FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA INORGÁNICA Entenderemos por formulación la aplicación de un conjunto de reglas para la obtención de las fórmulas de las sustancias. De igual manera, la nomenclatura es la aplicación de un conjunto de reglas para asignar nombre a las sustancias. Además de los 90 elementos que hay en la naturaleza, los científicos han asignado nombre y fórmula para varios millones de sustancias compuesto tanto de origen natural como obtenidas por síntesis. Sin embargo, en este curso estudiaremos la formulación y nomenclatura de un reducido número de sustancias pertenecientes a unos pocos grupos de sustancias en cuya composición entran a formar parte algunos elementos utilizando sus números de oxidación más frecuentes. El número de oxidación con el que actúa un elemento es un número que nos indica su capacidad de combinación, precedido de los signos (- o +), que nos indica su comportamiento electronegativo frente al otro elemento al que se une. Así por ejemplo, el Cl actúa con índice de oxidación -1 frente al Na que actúa con +1. El Cl es más electronegativo que el Na. Sin embargo, el Cl puede actuar con índices de oxidación +1, +3, +5 o +7 frente al O que lo hace con -2. Efectivamente, el O es más electronegativo que el Cl. En general, los metales actúan con índices de oxidación (+), mientras que los no metales lo pueden hacer con índices de oxidación (+) frente a elementos más electronegativos o con índice de oxidación (-) frente a elementos menos electronegativos. A continuación se muestran los elementos químicos que vamos a utilizar con indicación de sus índices de oxidación más frecuentes:

METALES (+1) Li, Na, K, Rb, Cs, Ag, NH

NO METALES  4

(+2) Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd (+3) Bi, Al, B (+1, +2)

Cu, Hg

(+1, +3)

Au

(+2, +3)

Cr, Mn, Fe, Co, Ni

(+2, +4)

Sn, Pb, Pt

(-1)

F

(-1, +1, +3, +5, +7) (-2, +2, +4, +6)

Cl, Br, I

S, Se, Te

(-3, +3, +5) N, P, As, Sb (-4, +4)

C, Si

(-1,-2)

O

(-1, +1)

H

Sistemas de Nomenclatura A cada sustancia le corresponde una única fórmula, sin embargo se le pueden asignar diferentes nombres. En este curso utilizaremos el sistema de nomenclatura que recomienda la IUPAC denominada nomenclatura sistemática que utiliza el nombre castellano de los elementos junto 1

con prefijos numerales (mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, etc.) que indican la proporción de cada elemento. Ejemplo: SO3 trióxido de azufre O5Cl2 dicloruro de pentaoxígeno

Óxido de azufre(VI)

Sustancias elementales Para formular las sustancias simples o elementales utilizaremos, en general, su símbolo químico; excepto en los siguientes casos: H2 dihigrógeno F2 difluor O2 dioxígeno Cl2 dicloro N2 dinitrógeno Br2 dibromo Na sodio I2 diyodo Fe hierro Pb plomo

Compuestos binarios Son los formados por dos elementos. Para formularlos: 

Se colocan los símbolos de los elementos, a la izquierda el menos electronegativo y a la derecha el más electronegativo (recuerda su localización en la tabla periódica)



Se colocan como subíndice de cada símbolo la valencia (numero de oxidación sin el signo) con la que actúa el otro elemento. Si es 1, no se pone.



Se simplifican los subíndice, si es posible (en los peróxidos veremos que no)

Ejemplos: Fe2O3 trióxido de dihierro PbO2 dióxido de plomo V2O5 pentóxido de divanadio

Óxido de hierro(III) Óxido de plomo(IV) Óxido de vanadio(V)

Una vez construida la fórmula de un compuesto, debe verificarse que la suma algebraica de los números de oxidación, de los elementos que los componen, sea cero. Ejemplo: trióxido de dihierro: Fe2O3 2(+3) + 3(-2) = 0 óxido de plomo(IV): PbO2 (+4) + 2(-2) = 0

Hidruros de metal Hidrógeno H (-1) con metal X (sólo metales de los grupos 1, 2, 13 y 14) con índice de oxidación (+m). Fórmula general:

XHm Nomenclatura sistemática: (G)hidruro de (G)N(X)  (G): Prefijo griego que indica el subíndice de los elementos (di, tri, tetra, penta, etc.)  N(X): Nombre del elemento en castellano. También: hidruro de N(X)(m)  N(X) nombre del metal en castellano.  (m) valencia del metal en romano. 2

Ejemplos: AlH3 SnH4 PbH2 SrH2 NaH PbH4

trihidruro de aluminio tetrahidruro de estaño dihidruro de plomo dihidruro de estroncio hidruro de sodio tetrahidruro de plomo

hidruro de aluminio hidruro de estaño(IV) hidruro de plomo(II) hidruro de estroncio hidruro de sodio hidruro de plomo(IV)

Al final de estos breves apuntes hay varias páginas de ejercicios. Comienza por ejercicios de nomenclatura (identifica las fórmulas que corresponden a hidruros y dales nombre) después pasa a realizar ejercicios de formulación.

Hidruros de no metal Hidrógeno H (+1) con no metal Y (-n). Dentro de los no metales consideraremos dos grupos: F, Cl, Br, I, S, Se, Te con fórmula general HF HCl HBr HI H2S H2Se H2Te N, P, As, Sb, C, Si con fórmula general H2O NH3 PH3 AsH3 SbH3 CH4 SiH4

H nY

fluoruro de hidrógeno cloruro de hidrógeno bromuro de hidrógeno ioduro de hidrógeno sulfuro de dihidrógeno seleniuro de dihidrógeno teluro de dihidrógeno

YHn

agua trihidruro de nitrógeno o amoniaco trihidruro de fósforo trihidruro de arsénico trihidruro de antimonio tetrahidruro de carbono tetrahidruro de silicio

Óxidos Son combinaciones del oxígeno (-2) con otro elemento X (+m). Fórmula general:

X2Om

(simplificar)

Nomenclatura sistemática: (G)óxido de (G)N(X)  (G): Prefijo griego que indica el subíndice de los elementos (di, tri, tetra, penta, etc.)  N(X): nombre del elemento en castellano. También: óxido de N(X)(m)  N(X) nombre del elemento en castellano.  (m) valencia del elemento en romano. 3

FeO Fe2O3 Na2O PbO PbO2 SiO2 P2O3 SO NO2 CO2 CO O7Cl2 O5Br2 OF2

óxido de hierro trióxido de dihierro óxido de sodio monóxido de plomo dióxido de plomo dióxido de silicio trióxido de difósforo óxido de azufre dióxido de nitrógeno dióxido de carbono dióxido de carbono dicloruro de heptaoxígeno dibromuro de pentaoxígeno difluoruro de oxígeno

Óxido de hierro(II) Óxido de hierro(III) Óxido de sodio Óxido de plomo(II) Óxido de plomo(IV) Óxido de silicio(IV) Óxido de fosforo(III) Óxido de azufre(II) Óxido de nitrógeno(IV) Óxido de carbono(IV) Óxido de carbono(II)

Obsérvese que con los halógenos se coloca el oxígeno delante al considerarse que los halógenos son más electronegativos que el oxígeno.

Peróxidos Son combinaciones del grupo peroxo 1, 2, 11, y 12). Fórmula general:

O22 

X2O2*m

con los metales (+m) (Sólo metales de los grupos

(no simplificar)

Nomenclatura sistemática: (G)óxido de (G)N(X)  (G): Prefijo griego que indica el subíndice de los elementos (di, tri, tetra, penta, etc.)  N(X): nombre del metal en castellano. También: peróxido de N(X)(m)  N(X) nombre del elemento en castellano.  (m) valencia del elemento en romano. Li2O2 CdO2 Cu2O2 CuO2

dióxido de dilitio dióxido de cadmio dióxido de dicobre dióxido de cobre

Peróxido de litio Peróxido de cadmio Peróxido de cobre (I) Peróxido de cobre(II)

Sales binarias Son compuestos de metal X (+m) con no metal Y (-n) (Sólo F, Cl, Br, I, S, Se y Te). Fórmula general:

XnYm

(simplificar)

Nomenclatura sistemática: (G)R(Y)uro de (G)N(X)  (G): Prefijo griego que indica el subíndice del no metal o del metal (di, tri, tetra, etc.)  N(Y): nombre del no metal en castellano.  N(X): nombre del metal en castellano. También: R(Y)uro de N(X)(m)  R(Y) raíz latina del no metal. 4

 

N(X) nombre castellano del metal. (m) valencia del metal en romano.

Ejemplos: PtF4 CaS NH4Cl Al2Se3

tetrafluoruro de platino sulfuro de calcio cloruro de amonio seleniuro de aluminio

Fluoruro de platino(IV) Sulfuro de calcio Cloruro de amonio Seleniuro de aluminio

Compuestos binarios de no metales (excluimos H y O) Nomenclatura sistemática: (G)R(Y)uro de (G)N(X)  (G): Prefijo griego que indica el subíndice de los elementos (di, tri, tetra, penta, etc.)  N(Y): nombre del no metal en castellano.  N(X): nombre del no metal en castellano. Ejemplos: PCl5 SF6 CCl4 BF3

pentacloruro de fósforo hexafluoruro de azufre tetracloruro de carbono trifluoruro de boro

Cloruro de fósforo(V) Fluoruro de azufre(VI) Cloruro de carbono(IV) Fluoruro de boro

Hidróxidos Son compuestos formados por un metal X(+m) con el grupo hidróxido OH (-1). Fórmula general:

X(OH)m

Si m=1 no se ponen los paréntesis. Nomenclatura sistemática: (G)hidróxido de (G)N(X)  (G): Prefijo griego que indica el subíndice del grupo OH o del metal (di, tri, tetra, etc.)  N(X): nombre del metal en castellano. También: hidróxido de N(X)(m)  N(X) nombre del metal en castellano.  (m) valencia del metal en romano. Ejemplos: Cu(OH)2 NaOH NH4OH Sn(OH)2

dihidróxido de cobre hidróxido de sodio hidróxido de amonio dihidróxido de estaño

Hidróxido de cobre(II) Hidróxido de sodio Hidróxido de amonio Hidróxido de estaño(II)

Oxoácidos Son compuestos ternarios formados por hidrógeno H (+1), no metal Y (+n) y oxígeno O (-2). Fórmula general:

HaYbOc No existe una norma general y sencilla para formular los oxoácido. A nuestros efectos utilizaremos la siguiente regla: Si n es impar entonces a=1, b=1 y c=(n+1)/2 Si n es par entonces a=2, b=1 y c=(n+2)/2 5

Fuera de esta regla debemos conocer los siguientes oxoácidos: H3PO4 HMnO4 H2Cr2O7 H2CrO4 H3BO3 H4SiO4

ácido fosfórico ácido permangánico ácido dicrómico ácido crómico ácido bórico ácido silícico

En este caso la IUPAC permite la nomenclatura tradicional. Nomenclatura tradicional:

ácido hipoR(Y)osos ácido R(Y)oso ácido R(Y)ico ácido perR(Y)ico

R(Y): Raíz latina del no metal. Ejemplos: H2CO3 HNO3 H2SeO2 H2SO4 HClO HIO4

ácido carbónico ácido nítrico ácido hiposelenioso ácido sulfúrico ácido hipocloroso ácido peryódico

Oxosales neutras Son los compuestos resultantes de sustituir los hidrógenos de los oxoácidos por un metal X (+m). Fórmula general: Metal

Oxoácido

oxosal neutra

X

HaYbOc

Xa(YbOc)m

Si m=1, no se pone paréntesis. Nomenclatura tradicional: Según el ácido sustituido.

  

Del ácido hipoR(Y)osos hipoR(Y)ito de N(X)(m) Del ácido R(Y)oso R(Y)ito de N(X)(m) Del ácido R(Y)ico R(Y)ato de N(X)(m) Del ácido perR(Y)ico perR(Y)ato de N(X)(m) R(Y): Raíz latina del no metal. R(X): Nombre castellano del metal. (m): Valencia del metal en romano. Si el metal tiene una sola valencia, no se pone.

Ejemplos: (NH4)2SO2 Co2(CO3)3 CuBrO3 Sn(BrO4)2 RbNO2

hiposulfito de amonio carbonato de cobalto(III) bromato de cobre(I) perbromato de estaño(II) nitrito de rubidio 6

Sales ácidas Son las sales que se obtienen de la sustitución de algunos H (no todos) del ácido por un metal. Ejemplo: NaHS CuHSO4 Fe(HSO4)2 NaH2PO4

Hidrogenosulfuro de Sodio Hidrogenosulfato de cobre(I) Hidrogenosulfato de hierro(II) Dihidrogenofosfato de sodio.

Ejercicios de nomenclatura: Mn(OH)2 UO2 HCl H2CO3 SnH4 Tl2O3 SnO2 CsClO PH3 OBr2 Be(BrO2)2 Al2(CO3)3 CH4 ZnO2 HNO3 Br2O BaH2 MgBr2 Co(OH)2 Fe(OH)2 NaBrO4 Na2S H3PO4 Bi2(CO3)3 Sb2O3 SbH3 Cd(OH)2 NH3 LiHCO3 CuOH Ni2(SO3)3 SiO2 SiH4 RbOH H2SO2 CrF3 SO2 NH4OH

H2SeO3 Pt(CIO4)2 KMnO4 RbOH BeSeO3 RbH LiOH ZnO2 AgOH MoO3 BaO2 AgIO3 H2SO4 UO2 HI PbH4 NaOH SrO O3I2 P2O3 SeO H4SiO4 H2S P2O3 BiH3 Be(BrO2 )2 Al(OH)3 Cu(NO2)2 BeO PbSeO2 Au2S3 MgSO4 H2Te K2S H2SO3 Cu2O CO2 (NH4)2SeO4 7

SbH3 K2Cr2O7 KIO4 NH4NO3 H2SiO3 H2Se SiF4 Cd(OH)2 HgO CdO2 BaH2 MgO KMnO4

H2O2 SrH2 BeSiO3 N2O5 Bi(OH)3 H2SO2 LiH Na2O2 CaHPO4 N2O5 K2TeO3 As2O5 WO3

Ejercicios de formulación: Sulfuro de hidrógeno Nitrito de plata Hidrogenosulfato de potasio Óxido de vanadio(V) Sulfato de amonio Carbonato de rubidio Hidróxido de hierro(III) Cloruro de calcio Permanganato de amonio Cloruro de cobalto (II) Sulfúro de manganeso (II) Carbonato de cobre(ll) Bromato de berilio Peróxido de litio Yoduro de oro (III) Hipoclorito de magnesio Peróxido de bario Óxido de cromo (III) Óxido de cloro(VII) Ácido bórico Sulfuro de manganeso (III) Ácido fosfórico Sulfuro de hidrógeno Hidróxido de hierro (II) Peróxido de Bario Óxido de níquel (III) Ácido hipobromoso Dióxido de azufre Carbonato de aluminio Óxido de níquel (II) Bromuro de hidrógeno Ácido sulfúrico Óxido de molibdeno(IV) Clorato de cobalto(III) Dióxido de titanio

Cloruro de cobre Dicromato de potasio Carbonato de sodio Sulfato de bario Sulfato de amonio Óxido de cobre(I) Dicromato de potasio Hidróxido de berilio Óxido de cromo (II) Fosfato de calcio Fosfato de hierro (III) Hidróxido de magnesio Sulfuro de plata Nitrato de cadmio Peróxido de hidrógeno Óxido de cobre(II) Ácido clórico Nitrato de magnesio Hidrogenocarbonato de niquel(II) Óxido de calcio Hidrogenocarbonato de Cadmio Permanganato de bario Óxido de cobalto (III) Peróxido de sodio Hidrogenosulfito de cinc Hidróxido de estroncio Hidróxido de cobre (II) Nitrato de amonio Yoduro de plomo (II) Carbonato de sodio Ácido nitroso Carbonato de rubidio Nitrato de amonio Sulfuro de cinc Nitrato de hierro(II) 8