2.7: La nomenclatura química

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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, CaCO₃ y N₂O₄. 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 $\PageIndex{2}$.

Tabla $\PageIndex{1}$: Nombres de Algunos Compuestos Ionicos
NaCl, cloruro de sodio	Na₂O, óxido de sodio
KBr, bromuro de potasio	CdS, sulfuro de cadmio
CaI₂, yoduro de calcio	Mg₃N₂, nitruro de magnesio
CsF, fluoruro de cesio	Ca₃P₂, fosfuro de calcio
LiCl, cloruro de litio	Al₄C₃, 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 $\PageIndex{2}$.

Tabla $\PageIndex{2}$: Nombres de Algunos Compuestos Iónicos Poliatómicos
KC₂H₃O₂, acetato de potasio	(NH₄)Cl, cloruro de amonio
NaHCO₃, bicarbonato de sodio	CaSO₄, sulfato de calcio
Al₂(CO₃)₃, carbonato de aluminio	Mg₃(PO₄)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.

Tabla $\PageIndex{3}$:Compuestos Iónicos Cotidianos
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
NaHCO₃	bicarbonato de sodio	bicarbonato de sodio; utilizado en la cocina (y en los antiácidos)
Na₂CO₃	carbonato de sodio	detergente; utilizado en agentes de limpieza
NaOCl	hipoclorito de sodio	ingrediente activo en el blanqueador
CaCO₃	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
K₃PO₄	fosfato de potasio	aditivo alimentario (muchos propósitos)
MgSO₄	sulfato de magnesio	añadido a la agua purificada
Na₂HPO₄	hidrógeno fosfato de sodio	agente antiaglomerante; utilizado en productos en polvo
Na₂SO₃	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 FeCl₂ y FeCl₃. 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 $\PageIndex{4}$.

Tabla $\PageIndex{4}$: Nombres de Algunos Compuestos Iónicos de Metales de Transición
Compuesto Iónico de Metal de Transición	Nombre
FeCl₃	cloruro de hierro (III)
Hg₂O	óxido de mercurio (I)
HgO	óxido de mercurio (II)
Cu₃(PO₄)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), FeCl₃, antes se llamaba el cloruro férrico, y el cloruro de hierro (II), FeCl₂, 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 SnF₂, que se llama más adecuadamente el fluoruro de estaño (II). El otro fluoruro de estaño es SnF₄, 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:

Fe₂S₃
CuSe
GaN
CrCl₃
Ti₂(SO₄)₃

Solución

Los aniones en estos compuestos tienen una carga negativa que es fija (S²⁻, Se²⁻, N³⁻, 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 Fe³⁺, Cu²⁺, Ga³⁺, Cr³⁺, y Ti³⁺ . 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: Mn₃(PO₄)₂
Respuesta d: Cu₂O
Respuesta e: CrF₆

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.

2.7.2.png — Figura $\PageIndex{2}$: (a) Erin Brockovich descubrió que el Cr (VI), usado por PG&E, había contaminado el suministro de agua de Hinckley, California. (b) A veces, el ion Cr (VI) está presente en el agua como el cromato de iones poliatómicos, $\ce{CrO4^2-}$ (a la izquierda), y dicromato, $\ce{Cr2O7^2-}$ (a la derecha).

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 CO₂. 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}\).

Tabla $\PageIndex{5}$: Prefijos de nomenclatura
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 $\PageIndex{6}$.

Tabla $\PageIndex{6}$: Nombres de Algunos Compuestos Moleculares Compuestos de Dos Elementos
Compuesto	Nombre	Compuesto	Nombre
SO₂	dióxido de azufre	BCl₃	tricloruro de boro
SO₃	trióxido de azufre	SF₆	hexafluoruro de azufre
NO₂	dioxido de nitrogeno	PF₅	pentafluoruro de fósforo
N₂O₄	tetróxido de dinitrógeno	P₄O₁₀	tetrafósforo decaóxido
N₂O₅	pentóxido de dinitrógeno	IF₇	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 N₂O se conoce como óxido nitroso, aunque nuestras reglas especificarían el nombre de monóxido de dinitrógeno. (Y el H₂O 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:

SF₆
N₂O₃
Cl₂O₇
P₄O₆

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: PCl₅
Respuesta b: N₂O
Respuesta c: IF₇
Respuesta d: CCl₄

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 $\PageIndex{7}$.

Tabla $\PageIndex{7}$: Nombres de Algunos Ácidos Simples
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
H₂S(g), sulfuro de hidrógeno	H₂S(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 H₂CO₃ (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, H₂SO₄ se llama ácido sulfúrico, no ácido sulfónico, y H₂SO₃ es ácido sulfúrico).

Tabla $\PageIndex{8}$: Nombres de los Oxiácidos Comunes
Fórmula	Nombre	Nombre del Acido
HC₂H₃O₂	acetato	ácido acético
HNO₃	nitrato	ácido nítrico
HNO₂	nitrito	ácido nitroso
HClO₄	perclorato	ácido perclórico
H₂CO₃	carbonato	ácido carbónico
H₂SO₄	sulfato	ácido sulfúrico
H₂SO₃	sulfito	ácido sulfúrico
H₃PO₄	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, K₂O 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, FeCl₂es elcloruro de hierro (II) y FeCl₃ 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 SF₆, hexafluoruro de azufre y N₂O₄, 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 H₂CO₃ 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

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)."
Ana Martinez (amartinez02@saintmarys.edu) contribuyó a la traducción de este texto.

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