Nomenclatura Química

1. Nomenclatura Química • En Química al igual que en otras ciencias, la necesidad de una nomenclatura (conjunto de reglas o formulas que se utilizan para nombrar todos aquellos elementos y los compuestos químicos) se hizo sentir en cuanto aumento el número de compuestos químicos conocidos, y al mismo tiempo aumentaba el número de químicos en los diferentes países del mundo. En efecto, para facilitar la comunicación entre los químicos es indispensable que se mencione un mismo compuesto con el mismo nombre; si no se cumple con este requisito, no habrá entendimiento ni intercambio posible.

2. Nomenclatura Química • Imaginemos las situaciones que resultaran si para nombrar al mismo compuesto, se utilizaran cuatro o cinco nombres diferentes; dos o más personas podrían hablar del mismo compuesto sin saberlo y la confusión sería grande. De aquí resulta la necesidad de establecer un sistema definido y aceptable para nombrar las sustancias químicas.

3. Nomenclatura Química • En siglos pasados, las sustancias tenían nombres sin sentido lógico, tales como aceite de vitriolo, ácido bómbico, vitriolo de marte, aire fijo, etc., relacionados con propiedades característicos de dichas sustancias, pero que no proporcionaban información acerca de su composición y por lo tanto no se podía establecer una relación entre ellas y su nombre.

4. Nomenclatura Química • Conforme se fue desarrollando la Química, y se descubrieron nuevos elementos, se empezaron a establecer las semejanzas entre las sustancias que contienen los mismos elementos en proporciones diferentes. Fue en esta época, finales del siglo XVIII, en que se realizaron los primeros intentos de sistematizar los nombres de las sustancias químicas, destacándose en esta labor notables químicos como Lavoisier y posteriormente Berzelius.

5. Nomenclatura Química • A mediados del siglo XIX, cuando ya se conocía un gran número de elementos, cada uno con su símbolo representativo, Mendeleiev, propuso su tabla periódica que permitió clasificar a los elementos en grupos homogéneos. Esto fue lo que dio un verdadero impulso hacia la elaboración de un sistema de nomenclatura (sistema de nombres establecidos según reglas fijadas de común acuerdo entre quienes los utilizan) para que fuera adoptado por todos los químicos.

6. Nomenclatura Química • Con el avance de los medios de comunicación que caracterizó a los principios del siglo XX, los químicos llegaron a reunirse con mayor frecuencia. De sus numerosos intercambios científicos concluyeron la necesidad de establecer un sistema que permitiera uniformizar la nomenclatura de los compuestos químicos que se iban haciendo cada vez más numerosos.

7. Nomenclatura Química • Por medio de la Unión Internacional de Química, que agrupa a los químicos de todo el mundo, se formaron comisiones encargadas de proponer reglas de nomenclatura aceptables para todos. Desde 1921 a la fecha, dichas comisiones han trabajado de manera continua para establecer, y luego mejorar y completar lo que hoy se conoce como las reglas internacionales de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) por sus siglas en inglés International Union of Pure and AppliedChemistry.

8. Nomenclatura Química La primera  distinción básica en la nomenclatura química,  es entre los compuestos inorgánicos y orgánicos. En esta presentación vamos a hacer una visión general de la nomenclatura de muchos compuestos inorgánicos que existen en la naturaleza. La nomenclatura de los compuestos orgánicos será tratada en la unidad 2.

9. Nomenclatura Química • Para efectos de nomenclatura y estudio de las propiedades químicas de las sustancias inorgánicas, es muy importante diferenciar entre elementos metálicos y no metálicos. Se puede determinar aproximadamente si un elemento es metal o no metal por su posición en la tabla periódica. Los metales se encuentran a la izquierda y en el centro de la tabla periódica y los no metales en el extremo a la derecha . Cuando se comparan dos elementos, el mas metálico es el que se encuentra mas hacia la izquierda o mas hacia la parte inferior de la tabla periódica .

10. Nomenclatura Inorgánica Existen algunas reglas útiles basadas en el concepto del número de oxidación que permiten predecir las fórmulas de un gran número de compuestos. Número de oxidación o de valencia: es el número de electrones que un átomo puede captar o ceder (total o parcialmente dependiendo del tipo de enlace) al formar un compuesto. Es negativo si gana electrones y positivo si los pierde. En el siguiente sistema periódico aparecen los números de oxidación de los elementos más comunes.

11. Nomenclatura Química • Las reglas prácticas que permiten asignar números de oxidación pueden sintetizarse de la siguiente manera: a) El número de oxidación o de valencia de cualquier átomo sin combinar o elemento libre es cero; por ejemplo Auo, Cl2o, N20, O20, etc. b) El número de oxidación o de valencia para el oxígeno es -2 (menos dos), a excepción de los peróxidos (más adelante hablaremos de ellos) que es de -1 (menos uno).

12. Nomenclatura Química c) El Hidrógeno actúa con número de oxidación +1 cuandoestá combinado con un no metal, por ser éstos más electronegativos; y con -1 cuando está combinado con un metal, por ser éstos más electropositivos. d) La suma de los números de oxidación para los átomos de los elementos en una fórmula determinada es igual a cero.

13. Nomenclatura Química e) En los iones monoatómicos (iones con un sólo átomo), el número de oxidación coincide con la carga del ión; por ejemplo: Na+1(Carga del ión) +1 (Número de oxidación) S-2 -2 (Número de oxidación) Al+3 +3 (Número de oxidación) Recordemos que los elementos de los grupos IA (1) y IIA (2) forman iones de carga +1 y +2 respectivamente, y los del VIIA (17) y VIA(16), de carga –1 y –2 cuando son monoatómicos.

14. Nomenclatura Química Cationes ( iones positivos ) Cuando un elemento forma un catión (átomo que ha perdido un electrón), el nombre del catión es el mismo nombre del elemento; ejemplos: Na+1 ion sodio Ca+2, ion calcio Al+3,  ion aluminio El signo +1, +2. +3. etc., son los números de oxidación de los elementos, e indican el número de electrones que ha perdido el átomo. + 1 indica que ha perdido un electrón, +2 indica que ha perdido dos electrones, etc. Cuando un elemento puede formar dos cationes relativamente comunes (con dos estados de oxidación respectivamente diferentes), cada ion debe nombrarse de tal manera que se diferencie del otro. Hay dos maneras de hacer esto, el sistema establecido por la IUPAC y el sistema tradicional.  

15. Nomenclatura Química • El sistema establecido por la IUPAC; consiste en que los iones positivos se nombran como elemento indicando el número de oxidación mediante numerales entre paréntesis; así, por ejemplo: Cu+1 es cobre (I)yCu+2  es cobre (II) El sistema tradicional, usa los sufijos -oso- e -ico- unidos a la raíz del nombre del elemento para indicar respectivamente, el mas bajo y el mas alto estados de oxidación. Así; al Cu+1 se le denomina ion cuprosoy aCu+2  ion cúprico.

16. Nomenclatura Química Aniones (iones negativos) Los iones negativos se derivan de los no metales. La nomenclatura de los aniones sigue el mismo  esquema de los ácidos , pero cambian las terminaciones como sigue; Terminaciones del ácido del anión hídrico             uro ico                  ato oso                  ito Por ejemplo: Ácido clorhídrico, el anión se nombra cloruro. Ácido sulfúrico, el anión se nombra sulfato, etc.

17. Nomenclatura Química Sustancias simples: reciben este nombre aquellas sustancias químicas constituidas por átomos de un mismo elemento. Las sustancias simples se formulan mediante el símbolo del elemento y se nombran con el nombre del elemento. (Ejemplo: Hierro=Fe; Sodio=Na.) Hay siete sustancias simples que son diatómicas (constituidas por dos átomos del mismo elemento): Nitrógeno: N2. Hidrógeno: H2 Oxígeno: O2. Flúor: F2 Cloro: Cl2 Yodo: I2

18. Nomenclatura Inorgánica Compuestos binarios: reciben este nombre aquellos compuestos químicos formados por la combinación de dos elementos; por ejemplo CO2 (carbono con oxígeno), NH3 nitrógeno con hidrógeno), etc. Podemos distinguir los siguientes grupos: a) Con oxígeno • Óxidos ácidos (anhídridos). • Óxidos básicos. b) Con hidrógeno • Hidruros metálicos. • Hidruros volátiles. • Haluros de hidrógeno (ácidos hidrácidos). c) Sales binarias • Sales neutras. • Sales volátiles.

19. Nomenclatura Inorgánica Compuestos ternarios: reciben este nombre aquellos compuestos químicos formados por la combinación de tres elementos; H2SO4 (hidrógeno, azufre y oxígeno; ésta sustancia se llama ácido sulfúrico) . Podemos distinguir los siguientes grupos: a) Hidróxidos. b) Ácidos oxoácidos. c) Sales neutras ternarias (oxisales). Compuestos cuaternarios: reciben este nombre aquellos compuestos químicos formados por la combinación de cuatro elementos. Los más habituales son las sales ácidas.

20. Nomenclatura Química Óxidos: Se define un óxido como la combinación binaria de un elemento con el oxígeno. Es común que al combinarse elementos con el oxígeno, éstos presenten varios grados de valencia o numero de oxidación. El O-2 siempre es bivalente (número de oxidación -2) excepto en los peróxidos donde actúa con una valencia de -1. Para saber la valencia o valencias de un elemento cualquiera que se combina con el O2  y poder formular el correspondiente nombre del óxido, basta con observar su ubicación en la tabla periódica, en la cual el número de la columna indica la valencia más elevada que presenta un elemento para con el oxígeno.

21. Nomenclatura Química Los óxidos se dividen en dos categorías según sea el tipo de elemento que se combina con el oxígeno: a)Óxidos básicos, si se combina el oxígeno con un metal. b) Óxidos ácidos, si se combina el oxígeno con un no metal también se le denomina �óxido no metálico.

22. Nomenclatura Química • Óxidos básicos (combinación del oxígeno con elementos metálicos): Las combinaciones del oxígeno con los metales, se llaman óxidos básicos o simplemente óxidos. El método tradicional para nombrar los óxidos básicos consiste en usar el nombre óxido de seguido de nombre del metal; por ejemplo: Li2O     =   óxido de litio CaO     =   óxido de calcio SiO2 = óxido de silicio Cuando un metal presenta dos números de oxidación diferentes, para designar el óxido se emplean las  terminaciones oso (para el elemento de menor numero de oxidación) e ico ( para el de mayor numero de oxidación); por ejemplo: CoO     =   óxido cobaltoso Co2O3  =    óxido cobaltico

23. Nomenclatura Química • Para el ejemplo anterior, en el sistema moderno de nomenclatura, recomendado por la IUPAC, el número de oxidación del metal que se combina con el oxígeno se indica con números romanos entre paréntesis agregado al final del nombre del elemento en español; por ejemplo: Co2O = óxido de cobalto ( II) Co2O3 = óxido de cobalto ( III)

24. Nomenclatura Química • Como ejemplo de óxido básico podemos mencionar el óxido de hierro, cuya fórmula química es Fe2O3 y que lo vemos comúnmente, se trata de la herrumbre anaranjada que se forma cuando dejamos un pedazo de hierro o algún utensilio que lo contenga, por ejemplo, la carrocería de un automóvil, a la intemperie.

25. Nomenclatura Química Óxidos ácidos (combinación del oxigeno con elementos no metálicos): Las combinaciones del oxígeno con los elementos no metálicos se llaman óxidos ácidos o anhidros ácidos; por ejemplo: SiO2 = dióxido de silicio SeO2= dióxido de selenio CO2, dióxido de carbono, es un ejemplo de óxido ácido, es el compuesto que se utiliza en los extintores de fuego.

26. Nomenclatura Química Estos óxidos reaccionan con el agua para dar ácidos a los que se les denomina oxácidos, por ejemplo: CO2 + H2O →   H2CO3 En la reacción anterior, el CO2 (dióxido de carbono que es un óxido ácido) al reaccionar con el agua (H2O) forma H2CO3 (ácido carbónico que es un oxácido)

27. Nomenclatura Química Cuando un elemento presenta dos valencias diferentes, se usa la terminación oso para el oxido que tiene el elemento de menor valencia y la terminación ico  para el de menor valencia; por ejemplo: TeO2  =   oxido teluroso TeO3  =   oxido telúrico

28. Nomenclatura Química Para nombrar estos compuestos, la IUPAC recomienda el uso de la palabra óxido y los prefijos griegos; mono, di, tri, tetra, etc. que indican el numero de átomos de cada clase en la molécula; por ejemplo: TeO2    =   dióxido de telurio    TeO3   =  trióxido de telurio    As2O3 =  trióxido de diarsénico  As2O5 = pentaóxido de diarsénico   2Cl2 + O2 →  Cl2O =  monóxido de    dicloro

29. Nomenclatura Química Sin embargo, el mejor método y el que ofrece menos confusión es el de la IUPAC, donde el numero de oxidación o valencia se indica con números romanos entre paréntesis. Para los óxidos de los halógenos todavía se usan los prefijos hipo y per combinados con los sufijos oso e ico; por ejemplo: 2N2 + 3O2 →     2N2O3= óxido de nitrógeno (III) 2Cl2 + O2→     2Cl2O = óxido   hipocloroso  2Cl2 + 7O2 →     2Cl2O7 = óxido perclórico

30. Nomenclatura Química Bases o hidróxidos: son compuestos ternarios que resultan de la combinación de algunos metales con agua o de un óxido básico con agua; por ejemplo: Na2O + H2O →  2NaOH La reacción anterior es un ejemplo de un metal que reacciona con el agua para formar una base; en este caso el hidróxido  de sodio. Al2O3 + 3H2O →2Al(OH)3 La reacción anterior es un ejemplo de un óxido básico que reacciona con el agua para formar una base; en este caso el hidróxido  de aluminio. Por lo tanto, una base o hidróxido es cualquier compuesto que tiene uno o mas iones hidroxilo (OH-).

31. Nomenclatura Química Como el grupo hidroxilo es monovalente (una valencia: -1), para formular una base se añade al metal que lo forma, tantos iones OH- como indica la valencia del metal. Las bases se nombran con las palabra hidróxido de seguidas del nombre del metal; por ejemplo: NaOH = hidróxido de sodio Ca(OH)2 = hidróxido de calcio Fe (OH)3 = hidróxido de fierro Las bases o hidróxidos se caracterizan, entre otras cosas, por tener sabor amargo, ser jabonosos al tacto, cambiar el papel tornasol de rosado a azul, ser buenos conductores de la electricidad en soluciones acuosas y ser corrosivos.

32. Nomenclatura Química • Cuando un elemento presenta dos estados de oxidación diferentes como ya se vio, el nombre termina en oso en los compuestos en que el elemento tiene la menor valencia y en ico en los que el elemento tienen la mayor valencia; por ejemplo: Fe(OH)2 = hidróxido ferroso Fe(OH)3 =  hidróxido férrico

33. Nomenclatura Química Ácidos: son compuestos que resultan de la combinación del hidrógeno con otro elemento o grupos de elementos de mucha electronegatividad y que se caracterizan por tener sabor ácido, reaccionar con el papel tornasol azul y tornarse rosado, generalmente producen quemaduras en la piel si se entra en contacto directo con ellos. Como ejemplo podemos mencionar el Ácido clorhídrico (HCl), que cuando el estómago lo segrega en cierta cantidad provoca lo que conocemos como �acidez estomacal�, éste es un ácido binario; otro ejemplo es el ácido sulfúrico (H2SO4), es un ácido ternario; es el ácido que se le agrega a las baterías de los carros.

34. Nomenclatura Química • Un ácido se puede definir como una sustancia que libera iones hidrogeno (H+) cuando se disuelve en agua: Las formulas de los ácidos contienen uno o mas átomos de hidrogeno, así como un grupo aniónico (un anión). En las formulas de todos los ácidos el elemento hidrogeno se escribe en primer lugar. Hay dos clases de ácidos: (a) Hidrácidos: que no contienen oxígeno. Son ácidos binarios formados por la combinación del hidrogeno con un elemento no metal. Se nombran empleando la palabra genérica ácido seguida del nombre en latín del elemento no metálico con la terminación hídrico; ejemplos: H2S = ácido sulfhídrico HI = ácido yodhídrico HBr =ácido bromhídrico HF = ácido fluorhídrico HCl = ácido clorhídrico

35. Nomenclatura Química b) Oxácidos: que contienen oxígeno. Son ácidos ternarios que resultan de la combinación de un oxido ácido con el agua; por tanto, son combinaciones de hidrógeno, oxigeno y un no metal; por ejemplo: PO3 + H2O → H3PO3   = ácido fosforoso PO4 + H2O → H3PO4   = ácido fosfórico Los oxácidos se nombran como los óxidos de donde provienen.  

36. Nomenclatura Química Propiedades de los ácidos a) Tienen sabor agrio. b) Reaccionan con las bases o hidróxidos produciendo sal y agua (neutralización). c) Tienen olor picante intenso. d) Al contacto con la piel causan ardor. e) Son muy corrosivos, es decir, degradan los metales formando sales y liberando oxígeno.

37. Nomenclatura Química Las sales se dividen en: a) Sales neutras. b) Sales haloideas o haluros. c) Oxisales. d) Sales ácidas e) Sales básicas.

38. Nomenclatura Química a) Sales neutras: resultan de la sustitución total de los hidrógenos ( H+)  por un metal. El nombre que recibe la sal se deriva del ácido del cual procede; Para los ácidos cuyos nombres tienen la terminación hídrico, la sal se nombra con la terminación uro y para los ácidos cuyos nombres tienen la terminación ico, la sal se nombra con la terminación ato; por ejemplo: NaOH  +  HCl    →  NaCl  +  H2O     Ácido clorhídricoy la sal es clorurode sodio Se da primero el nombre del ion negativo seguido del nombre del ion positivo 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O      ácido sulfúricoy la sal es sulfato de sodio

39. Nomenclatura Química Si el ión positivo tiene dos números de valencia, entonces al nombre de la sal se le agrega la terminación oso para el de menor valencia e ico para el de mayor valencia; por ejemplo: FeCl2   =  cloruro ferroso   FeCl3   =   cloruro férrico Sin embargo para este caso el esquema de nomenclatura de la IUPAC, indica el número de valencia del elemento mediante un número romano en paréntesis; por ejemplo: FeCl2   = cloruro de hierro ( II)   FeCl3   =  cloruro de hierro (III)  Si el elemento metálico forma un ion de un solo número de valencia no se usa número romano; por ejemplo: NaBr = Bromuro de sodio.

40. Nomenclatura Química b) Sales haloideas o haluros: se forman por la combinación de un hidrácido con una base. En la formula se escribe primero el metal y luego el no metal (con el menor número de valencia) y se intercambian las valencias). Los haluros se nombran cambiando la terminación hidrico del ácido por uro y con los sufijos oso e ico, según la valencia del metal; por ejemplo: Cu(OH)  +  HCl    →  CuCl +   H2O   ácido clorhídrico→ cloruro cuproso 2Fe(OH)3  +  H2S    →  Fe2S 3  +  6H2O          ácido sulfhídrico → sulfato férrico Si un par de no metales forman más de un compuesto binario, como es el caso más frecuente, para designar el número de átomos de cada elemento se usan los prefijos griegos: bi: dos,tri: tres, tetra: cuatro, penta: cinco, hexa: seis, etc,  antecediendo el nombre del elemento, por ejemplo;  PS3      =   trisulfuro de fósforo   PS5     =    pentasulfuro de fósforo

41. Nomenclatura Química Oxisales: se forman por la combinación de un oxácido con una base. En la formula se escribe primero el metal, luego el no metal y el oxigeno. Las oxisales se nombran cambiando la terminación oso del ácido por ito e ico  por ato; por ejemplo: KOH +  HClO →    KClO    +  H2O   ácido hipocloroso → hipoclorito de sodio Al(OH)3 + HNO3 → Al(NO3)3  + H2O   ácido nítrico → nitrato de aluminio

42. Nomenclatura Química Sales ácidas: resultan de la sustitución parcial de los hidrógenos del ácido por el metal. En la formula se escribe primero el metal, luego el hidrogeno y después el radical; por ejemplo: NaOH + H2CO3 → NaHCO3  + H2O     ácido carbónico → carbonato ácido de sodio (bicarbonato de sodio)

43. Nomenclatura Química Sales básicas: resultan de la sustitución parcial de los hidróxidos (OH) de las bases por no metales. En la formula se escribe primero el metal, luego el OH y finalmente el radical; por ejemplo: CuOHNO3  = nitrato básico de cobre (II) Se aplican las reglas generales para nombrar oxisales, pero se coloca la palabra básica entre nombre del radical y el metal; por ejemplo: Cu(OH)2 +  HNO3 → CuOHNO3  +  H2O      ácido nítrico → nitrato básico de cobre (II)

44. Nomenclatura Química Sales dobles: se obtienen sustituyendo los hidrógenos de ácido por mas de un metal. En la formula se escribe los dos metales en orden de electropositividad y luego el radical. Se da el nombre del radical seguido de los nombres de los metales respectivos; por ejemplo: Al(OH)3 + KOH + H2SO4→ KAl(SO4) + H2O       ácido sulfúrico → sulfato de aluminio y potasio (alumbre)

45. Nomenclatura Química Peróxidos: en el agua ordinaria, H2O, el oxigeno tiene un numero de oxidación de -2. en el agua oxigenada , H2O2, el número de oxidación del oxigeno es -1. El ion O2= se llama ion peróxido. Los peróxidos resultan de sustituir los dos hidrógenos del agua oxigenada por elementos metálicos. Se nombran con la palabra peróxido seguida del correspondiente metal; por ejemplo: Na2O2  = peróxido de sodio     Ba2O2  =  peróxido de bario

46. Nomenclatura Química Hidruros: la combinación de cualquier elemento con el hidrogeno constituye un hidruro. El hidrogeno es siempre monovalente y en el caso de los hidruros metálicos presenta un estado de oxidación de -1 (en los demás casos aparece como +1). Para saber el número de valencia que tiene un elemento cualquiera, al combinarse con el hidrogeno para formar el correspondiente hidruro, basta con observar la tabla periódica y tener en cuenta las siguientes reglas; 1. Los elementos de las tres primeras columnas, presentan con el Hidrogeno la valencia que indica el numero de la columna; así: primera columna= monovalentes, segunda columna= bivalentes, tercera columna= trivalentes.

47. Nomenclatura Química 2. Para saber la valencia con el hidrogeno de los elementos de las columnas IV a VIII, se resta de 8 el numero característico de la columna que ocupa el elemento, Así, los elementos de la columna V serán trivalentes porque 8-5 = 3  En cuanto  a la nomenclatura, los hidruros formados por los metales reciben el nombre; Hidruro de ... ( nombre del elemento combinado por el H); por ejemplo: NaH = hidruro de sodio CoH3 = hidruro de cobalto Los hidruros de los no metales reciben nombres especiales; por ejemplo: NH3 = amoniaco PH3 = fosfina