2.7: La nomenclatura química
habilidades para desarrollar
- Derive nombres para tipos comunes de compuestos inorgánicos usando un enfoque sistemático
La nomenclatura es una colección de reglas para nombrar cosas, es importante en la ciencia y en muchas otras situaciones. Este módulo describe un enfoque que se usa para nombrar los compuestos iónicos y moleculares simples, como NaCl, CaCO 3 y N 2 O 4 . Los más simples son los compuestos binarios, los que contienen solo dos elementos, pero también consideraremos cómo nombrar los compuestos iónicos que contienen los iones poliatómicos, y una clase específica y muy importante de compuestos conocidos como los ácidos (los siguientes capítulos de este texto se centrarán en estos compuestos con gran detalle). Aquí limitaremos nuestra atención a los compuestos inorgánicos, estos son compuestos que se componen principalmente de elementos diferentes del carbono, y seguiremos las reglas de nomenclatura propuestas por IUPAC. Las reglas para los compuestos orgánicos, en las que el carbono es el elemento principal, se tratarán en un capítulo que sigue sobre química orgánica.
Los compuestos iónicos
Para nombrar un compuesto inorgánico, debemos considerar las respuestas a varias preguntas. Primero, ¿El compuesto es iónico o es molecular? Si el compuesto es iónico, ¿El metal forma iones de un solo tipo (carga fija) o más de un tipo (carga variable)? ¿Son los iones monoatómicos o poliatómicos? Si el compuesto es molecular, ¿Contiene el hidrógeno? Si tiene el hidrógeno, ¿También contiene oxígeno? De las respuestas que obtenemos, colocamos el compuesto en una categoría apropiada y luego lo nombramos en consecuencia. Comenzaremos con las reglas de nomenclatura para compuestos iónicos.
Los compuestos que contienen sólo iones monoatómicos
El nombre de un compuesto binario que contiene iones monoatómicos consiste en el nombre del catión (el nombre del metal) seguido por el nombre del anión (el nombre del elemento no metálico con su final cambiado por el sufijo –ide). Algunos ejemplos se dan en Tabla \(\PageIndex{2}\).
| NaCl, cloruro de sodio | Na 2 O, óxido de sodio |
| KBr, bromuro de potasio | CdS, sulfuro de cadmio |
| CaI 2 , yoduro de calcio | Mg 3 N 2 , nitruro de magnesio |
| CsF, fluoruro de cesio | Ca 3 P 2 , fosfuro de calcio |
| LiCl, cloruro de litio | Al 4 C 3 , carburo de aluminio |
Los compuestos que contienen iones poliatómicos
Los compuestos que contienen iones poliatómicos se llaman de manera similar a los que contienen solo iones monoatómicos, excepto que no hay necesidad de cambiar la terminación a –ide, porque el sufijo ya está presente en el nombre del anión. Los ejemplos se muestran en la Tabla \(\PageIndex{2}\).
| KC 2 H 3 O 2 , acetato de potasio | (NH 4 )Cl, cloruro de amonio |
| NaHCO 3 , bicarbonato de sodio | CaSO 4 , sulfato de calcio |
| Al 2 (CO 3 ) 3 , carbonato de aluminio | Mg 3 (PO 4 ) 2 , fosfato de magnesio |
Los COMPUESTOS IÓNICOS EN SUS GABINETES
Todos los días encuentra y usa una gran cantidad de compuestos iónicos. Algunos de estos compuestos, dónde se encuentran y para qué se usan, se enseñan en la Tabla \(\PageIndex{3}\). Mire la etiqueta o la lista de ingredientes en los varios productos que usted usa durante los próximos días y vea si encuentra alguno de estos en esta tabla, o busque otros compuestos iónicos que pueda nombrar o escribir como una fórmula.
| Compuesto Iónico | Nombre | Utilización |
|---|---|---|
| NaCl | cloruro de sodio | sal de mesa ordinaria |
| KI | yoduro de potasio | añadido a la sal "yodada" para la salud de los tiroides |
| NaF | fluoruro de sodio | ingrediente en la pasta de dientes |
| NaHCO 3 | bicarbonato de sodio | bicarbonato de sodio; utilizado en la cocina (y en los antiácidos) |
| Na 2 CO 3 | carbonato de sodio | detergente; utilizado en agentes de limpieza |
| NaOCl | hipoclorito de sodio | ingrediente activo en el blanqueador |
| CaCO 3 | carbonato de calcio | ingrediente en antiácidos |
| Mg(OH) 2 | hidróxido de magnesio | ingrediente en antiácidos |
| Al(OH) 3 | hidróxido de aluminio | ingrediente en antiácidos |
| NaOH | hidróxido de sodio | lejía; utilizado como limpiador de cañerías |
| K 3 PO 4 | fosfato de potasio | aditivo alimentario (muchos propósitos) |
| MgSO 4 | sulfato de magnesio | añadido a la agua purificada |
| Na 2 HPO 4 | hidrógeno fosfato de sodio | agente antiaglomerante; utilizado en productos en polvo |
| Na 2 SO 3 | sulfito de sodio | preservativo |
Los compuestos que contienen un ion de metal con una carga variable
Casi todos de los metales de transición pueden formar dos o más cationes con diferentes cargas. Los compuestos de estos metales con los no metales se nombran con el mismo método que los compuestos en la primera categoría, excepto que la carga del ion metálico se especifica con un número romano entre paréntesis después del nombre del metal. La carga del ion metálico se determina de la fórmula del compuesto y la carga del anión. Por ejemplo, considere los compuestos iónicos binarios de el hierro y el cloro. El hierro normalmente muestra una carga de 2+ o 3+, y las dos fórmulas de compuestos correspondientes son FeCl 2 y FeCl 3 . El nombre más simple, "cloruro de hierro", será, en este caso, ambiguo, ya que no distingue entre estos dos compuestos. En casos como este, la carga del ion metálico se incluye como un número romano entre paréntesis inmediatamente después del nombre del metal. Estos dos compuestos se llaman el cloruro de hierro (II) y el cloruro de hierro (III), respectivamente. Otros ejemplos se dan en la Tabla \(\PageIndex{4}\).
| Compuesto Iónico de Metal de Transición | Nombre |
|---|---|
| FeCl 3 | cloruro de hierro (III) |
| Hg 2 O | óxido de mercurio (I) |
| HgO | óxido de mercurio (II) |
| Cu 3 (PO 4 ) 2 | fosfato de cobre (II) |
La nomenclatura de antes usó los sufijos –ic y –ous para designar metales con cargas más altas y más bajas, respectivamente: el cloruro de hierro (III), FeCl 3 , antes se llamaba el cloruro férrico, y el cloruro de hierro (II), FeCl 2 , era conocido como el cloruro ferroso. Aunque esta convención de nombres ha sido abandonada por casi toda la comunidad científica, sigue siendo utilizada por algunos segmentos de la industria. Por ejemplo, puede ver las palabras fluoruro de estaño en un tubo de pasta de dientes. Esto representa la fórmula SnF 2 , que se llama más adecuadamente el fluoruro de estaño (II). El otro fluoruro de estaño es SnF 4 , que antes se llamaba el fluoruro estatico, pero ahora se llama el fluoruro de estaño (IV).
Ejemplo \(\PageIndex{1}\): NOMBRAndo los COMPUESTOS IÓNICOS
Nombre los siguientes compuestos iónicos, que contienen un metal que puede tener más de una carga iónica:
- Fe 2 S 3
- CuSe
- GaN
- CrCl 3
- Ti 2 (SO 4 ) 3
Solución
Los aniones en estos compuestos tienen una carga negativa que es fija (S 2− , Se 2− , N 3− , Cl − , y \(\ce{SO4^2-}\)), y los compuestos deben ser neutros. Debido a que el número total de cargas positivas en cada compuesto debe ser igual al número total de cargas negativas, los iones positivos deben ser Fe 3+ , Cu 2+ , Ga 3+ , Cr 3+ , y Ti 3+ . Estas cargas se usan en los nombres de los iones metálicos:
- sulfuro de hierro (III)
- seleniuro de cobre (II)
- nitruro de galio (III)
- cloruro de cromo (III)
- sulfato de titanio (III)
ejercicio \(\PageIndex{1}\)
Escriba las fórmulas de los siguientes compuestos iónicos:
- fosfuro de cromo (III)
- mercurio (II) sulfuro
- fosfato de manganeso (II)
- óxido de cobre (I)
- fluoruro de cromo (VI)
- Respuesta a
-
CrP
- Respuesta b
-
HgS
- Respuesta c
-
Mn 3 (PO 4 ) 2
- Respuesta d
-
Cu 2 O
- Respuesta e
-
CrF 6
ERIN BROKOVICH Y LA CONTAMINACIÓN DEL CROMO
A principios de 1990, la empleada del archivo legal Erin Brockovich (Figura \(\PageIndex{2}\)) descubrió que muchas personas con enfermedades graves en la pequeña ciudad de Hinckley, California. su investigación finalmente vinculó las enfermedades con el agua subterránea contaminada por Cr (VI) usada por Pacific Gas & Electric (PG&E) para combatir la corrosión en una tubería cercana de gas natural. Dramatizado en la película Erin Brokovich (por la cual Julia Roberts ganó un Oscar), Erin y el abogado Edward Masry demandaron a PG&E por contaminar el agua cerca de Hinckley en 1993. En ese momento, el acuerdo que ganaron en 1996 ($ 333 millones) fue la cantidad más grande jamás ganada por una demanda directa en los Estados Unidos.
Los compuestos de cromo se usan ampliamente en la industria, revestimiento de cromo, la fabricación de tinte, como conservantes, y para prevenir la corrosión en el agua de las torres de enfriamiento, como ocurrió cerca de Hinckley. En el medio ambiente, el cromo existe principalmente en las formas Cr (III) o Cr (VI). Cr (III), un ingrediente de muchas vitaminas y suplementos nutricionales, forma compuestos que no son muy solubles en el agua y tiene una baja toxicidad. Cr (VI), por el otro lado, es mucho más tóxico y forma compuestos que son razonablemente solubles en el agua. La exposición a pequeñas cantidades de Cr (VI) puede provocar daños en los sistemas respiratorios, gastrointestinales, e inmunitarios, así como en los riñones, el hígado, la sangre y la piel.
A pesar de los esfuerzos de limpieza, la contaminación del agua subterránea con Cr (VI) sigue siendo un problema en Hinckley y en otros lugares del mundo. Un estudio realizado en 2010 por el Environmental Working Group encontró que, de las 35 ciudades evaluadas en los EE.UU., 31 ciudades tenían niveles más altos de Cr (VI) en el agua del grifo que el objetivo de salud pública de 0.02 partes por billón establecido por la Agencia de Protección Ambiental de California.
Los compuestos moleculares (covalentes)
Las características de enlace de los compuestos moleculares inorgánicos son diferentes de los compuestos iónicos, y también se nombran utilizando un sistema diferente. Las cargas de los cationes y los aniones dictan sus proporciones en los compuestos iónicos, la especificación de los nombres de los iones da información suficiente para determinar las fórmulas químicas. Sin embargo, porque el enlace covalente permite una variación significativa en las combinaciones de las relaciones de los átomos en una molécula, los nombres de los compuestos moleculares deben identificar explícitamente estas relaciones.
Los compuestos con dos elementos
Cuando dos elementos no metálicos forman un compuesto molecular, a veces varias relaciones de combinación son posibles. Por ejemplo, el carbono y el oxígeno pueden formar los compuestos de CO y CO 2 . Ya que estas son sustancias diferentes con propiedades diferentes, no pueden tener el mismo nombre (no pueden llamarse óxido de carbono). Para enfrentar esta situación, usamos un método de denominación que es algo similar al utilizado para los compuestos iónicos, pero con prefijos agregados para especificar el número de átomos de cada elemento. El nombre del elemento más metálico (el que está más a la izquierda y / o la parte inferior de la tabla periódica) es el primero, seguido por el nombre del elemento más no metálico (el que está más a la derecha y / o arriba) con su final cambiado al sufijo –ide. Los números de los átomos de cada elemento están designados por los prefijos griegos que se muestran en Tabla (\PageIndex{5}\).
| Número | Prefijo | Número | Prefijo | |
|---|---|---|---|---|
| 1 (a veces se omite) | mono- | 6 | hexa- | |
| 2 | di- | 7 | hepta- | |
| 3 | tri- | 8 | octa- | |
| 4 | tetra- | 9 | nona- | |
| 5 | penta- | 10 | deca- |
Cuando solo está presente un átomo del primer elemento, el prefijo mono- generalmente se elimina de esa parte. Por lo tanto, \(\ce{CO}\) se llama monóxido de carbono, y \(\ce{CO2}\) se llama dióxido de carbono. Cuando dos vocales son adyacentes, la a en el prefijo griego generalmente se elimina. Algunos otros ejemplos se muestran en Tabla \(\PageIndex{6}\).
| Compuesto | Nombre | Compuesto | Nombre | |
|---|---|---|---|---|
| SO 2 | dióxido de azufre | BCl 3 | tricloruro de boro | |
| SO 3 | trióxido de azufre | SF 6 | hexafluoruro de azufre | |
| NO 2 | dioxido de nitrogeno | PF 5 | pentafluoruro de fósforo | |
| N 2 O 4 | tetróxido de dinitrógeno | P 4 O 10 | tetrafósforo decaóxido | |
| N 2 O 5 | pentóxido de dinitrógeno | IF 7 | heptafluoruro de yodo |
Hay algunos nombres comunes que encontrarás continuando con tu estudio de la química. Por ejemplo, aunque el NO a menudo se llama óxido nítrico, su nombre propio es monóxido de nitrógeno. De manera similar, el N 2 O se conoce como óxido nitroso, aunque nuestras reglas especificarían el nombre de monóxido de dinitrógeno. (Y el H 2 O generalmente se llama el agua, no dihidrógeno monóxido). Debes comprometerte a recordar los nombres comunes de los compuestos cuando los encuentres.
Ejemplo \(\PageIndex{2}\): NOmbrando compuestos covalentes
Nombre los siguientes compuestos covalentes:
- SF 6
- N 2 O 3
- Cl 2 O 7
- P 4 O 6
Solución
Debido a que estos compuestos consisten únicamente en los no metales, usamos prefijos para designar el número de átomos de cada elemento:
- hexafloruro de azufre
- trióxido de dinitrógeno
- hormóxido de dicloro
- hexóxido de tetrafósforo
ejercicio \(\PageIndex{2}\)
Escriba las fórmulas para los siguientes compuestos:
- pentacloruro de fósforo
- monóxido de dinitrógeno
- heptafluoruro de yodo
- tetracloruro de carbono
- Respuesta a
-
PCl 5
- Respuesta b
-
N 2 O
- Respuesta c
-
IF 7
- Respuesta d
-
CCl 4
Los acidos binarios
Algunos compuestos que contienen el hidrógeno son miembros de una importante clase de sustancias conocidas como los ácidos. La química de estos compuestos se explora con más detalle en los capítulos que siguen de este texto, pero por ahora, será suficiente observar que muchos ácidos liberan iones de hidrógeno, H + , cuando se disuelven en el agua. Para denotar esta propiedad química distinta, una mezcla de agua con un ácido recibe un nombre derivado del nombre del compuesto. Si el compuesto es un ácido binario (compuesto de el hidrógeno y otro elemento no metálico):
- La palabra "hidrógeno" se cambia al prefijo hidro-
- El otro nombre del elemento no metálico se modifica agregando el sufijo -ic
- La palabra "ácido" se agrega como una segunda palabra
Por ejemplo, cuando el gas \(\ce{HCl}\) (cloruro de hidrógeno) se disuelve en el agua, la solución se llama el ácido clorhídrico . Varios otros ejemplos de esta nomenclatura se muestran en Tabla \(\PageIndex{7}\).
| Nombre del Gas | Nombre del Acido |
|---|---|
| HF( g ), fluoruro de hidrógeno | HF( aq ), ácido fluorhídrico |
| HCl( g ), cloruro de hidrógeno | HCl( aq ), ácido clorhídrico |
| HBr( g ), bromuro de hidrógeno | HBr( aq ), ácido bromhídrico |
| HI( g ), yoduro de hidrógeno | HI( aq ), ácido yodhídrico |
| H 2 S( g ), sulfuro de hidrógeno | H 2 S( aq ), ácido hidrosulfúrico |
Los oxiácidos
Muchos compuestos que contienen tres o más elementos (como compuestos orgánicos o compuestos de coordinación) a veces tienen reglas de nomenclatura especializadas. Aprenderá estas reglas más adelante. Sin embargo, discutiremos brevemente los compuestos importantes conocidos como los oxiácidos, estos compuestos contienen el hidrógeno, el oxígeno y al menos otro elemento. Sus enlaces están unidos en un modo que imparte propiedades ácidas al compuesto (aprenderá los detalles de esto en un capítulo que sigue). Los oxiácidos típicos consisten en el hidrógeno combinado con un ion poliatómico que contiene el oxígeno. Para nombrar los oxiacidos:
- Omita el "hidrógeno"
- Comience con el nombre de la raíz del anión
- Reemplace –ate con –ic , o –ite con –ous
- Agregue "ácido"
Por ejemplo, considere el H 2 CO 3 (que podría ser llamado "carbonato de hidrógeno"). Para nombrar esto correctamente, se omite "hidrógeno"; el –ate del carbonato se reemplaza por –ic ; y se agrega ácido por eso su nombre es ácido carbónico. Otros ejemplos se dan en la Tabla \(\PageIndex{8}\). Hay algunas excepciones al método de denominación general (por ejemplo, H 2 SO 4 se llama ácido sulfúrico, no ácido sulfónico, y H 2 SO 3 es ácido sulfúrico).
| Fórmula | Nombre | Nombre del Acido |
|---|---|---|
| HC 2 H 3 O 2 | acetato | ácido acético |
| HNO 3 | nitrato | ácido nítrico |
| HNO 2 | nitrito | ácido nitroso |
| HClO 4 | perclorato | ácido perclórico |
| H 2 CO 3 | carbonato | ácido carbónico |
| H 2 SO 4 | sulfato | ácido sulfúrico |
| H 2 SO 3 | sulfito | ácido sulfúrico |
| H 3 PO 4 | fosfato | ácido fosfórico |
Resumen
Los químicos usan las reglas de nomenclatura para claramente nombrar los compuestos. Los compuestos iónicos y moleculares se nombran utilizando métodos un poco diferentes. Típicamente, los compuestos iónicos binarios consisten en un metal y un no metal. El nombre del metal se escribe primero, seguido por el nombre del no metal con su final cambiado a –ide . Por ejemplo, K 2 O se llama óxido de potasio. Si el metal puede formar iones con cargas diferentes, un número romano entre paréntesis sigue el nombre del metal para especificar su carga. Así, FeCl 2 es elcloruro de hierro (II) y FeCl 3 es el cloruro de hierro (III). Algunos compuestos contienen iones poliatómicos; los nombres de los iones poliatómicos comunes deben ser memorizados. Los compuestos moleculares pueden formar compuestos con diferentes proporciones de sus elementos, por eso los prefijos se usan para especificar el número de átomos de cada elemento en una molécula del compuesto. Los ejemplos incluyen SF 6 , hexafluoruro de azufre y N 2 O 4 , tetróxido de dinitrógeno. Los ácidos son una clase importante de compuestos que contienen hidrógeno y que tienen reglas de nomenclatura especiales. Los ácidos binarios se nombran usando el prefijo hidro-, cambiando el sufijo –ide a –ic , y agregando “ácido”; HCl es ácido clorhídrico. Los oxiácidos se llaman cambiando el final del anión ( -ate a – ic , y - ite a - ous ) y agregando "ácido"; el H 2 CO 3 es ácido carbónico.
Glosario
- ácido binario
- Compuesto que contiene hidrógeno y otro elemento, unido de manera que imparte propiedades ácidas al compuesto (capacidad de liberar iones H + cuando se disuelve en agua).
- compuesto binario
- Compuesto que contiene dos elementos diferentes.
- nomenclatura
- Sistema de reglas para nombrar objetos de interés.
- oxiácido
-
Compuesto que contiene hidrógeno, oxígeno y otro elemento, unido de manera que imparte propiedades ácidas al compuesto (capacidad de liberar iones H + cuando se disuelve en agua).
Contribuyentes
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Paul Flowers (Universidad de Carolina del Norte - Pembroke), Klaus Theopold (Universidad de Delaware) y Richard Langley (Stephen F. Austin Universidad del Estado) con autores contribuyentes. Contenido del libro de texto producido por la Universidad de OpenStax tiene licencia de Atribución de Creative Commons Licencia 4.0 licencia. Descarge gratis en http://cnx.org/contents/85abf193-2bd...a7ac8df6@9.110) ."
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Ana Martinez ( amartinez02@saintmarys.edu ) contribuyó a la traducción de este texto.