Formulación y nomenclatura de quı́mica inorgánica versión 1.2 — 23 de junio de 2015 Índice 1. Valencias 2 2. Nomenclaturas 2 3. Combinaciones binarias 3.1. Óxidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1. Oxı́geno + metal . . . . . . . . 3.1.2. Oxı́geno + no metal . . . . . . 3.2. Peróxidos . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Hidruros . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1. H + metal . . . . . . . . . . . 3.3.2. H + no metal . . . . . . . . . a) H + F, Cl, Br, I , S, Se, Te. b) H + B, C, Si, N, P, As, Sb. 3.4. Sales binarias . . . . . . . . . . . . . . 3.4.1. Metal + no metal . . . . . . . 3.4.2. No metal + no metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4. Combinaciones ternarias 4.1. Hidróxidos . . . . . . . 4.2. Ácidos oxácidos . . . . 4.3. Sales neutras . . . . . 4.4. Sales ácidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4 4 4 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Meta, piro y orto 5 6. Ácidos del manganeso, cromo y boro 5 7. Fórmulas y estado fı́sico de algunos elementos quı́micos 6 8. Formula o nombra los siguientes compuestos: 6 1 VALENCIAS 1. 2 Valencias 1+ Li Na K Rb Cs Fr Ag NH+ 4 2+ Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd 3+ B Al Bi 1+ y 2+ Cu Hg negativas 1− 1− 1− 2− 2− 3− 4− 3− 2. metales 1+ y 3+ Au 2+ y 3+ Fe Co Ni Cr 2+ y 4+ Pd Pt Sn Pb Mn 4+ Ti no metales no metales positivas H 1+ F Cl, Br, I 1+, 3+ ,5+ ,7+ O S, Se, Te 2+, 4+, 6+ N, P, As, Sb 3+, 5+ C, Si 4+ B 3+ Nomenclaturas La Unión Internacional de Quı́mica Pura y Aplicada (iupac en inglés) establece las recomendaciones sobre nomenclatura y formulación. Las actualmente vigentes datan del año 2005. Según estas recomendaciones hay tres posibles nomenclaturas sistemáticas: composición, adición y sustitución. También se permite el uso de determinados nombres tradicionales. En estos apuntes usaremos solo la nomenclatura sistemática de composición y la nomenclatura tradicional. 3. Combinaciones binarias El elemento de valencia negativa se escribe a la derecha en la fórmula y a la izquierda en el nombre (salvo unas excepciones que veremos). En inglés el orden es el mismo en la fórmula y en el nombre. En la nomenclatura de composición el elemento situado a la derecha lo acabamos con el sufijo -uro, excepto el oxı́geno, que en vez de oxigenuro pondremos óxido, y el grupo OH− ,que en vez de hidroxigenuro pondremos hidróxido. La cantidad de átomos la indicaremos mediante: a) Prefijos multiplicativos latinos (mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona, deca, etc.). Cuando solo hay un átomo no hace falta indicar el prefijo mono. b) Indicando el número de carga entre paréntesis. Cuando un átomo tiene una sola valencia no indicamos el número de carga. 3.1. Óxidos El oxı́geno actúa con valencia 2−. 3.1.1. Oxı́geno + metal Mg2+ O2− → MgO Al3+ O2− → Al2 O3 Fe2+ O2− → FeO Fe3+ O2− → Fe2 O3 cprefijos óxido de magnesio trióxido de dialuminio óxido de hierro trióxido de dihierro óxido óxido óxido óxido ccarga de magnesio de aluminio de hierro(2+) de hierro(3+) 3 COMBINACIONES BINARIAS 3.1.2. Oxı́geno + no metal S2+ O2− → SO S4+ O2− → SO2 S6+ O2− → SO3 3.2. 3 cprefijos óxido de azufre dióxido de azufre trióxido de azufre ccarga óxido de azufre(2+) óxido de azufre(4+) óxido de azufre(6+) Peróxidos El oxı́geno actúa en vez de O2− como en los óxidos, como O2− 2 . No se simplifican. Cu2+ O2− 2 → CuO2 H+ O22− → H2 O2 Fe3+ O2− 2 → Fe2 O6 Na+ O2− 2 → Na2 O2 3.3. cprefijos dióxido de cobre dióxido de dihidrógeno hexaóxido de dihierro dióxido de disodio ccarga dióxido(2-) de dióxido(-2) de dióxido(2-) de dióxido(2-) de cobre(2+) hidrógeno (agua oxigenada) hierro(3+) sodio Hidruros Son compuestos formados por H y otro átomo. 3.3.1. H + metal El H actúa con valencia negativa. Pb4+ H1− → PbH4 Cu1+ H1− → CuH 3.3.2. cprefijos tetrahidruro de plomo hidruro de cobre ccarga hidruro de plomo(4+) hidruro de cobre(1+) H + no metal El H actúa con valencia positiva. a) H + F, Cl, Br, I , S, Se, Te. Son gases. Disueltos en agua son ácidos y se llaman hidrácidos. Se indican los nombres tradicionales aceptados por la iupac. H+ Cl1− → HCl H+ S2− → H2 S ccarga cloruro de hidrógeno sulfuro de hidrógeno t ácido clorhı́drico ácido sulfhı́drico b) H + B, C, Si, N, P, As, Sb. Las fórmulas y los nombres se escriben al revés, es decir, el elemento de valencia negativa se escribe a la izquierda en la fórmula y a la derecha en el nombre. C4− H1+ → CH4 Si4− H+ → SiH4 B3− H+ → BH3 N3− H1+ → NH3 P3− H+ → PH3 As3− H1+ → AsH3 Sb3− H+ → SbH3 cprefijos tetrahidruro de carbono tetrahiduro de silicio trihidruro de boro trihidruro de nitrógeno trihiduro de fósforo trihiduro de arsénico trihiduro de antimonio t metano amoniaco 4 COMBINACIONES TERNARIAS 3.4. 3.4.1. 4 Sales binarias Metal + no metal El metal siempre actúa con valencia positiva, luego el no metal actúa con su valencia negativa. cprefijos tricloruro de oro cloruro de sodio Au3+ Cl− → AuCl3 Na+ Cl− → NaCl 3.4.2. ccarga cloruro de oro(3+) cloruro de sodio No metal + no metal Actúa con valencia negativa el más electronegativo. En la tabla periódica los elementos tienen más electronegatividad conforme vamos hacia la derecha y hacia arriba. I7+ F1− → IF7 P5+ Se2− → P2 Se5 4. cprefijos heptafluoruro de yodo pentaseleniuro de difósforo ccarga fluoruro de yodo(7+) seleniuro de fósforo(5+) Combinaciones ternarias 4.1. Hidróxidos Metal + grupo hidróxido (OH− ). Na+ OH− → NaOH Fe2+ OH− → Fe(OH)2 4.2. cprefijos hidróxido de sodio dihidróxido de hierro ccarga hidróxido de sodio hidróxido de hierro(2+) Ácidos oxácidos Se consideran formados al añadir a un óxido no metálico una molécula de agua. Por ejemplo, si al óxido de azufre(6+), SO3 , le añadimos agua obtenemos el ácido: SO3 + H2 O → H2 SO4 ácido sulfúrico Los nombraremos usando los siguientes prefijos y sufijos: Dos valencias: pequeña: –oso grande: –ico Tres valencias: pequeña: hipo– intermedia: grande: –oso –oso –ico Por ejemplo, los ácidos del cloro y del azufre son: t HClO ácido hipocloroso H2 SO2 HClO2 ” cloroso H2 SO3 HClO3 ” clórico H2 SO4 HClO4 ” perclórico 4.3. Cuatro valencias: pequeña: hipo– intermedia: grande: per– –oso –oso –ico t ácido hiposulfuroso ” sulfuroso ” sulfúrico Sales neutras Sustituimos todos los hidrógenos de un oxoácido por un metal. Cambiamos –oso por –ito e –ico por –ato. 5 META, PIRO Y ORTO t hipoclorito de sodio (lejı́a) clorato de calcio sulfato de estaño(4+) sulfato de hierro(3+) NaClO Ca(ClO3 ) Sn(SO4 )2 Fe2 (SO4 )3 4.4. 5 Sales ácidas Sustitución parcial de los hidrógenos de un ácido por metal. NaHSO4 NaH2 PO4 NaHCO3 NaHS 5. t hidrogenosulfato de sodio dihidrogenofosfato sódico hidrogenocarbonato de sodio hidrógenosulfuro de sodio (proviene del H2 S) Meta, piro y orto meta piro orto → → → 1 2 3 molécula ” ” de ” ” H2 O ” ” Todos los ácidos vistos hasta ahora son meta, pero se omite el prefijo: SO3 + 1 H2 O → H2 SO4 ácido metasulfúrico ácido sulfúrico Los ácido del fósforo, arsénico y antimonio son excepción : P5+ O2− → P2 O5 P2 O5 + 3 H2 O → H6 P2 O8 → H3 PO4 ácido ortofosfórico ácido fosfórico Se omite el orto, luego el ácido fosfórico es el ácido ortofosfórico. P2 O5 + 2 H2 O → H4 P2 O7 ácido pirofosfórico P2 O5 + 1 H2 O → HPO3 ácido metafosfórico 6. Ácidos del manganeso, cromo y boro Aunque son metales, también se comportan como no metales y forman oxoácidos y sus sales. En este caso trabajan con estas valencias: Cr → 6+ Mn → 6+, 7+ B → 3+ Cr6+ O2− → CrO3 CrO3 + H2 O → H2 CrO4 ácido crómico Cr2 O6 + H2 O → H2 Cr2 O7 K2 Cr2 O7 ácido dicrómico dicromato de potasio (sal habitual en el laboratorio) Mn6+ O2− → MnO3 MnO3 + H2 O → H2 MnO4 ácido mangánico Mn7+ O2− → Mn2 O7 Mn2 O7 + H2 O → H2 Mn2 O8 → HMnO4 ácido permangánico KMnO4 permanganato de potasio (sal habitual en el laboratorio) B2 O3 + 3H2 O → H3 BO3 ácido bórico (como en el caso del fósforo se omite el prefijo orto) 7 FÓRMULAS Y ESTADO FÍSICO DE ALGUNOS ELEMENTOS QUÍMICOS 7. Fórmulas y estado fı́sico de algunos elementos quı́micos A P =1 atm y T =25 o C, tenemos: H2 , O2 , F2 , Cl2 , N2 gases Br2 lı́q. I2 sólido cristalino He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn gases Fe, Hg, Na, Cu, . . . sólidos cristalinos excepto el Hg 8. Formula o nombra los siguientes compuestos: 1. óxido de mercurio(1+) 2. dióxido de estaño 3. óxido de azufre(4+) 4. trióxido de dinitrógeno 5. óxido de manganeso(2+) 6. óxido de nitrógeno(3+) 7. óxido de azufre(6+) 8. óxido de estaño(4+) cprefijos 9. HgO 10. CaO 11. Al2 O3 12. CO2 13. I2 O5 14. Au2 O3 15. NiO 16. N2 O5 17. CO 18. Cr2 O3 19. MnO2 20. CrO 21. hidruro de sodio 22. ácido fluorhı́drico ccarga 6 8 FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS: 7 23. hidruro de calcio 24. telururo de dihidrógeno 25. tetrahidruro de carbono 26. bromuro de hidrógeno 27. metano 28. trihidruro de fósforo cprefijos ccarga cprefijos ccarga 29. NH3 30. FeH3 31. CrH2 32. BH3 33. SiH4 34. HI 35. H2 S 36. SbH3 37. cloruro de hierro(2+) 38. yoduro de cobre(1+) 39. fluoruro de fósforo(5+) 40. pentacloruro de fósforo 41. fluoruro de azufre(6+) 42. KBr 43. ZnI2 44. Ca3 P2 45. Ag2 Te 46. NiI3 47. SF2 48. PI3 49. CrB 50. NaOH 51. Ca(OH)2 52. ácido carbónico 8 FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS: 8 53. ácido perbrómico 54. ácido hiposulfuroso 55. ácido selenioso 56. ácido nitroso 57. ácido arsénico cprefijos ccarga t ccarga t 58. HClO 59. H2 SO4 60. HNO2 61. H2 SeO3 62. HIO4 63. HBrO2 64. clorato de potasio 65. sulfito de hierro(2+) 66. hidróxido de hierro(3+) 67. hidróxido de amonio 68. sulfato de amonio 69. hidrogenosulfuro de hierro(3+) 70. hidrógenosulfito de litio 71. ácido fosfórico 72. ácido bórico 73. ácido dicrómico 74. permanganato de cobre(2+) 75. dicromato de sodio 76. ácido mangánico cprefijos 77. Ca(HCO3 )2 78. (NH4 )2 Cr2 O7 79. H4 P2 O7 80. HPO3 81. Fe3 (PO4 )2 82. Na2 O2 8 FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS: 9 83. H2 O 84. CO 85. (NH4 )2 Se 86. Fe2 O6 87. FePO3 88. NH4 OH 89. Al(OH)3 90. Co(IO3 )2 91. óxido de plomo(4+) 92. hidruro de platino(2+) 93. sulfito de estaño(2+) 94. permanganato de oro(3+) 95. hidrógenotelururo de titanio 96. fosfato de plata(1+) 97. ácido pirofosfórico 98. peryodato de mercurio(1+) 99. tetraóxido de titanio 100. sulfuro de amonio 101. óxido de carbono 102. óxido de selenio(4+) 103. ácido bromhı́drico 104. yoduro de potasio 105. boruro de manganeso(2+) 106. hidrógenosulfato de litio 107. sulfuro de oro(3+) 108. hidróxido de hierro(3+) cprefijos 109. SrO 110. Br2 O3 111. TiO2 112. CaO2 113. MgCr2 O7 ccarga t 8 FORMULA O NOMBRA LOS SIGUIENTES COMPUESTOS: 114. NH4 IO 115. P2 S3 116. Al(HSO3 )3 117. Ni(OH)3 118. SbH3 119. PCl5 120. BaTe 121. HI 122. Mn(HSe)4 123. CaMnO4 124. HPO3 125. ICl5 126. CH4 127. CO2 128. Ca(MnO4 )2 129. Sn(Cr2 O7 )2 130. HgCl2 131. PtBr2 10