metal de los grupos 16 y 17)
Nomenclatura Única
Se nombran con la sintaxis: “No metal terminado en “uro” de hidrógeno”. Ejemplos:
- H 2 S Sulfuro de hidrógeno
- HCl cloruro de hidrógeno
- HBr bromuro de hidrógeno Los hidruros no-metálicos de los grupos 16 y 17 cuando están disueltos en agua tienen características ácidas por lo que se llaman ácido no-metal terminado en “hídrico” Ejemplos:
Nomenclatura Sistemática
Ejemplos:
- AuOH Monohidróxido de oro
- (^) HCN (ac) Ácido cianhídrico
- NaOH Hidróxido de sodio
- (^) NaCN Cianuro de sodio
- Al(OH) 3 Hidróxido de aluminio
- Fe(CN) 2 Dicianuro de hierro
- Sn(OH) 4 Tetrahidróxido de estaño
Ácidos oxoácidos (H aNbO c) (Óxido No Metálico + Agua)
El E.O. del no-metal es el mismo que en el óxido. Sabiendo la fórmula se puede calcular fácilmente el E.O. del no-metal (o metal de transición) sabiendo que E.O.(H) = +1 y E.O.(O) = –2. Los ácidos oxoácidos más corrientes tienen un sólo átomo de no-metal y 1 átomo de H los provenientes de óxidos no-metálicos de grupos impares y 2 átomos de H los que provienen de grupos pares.
Nomenclatura Tradicional.
Es aceptada por la IUPAC. Se nombra anteponiendo la palabra “ácido” a los prefijos “hipo”, “per” o sin prefijo y los sufijos “oso” o “ico” según el E.O. del no-metal siguiendo la siguiente tabla: Grupo 14 15 16 17 ácido hipo____oso +1 +2 + ácido ____oso +2 +3 +4 + ácido ____ico +4 +5 +6 + ácido per___ico +
Ejemplos de ácidos oxoácidos
- H 2 CO 3 ácido carbónico
- HNO 3 ácido nítrico
- HClO 3 ácido clórico
- H 2 SeO 2 ácido hiposelenioso
- HBrO ácido hipobromoso
- H 2 SiO 2 ácido silicioso
- HIO 4 ácido periódico
- HAsO 2 ácido arsenioso
Otros ácidos oxoácidos.
Ácidos procedentes de metales de transición (E.O. superiores). Polihidratados : Se obtienen por adición de más de una molécula de agua sobre el óxido no-metálico. Diácidos : Se obtienen por adición de una molécula de agua sobre dos de óxido no- metálico. Tioácidos : Se obtienen por sustitución de algún átomo de oxigeno del ácido por azufre.
Ácidos procedentes de metales de transición
Algunos metales de transición tienen varios E.O. y actúan como metales con los inferiores y como no-metales con los superiores. Procedentes del Cromo (Cr) (E.O.=+6) H 2 CrO 4 : ácido crómico. Procedentes del Manganeso (Mn) (E.O.=+6) H 2 MnO 4 : ácido mangánico (E.O.=+7) HMnO 4 : ácido permangánico.
Ácidos polihidratados (óxido no-metálico + n H 2 O)
“n” es 3 en no-metales de los grupos 13, 15 y 16; “n” es 2 en no-metales del grupo 14 (Si) y 5 en no-metales del grupo 17 (I). Se nombran anteponiendo el prefijo “ orto ” Ejemplos: ácido ortotelúrico : TeO 3 + 3 H 2 O F 0A E H 6 TeO (^6) ácido ortoperyódico : I 2 O 7 + 5 H 2 O F 0A E H 10 I 2 O 12 F 0A E H 5 IO 6 Hay “orto” ácidos que son más corrientes que los monohidratados (“meta”) y que suelen nombrarse sin especificar el prefijo “orto”, tales como el ácido fosfórico (H 3 PO 4 ), el ácido silícico (H 4 SiO 4 ) y el ácido bórico (H 3 BO 3 ) Sin embargo, se llama al HPO 3 ácido metafosforico, al H 2 SiO 3 ácido metasilícico y al HBO 2 ácido metabórico.
Diácidos:
Se obtienen por adición de una molécula de agua sobre dos de óxido no-metálico. Ejemplos :
Nomenclatura Sistemática
Se nombra el oxoanión como prefijo-oxo + prefijo-elemento terminado en “ato” + (E.O.) seguido del nombre del metal + E.O de éste (en caso de ser necesario) Cuando exista más de un oxoanión por molécula puede anteponerse los prefijos: bis, tris, tetrakis... para indicar el nº de oxoaniones. Ejemplos:
- Na 2 SO 4 tetraoxosulfato (VI)de sodio
- AgNO 3 trioxonitrato (V) de plata
- CaCO 3 trioxocarbonato (IV)de calcio
- Cu(BrO 2 ) 2 dioxobromato (III) de cobre (II)
- (^) Al 2 (SO 2 ) 3 dioxosulfato (II) de aluminio
- KClO 4 tetraoxoclorato (VII) de potasio
- PbSeO 3 trioxoseleniato (IV) de plomo (II)
- Mg 3 (PO 4 ) 2 bis[tetraoxofosfato (V)] de magnesio
Sales ácidas
Se producen por la sustitución de alguno de los hidrógenos de los ácidos oxácidos por metales manteniendo algún átomo de H. Ejemplos:
- NaHCO (^3)
- NaH 2 PO 4
- K 2 HPO (^4)
Nomenclatura Sistemática
Se antepone al nombre del oxoanión el prefijo “hidrógeno” o “dihidrógeno” Ejemplos:
- NaHCO 3 hidrógeno trioxocarbonato (IV) de sodio
- NaH 2 PO 4 dihidrógeno tetraoxofosfato (V) de sodio
- K 2 HPO 4 hidrógeno tetraoxofosfato (V) de dipotasio
