FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS

FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS
Fórmula química
Una fórmula química es la representación escrita de una sustancia. En ella se muestra la
composición química de una sustancia mediante símbolos y subíndices. Por ejemplo: Na2CO3.
Existen distintos tipos:
 Empírica o mínima.
 Molecular.
 Estructural o desarrollada.
Fórmula empírica: indica qué elementos están presentes en una sustancia y cuál es la mínima
relación que existe entre ellos. En ella se emplean números enteros pequeños como subíndices.
Fórmula molecular: indica el número y clase de átomos que están presentes en la molécula de un
compuesto determinado.
Fórmula desarrollada: indica todos los átomos que forman la molécula de un compuesto
determinado y los enlaces entre ellos. Este tipo sólo es válido para compuestos covalentes y no para
sustancias iónicas.
Observación: Los compuestos iónicos forman grandes agregados de cationes y aniones y por eso
solo poseen fórmula mínima. A diferencia de los compuestos covalentes, las sustancias iónicas no
forman unidades moleculares discretas y, por tanto, solo puede representarse mediante su fórmula
mínima.
Ejemplos:
Sustancia
Fórmula Empírica Fórmula Molecular Fórmula Desarrollada
Cloruro de sodio
NaCl
Agua
H2O
H2O
Peróxido de sodio
HO
H2O2
Eteno
CH2
C2H4
Valencia y Estados de Oxidación de un Elemento
La valencia es la capacidad de combinación que tiene un elemento. Representa una medida del
número de enlaces que puede formar. En cambio el número o estado de oxidación es la carga
eléctrica formal que tiene un elemento cuando forma parte de un compuesto; en otras palabras es
su capacidad de combinación con signo positivo o negativo.
Los estados de oxidación pueden ser positivos, negativos, cero, enteros y fraccionarios, y esto
depende de la distribución electrónica que presente la especie química.
En general cuando un elemento se encuentra al estado libre (sin combinarse), su número de
oxidación es cero. A diferencia de los no metales, los metales y los gases nobles forman moléculas
monoatómicas al estado libre (en realidad, los metales presentan una estructura más compleja
cuando se hallan al estado libre, pero por cuestiones de simplicidad se consideran monoatómicos).
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Los elementos químicos se dividen en 3 grandes grupos, clasificados por el tipo de carga eléctrica
que adquieren cuando forman un compuesto: metales, no metales y gases nobles.
Existen elementos metálicos que, dependiendo de las condiciones a las cuales sean sometidos,
pueden actuar como metales o no metales indistintamente. A estos elementos se les denomina
metaloides.
Los elementos metálicos (los cuales ceden electrones), cuando forman compuestos tienen
únicamente estados de oxidación positivos. En cambio, los elementos no metálicos y semimetálicos
pueden tener estados de oxidación positivos y negativos dependiendo del compuesto que estén
constituyendo.
Reglas para la Formulación de Compuestos
1. Escribir los símbolos de los elementos implicados en el compuesto en orden creciente de
electronegatividad de izquierda a derecha (el más electronegativo a la derecha y el menos
electronegativo a la izquierda de la fórmula).
2. Seleccionar el estado de oxidación apropiado de cada elemento, según el compuesto que se
desea representar.
3. Asignar subíndices a cada símbolo químico, de modo que la suma algebraica de los estados
de oxidación de cero (electroneutralidad), y la fórmula resulte lo más sencilla posible. El
subíndice 1 se omite.
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COMPUESTOS BINARIOS
Combinaciones Binarias del Oxígeno – Óxidos
Son compuestos formados por oxígeno y otros elementos. Existen distintos tipos según las
propiedades ácido – base que presentan:





Óxidos Básicos: forman bases cuando reaccionan con el agua.
Óxidos Ácidos: forman ácidos cuando reaccionan con el agua.
Óxidos anfóteros: presentan propiedades ácidas y básicas, por ejemplo Al2O3.
Casos Especiales: óxidos del Cr, Mn y N2.
Otros: peróxidos, superóxidos y óxidos salinos.
Nomenclatura
Aplicación que determina cómo se nombran los compuestos. Existen distintos tipos:
 IUPAC
Nomenclatura de Stock – Werner: indica el número de oxidación del elemento con números
romanos (se utiliza tanto para los óxidos básicos como para los óxidos ácidos). Por ejemplo
N2O3 = óxido de nitrógeno (III).
Nomenclatura Estequiométrica o Sistemática: emplea prefijos numéricos griegos (mono, di,
tri, tetra, etc.) para indicar el número de átomos que participan en el compuesto (la IUPAC
recomienda la nomenclatura estequiométrica para designar los óxidos ácidos). Por ejemplo
CO = monóxido de carbono.
 Tradicional: emplea prefijos y sufijos para indicar el número de oxidación del elemento
oxidado.
Óxidos Básicos
Cuando un elemento metálico reacciona con el O2 se forma un óxido básico. En estos compuestos el
oxígeno actúa con estado de oxidación -2.
Los óxidos básicos se caracterizan porque reaccionan con H2O para formar hidróxidos o bases.
Nomenclatura
Si el elemento metálico que se combina con el oxígeno tiene un solo estado de oxidación
(monovalente), entonces el compuesto se nombra como óxido seguido del nombre del metal.
Ejemplos:
Óxidos del Na (+I) y Ba (+II).
4 Na + O2 → 2 Na2O... Óxido de sodio.
Ba + O2 → BaO... Óxido de bario.
En cambio si el metal presenta dos estados de oxidación, en la nomenclatura tradicional se emplea
el sufijo “oso” para nombrar el compuesto en donde el metal actúa con su menor estado de
oxidación e “ico” cuando actúa con el de mayor valor. No obstante puede emplearse numerales
stock para designar estos compuestos, en cuyo caso el compuesto se nombra como óxido seguido
del nombre del metal, y entre paréntesis se coloca con números romanos el valor del estado de
oxidación del metal.
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Ejemplos:
Óxidos del Fe (+II) y Fe (+III).
2 Fe + O2 → 2 FeO… Óxido ferroso u óxido de hierro (II)
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3… Óxido férrico u óxido de hierro (III)
Óxidos Ácidos o Anhídridos
Cuando un elemento no metálico reacciona con el O2 se forma un óxido ácido. En estos compuestos
el oxígeno actúa con estado de oxidación -2.
Los óxidos ácidos se caracterizan porque reaccionan con H2O para formar ácidos. También son
llamados anhídridos porque se originan a partir de la pérdida de agua de otro compuesto (reacción
inversa a la formación del ácido). Por ejemplo el anhídrido carbónico se puede obtener por
deshidratación de ácido carbónico: H2CO3 → CO2 + H2O.
Nomenclatura
Si el elemento no metálico que se combina con el oxígeno tiene un solo estado de oxidación
(monovalente), entonces el compuesto se nombra como anhídrido y se emplea la terminación “ico”.
Ejemplo:
Anhídrido del F (-I).
2 F2 + O2 → 2 F2O... Anhídrido fluórico.
NOTA: cuando el oxígeno se combina con flúor que es el elemento más electronegativo de la tabla
periódica forma anhídrido fluórico, y es el único caso en que actúa con estado de oxidación
positivo.
En cambio si el no metal presenta varios estados de oxidación, en la nomenclatura tradicional se
siguen las mismas reglas que vimos anteriormente. Así mismo cuando el no metal presenta más de
dos estados de oxidación, como por ejemplo el Cl, se emplean los prefijos “hipo” y “per” para
designar el mínimo y el máximo estado de oxidación respectivamente. No obstante puede utilizarse
nomenclatura sistemática para designar estos compuestos, en cuyo caso el compuesto se nombra
empleando prefijos numéricos griegos (mono, di, tri, tetra, etc.) para indicar el número de átomos
que participan en el compuesto.
Ejemplos:
Anhídridos del P (+III), P (+V), Cl (+I), Cl (+III), Cl (+V) y Cl (+VII).
4 P + 3 O2 → 2 P2O3… Anhídrido fosforoso o trióxido de difósforo.
4 P + 5 O2 → 2 P2O5… Anhídrido fosfórico o pentóxido de difósforo.
4 Cl + O2 → 2 Cl2O… Anhídrido hipocloroso o monóxido de dicloro.
4 Cl + 3 O2 → 2 Cl2O3… Anhídrido cloroso o trióxido de dicloro.
4 Cl + 5 O2 → 2 Cl2O5… Anhídrido clórico o pentóxido de dicloro.
4 Cl + 7 O2 → 2 Cl2O7… Anhídrido perclórico o heptóxido de dicloro.
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Óxidos Anfóteros
Los óxidos anfotéricos presentan un elemento anfótero en el compuesto. Pueden actuar como ácido
o como base y esto depende del carácter de la sustancia con la cual se hacen reaccionar. Por
ejemplo el óxido de aluminio Al2O3.
Casos Especiales
Existen ciertos elementos como el Cr, Mn y N que tienen estados de oxidación muy variable.
Cuando estos elementos forman óxidos, en general los de menor estado de oxidación son básicos y
los de mayor son ácidos. Esto es así porque cuando estos óxidos reaccionan con H2O dan lugar a la
formación de hidróxidos y ácidos respectivamente.
Ejemplos:
Óxidos del Cromo: Cr (+II), Cr (+III) y Cr (+VI).
2 Cr + O2 → 2 CrO... Monóxido de cromo/óxido de cromo (II)/óxido cromoso (óxido básico).
4 Cr + 3 O2 → 2 Cr2O3... Trióxido de dicromo/óxido de cromo (III)/óxido crómico (óxido anfótero).
2 Cr + 3 O2 → 2 CrO3… Trióxido de cromo/óxido de cromo (VI)/ anhídrido crómico (ácido).
Óxidos del Manganeso: Mn (+II), Mn (+III), Mn (+IV), Mn (+VI) y Mn (+VII).
MnO… Monóxido de manganeso/óxido de manganeso (II)/óxido manganoso (óxido básico).
Mn2O3… Trióxido de dimanganeso/óxido de manganeso (III)/óxido mangánico (óxido básico).
MnO2… Dióxido de manganeso/óxido de manganeso (IV)/anhídrido manganoso (óxido anfótero).
MnO3… Trióxido de manganeso/óxido de manganeso (IV)/anhídrido mangánico (óxido ácido).
Mn2O7… Heptaóxido de dimanganeso/óxido de manganeso (VII)/anhídrido permangánico (óxido
ácido).
Óxidos del nitrógeno: N (+I), N (+II), N (+III), N (+IV) y N (+V).
Fórmula
Nomenclatura
sistemática
Nomenclatura de
Stock
Nomenclatura
tradicional
Óxido nitroso (subóxido)
N2O (óxido ácido) Monóxido de dinitrógeno
Óxido de nitrógeno (I)
(anhídrido hiponitroso)
NO (óxido básico)
Monóxido de nitrógeno
Óxido de nitrógeno (II)
Óxido nítrico
N2O3 (óxido ácido)
Trióxido de dinitrógeno
Óxido de nitrógeno (III)
Anhídrido nitroso
NO2 (óxido
básico)
Dióxido de nitrógeno
Óxido de nitrógeno (IV)
Dióxido de nitrógeno
N2O5 (óxido ácido) Pentaóxido de dinitrógeno Óxido de nitrógeno (V)
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Anhídrido nítrico
Otros Óxidos
Peróxidos
Son óxidos que presentan un enlace oxígeno-oxígeno (-O-O-) o ión peróxido O22-. En estos
compuestos el oxígeno actúa con estado de oxidación -1.
El hidrógeno y los metales de los grupos I y II forman peróxidos en determinadas condiciones de
presión y temperatura.
Ejemplos:
H2O2… Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada).
NaO2… Peróxido de sodio.
BaO2… Peróxido de bario (no confundir con el óxido de bario BaO).
Superóxidos o Hiperóxidos
Son óxidos en los cuales se presenta el ión superóxido “O2−”. En estos compuestos se considera que
el oxígeno actúa con estado de oxidación -1/2.
Cuando el oxígeno gaseoso toma un electrón se forma un anión superóxido. Así mismo el electrón
ganado le permite actuar como si tuviera valencia 1, pudiendo ceder o compartir ese electrón con
otro elemento para formar un compuesto.
O2 + e- → O2- (ión superóxido)
Ejemplos:
NaO2… Superóxido de sodio.
KO2… Superóxido de potasio.
Óxidos Salinos
Son óxidos en los cuales el metal que se combina con oxígeno actúa con dos estados de oxidación
diferentes (parecen óxidos formados por dos óxidos).
Ejemplos:
Óxidos salinos del Fe (II), Fe (III), Pb (II), Pb (IV).
3 Fe + 2 O2 → Fe3O4… Óxido ferroso férrico.
3 Pb + 2 O2 → Pb3O4… Óxido ferroso férrico.
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FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE ÓXIDOS
Ejercicios
1. Escriba las fórmulas de los óxidos de los siguientes elementos: Hg, Al, N (III), N (V), Br, N (I),
N (II) y N (IV), Ni, B, S, Ag, Ca, Co, Pb y P. Utilice nomenclatura tradicional y numerales stock
para nombrar los óxidos básicos, y tradicional y estequiométrica para los óxidos ácidos.
NOTA: trabajar con la tabla de “números de oxidación de elementos metálicos y no metálicos” y
considerar en primer término la clasificación del elemento.
2. Escriba la ecuación de formación y el nombre de los óxidos de los siguientes elementos: Na (I),
Mg (II), Fe (III), Br (I), S (VI), C (IV), P (III), P (V) y I (VII).
3. Complete las siguientes ecuaciones de formación de óxidos:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
m.
n.
o.
p.
q.
… + O2 → ... Óxido cúprico.
… + O2 → ... Óxido de cinc.
... + O2 → ... Óxido plumbico.
... + O2 → ... Óxido mercúrico.
... + O2 → ... Óxido de aluminio.
... + O2 → ... Óxido de litio.
... + O2 → ... Óxido de potasio.
... + O2 → ... Anhídrido nítrico.
... + O2 → ... Anhídrido hipobromoso.
... + O2 → ... Anhídrido sulfúrico.
... + O2 → ... Anhídrido fosfórico.
... + O2 → ... anhídrido peryódico.
... + O2 → ... Óxido de calcio.
... + O2 → ... Óxido ferroso férrico (óxido salino).
... + O2 → ... Óxido nitroso.
... + O2 → ... Anhídrido nitroso.
... + O2 → ... Anhídrido hipocloroso.
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