2.7: Nomenclatura Química
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- Derivar nombres para tipos comunes de compuestos inorgánicos usando un enfoque sistemático.
- Describir cómo nombrar compuestos covalentes binarios incluyendo ácidos y oxiácidos.
La nomenclatura, colección de reglas para nombrar cosas, es importante en la ciencia y en muchas otras situaciones. Este módulo describe un enfoque que se utiliza para nombrar compuestos iónicos y moleculares simples, como NaCl, CaCo 3 y N 2 O 4. Los más simples de estos son los compuestos binarios, los que contienen solo dos elementos, pero también consideraremos cómo nombrar compuestos iónicos que contienen iones poliatómicos, y una clase específica, muy importante de compuestos conocidos como ácidos (capítulos posteriores de este texto se centrarán en estos compuestos con gran detalle). Limitaremos nuestra atención aquí a los compuestos inorgánicos, compuestos que se componen principalmente de elementos distintos al carbono, y seguiremos las pautas de nomenclatura propuestas por la IUPAC. Las reglas para los compuestos orgánicos, en los que el carbono es el elemento principal, serán tratadas en un capítulo posterior sobre química orgánica.
Compuestos Iónicos
Para nombrar un compuesto inorgánico, debemos considerar las respuestas a varias preguntas. Primero, ¿el compuesto es iónico o molecular? Si el compuesto es iónico, ¿el metal forma iones de un solo tipo (carga fija) o más de un tipo (carga variable)? ¿Los iones son monoatómicos o poliatómicos? Si el compuesto es molecular, ¿contiene hidrógeno? Si es así, ¿también contiene oxígeno? De las respuestas que derivamos, colocamos el compuesto en una categoría apropiada y luego lo nombramos en consecuencia. Comenzaremos con las reglas de nomenclatura para compuestos iónicos.
Compuestos que contienen solo iones monoatómicos
El nombre de un compuesto binario que contiene iones monatómicos consiste en el nombre del catión (el nombre del metal) seguido del nombre del anión (el nombre del elemento no metálico con su terminación reemplazado por el sufijo — ide). Algunos ejemplos se dan en la 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 |
Compuestos que contienen iones poliatómicos
Los compuestos que contienen iones poliatómicos se nombran de manera similar a los que contienen solo iones monoatómicos, excepto que no hay necesidad de cambiar a una terminación — ide, ya que el sufijo ya está presente en el nombre del anión. Los ejemplos se muestran en la Tabla\(\PageIndex{2}\).
CL, cloruro amónico, C a S O subíndice 4 sulfato de calcio, y M g subíndice 3 (P O subíndice 4) subíndice 2 fosfato de magnesio.” data-quail-id="54" data-mt-width="1246">
| 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 |
Todos los días te encuentras y usas una gran cantidad de compuestos iónicos. Algunos de estos compuestos, donde se encuentran, y para qué se utilizan se listan en la Tabla\(\PageIndex{3}\). Observe la etiqueta o lista de ingredientes de los diversos productos que utilice durante los próximos días, y vea si se encuentra con alguno de los de esta tabla, o encuentra otros compuestos iónicos que ahora podría nombrar o escribir como fórmula.
| Compuesto iónico | Nombre | Uso |
|---|---|---|
| NaCl | cloruro de sodio | sal de mesa ordinaria |
| KI | yoduro de potasio | agregado a la sal “yodada” para la salud de la tiroides |
| NaF | fluoruro de sodio | ingrediente en 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 | refresco de lavado; utilizado en agentes de limpieza |
| NaOCl | hipoclorito de sodio | ingrediente activo en lejía doméstica |
| 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 | Lye; utilizado como limpiador de desagües |
| K 3 PO 4 | fosfato de potasio | aditivo alimentario (muchos propósitos) |
| MgSO 4 | sulfato de magnesio | añadido al agua purificada |
| Na 2 HPO 4 | hidrogenofosfato de sodio | agente antiapelmazante; utilizado en productos en polvo |
| Na 2 SO 3 | sulfito de sodio | conservante |
Compuestos que contienen un ión metálico con una carga variable
La mayoría de los metales de transición pueden formar dos o más cationes con diferentes cargas. Los compuestos de estos metales con no metales se nombran con el mismo método que los compuestos de la primera categoría, excepto que la carga del ion metálico se especifica por un número romano entre paréntesis después del nombre del metal. La carga del ion metálico se determina a partir de la fórmula del compuesto y la carga del anión. Por ejemplo, considere compuestos iónicos binarios de hierro y cloro. El hierro presenta típicamente una carga de 2+ o 3+, y las dos fórmulas compuestas 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 número romano entre paréntesis inmediatamente después del nombre del metal. Estos dos compuestos se denominan entonces inequívocamente cloruro de hierro (II) y cloruro de hierro (III), respectivamente. Otros ejemplos se proporcionan 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 desactualizada utilizó los sufijos —ic y —ous — para designar metales con cargas mayores y menores, respectivamente: el cloruro de hierro (III), FeCl 3, anteriormente se llamaba cloruro férrico, y el cloruro de hierro (II), FeCl 2, se conocía como cloruro ferroso. Aunque esta convención de nomenclatura ha sido abandonada en gran medida por la comunidad científica, sigue siendo utilizada por algunos segmentos de la industria. Por ejemplo, es posible que veas las palabras fluoruro estannoso en un tubo de pasta de dientes. Esto representa la fórmula SnF 2, que se denomina más propiamente fluoruro de estaño (II). El otro fluoruro de estaño es SnF 4, que anteriormente se llamaba fluoruro estánnico pero ahora se llama fluoruro de estaño (IV).
Nombrar 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 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 utilizan 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)
Escriba las fórmulas de los siguientes compuestos iónicos:
- fosfuro de cromo (III)
- sulfuro de mercurio (II)
- fosfato de manganeso (II)
- óxido de cobre (I)
- fluoruro de cromo (VI)
- Responder a
-
CrP
- Respuesta b
-
HgS
- Respuesta c
-
Mn 3 (PO 4) 2
- Respuesta d
-
Cu 2 O
- Respuesta e
-
CrF 6
A principios de la década de 1990, la empleada de archivos legales Erin Brockovich (Figura\(\PageIndex{2}\)) descubrió una alta tasa de enfermedades graves en el pequeño pueblo de Hinckley, California. Su investigación finalmente vinculó las enfermedades con agua subterránea contaminada por Cr (VI) utilizada por Pacific Gas & Electric (PG&E) para combatir la corrosión en un gasoducto cercano. Según lo dramatizado en la película Erin Brokovich (por la que Julia Roberts ganó un Oscar), Erin y el abogado Edward Masry demandaron a PG&E por contaminar el agua cerca de Hinckley en 1993. El acuerdo que ganaron en 1996 —333 millones de dólares— fue el monto más grande jamás otorgado por una demanda de acción directa en Estados Unidos en ese momento.
Los compuestos de cromo son ampliamente utilizados en la industria, como para el cromado, en la fabricación de tintes, como conservantes, y para prevenir la corrosión en el agua de la torre de enfriamiento, como ocurrió cerca de Hinckley. En el ambiente, el cromo existe principalmente en las formas Cr (III) o Cr (VI). El Cr (III), un ingrediente de muchos suplementos vitamínicos y nutricionales, forma compuestos que no son muy solubles en agua, y tiene baja toxicidad. El Cr (VI), por otro lado, es mucho más tóxico y forma compuestos que son razonablemente solubles en agua. La exposición a pequeñas cantidades de Cr (VI) puede provocar daños en los sistemas respiratorio, gastrointestinal e inmunológico, así como en los riñones, el hígado, la sangre y la piel.
A pesar de los esfuerzos de limpieza, la contaminación del agua subterránea por Cr (VI) sigue siendo un problema en Hinckley y otras ubicaciones en todo el mundo Un estudio de 2010 del Grupo de Trabajo Ambiental encontró que de 35 ciudades estadounidenses probadas, 31 tenían niveles más altos de Cr (VI) en su agua del grifo que la meta de salud pública de 0.02 partes por mil millones establecida por la Agencia de Protección Ambiental de California.
Compuestos Moleculares (Covalentes)
Las características de unión de los compuestos moleculares inorgánicos son diferentes de los compuestos iónicos, y también se denominan usando un sistema diferente. Las cargas de cationes y aniones dictan sus proporciones en compuestos iónicos, por lo que especificar los nombres de los iones proporciona información suficiente para determinar fórmulas químicas. Sin embargo, debido a que el enlace covalente permite una variación significativa en las relaciones de combinación de los átomos en una molécula, los nombres de los compuestos moleculares deben identificar explícitamente estas relaciones.
Compuestos compuestos por dos elementos
Cuando dos elementos no metálicos forman un compuesto molecular, a menudo son posibles varias relaciones de combinación. Por ejemplo, el carbono y el oxígeno pueden formar los compuestos CO y CO 2. Dado que se trata de sustancias diferentes con diferentes propiedades, ambas no pueden tener el mismo nombre (no pueden llamarse a ambas óxido de carbono). Para hacer frente a esta situación, utilizamos un método de nomenclatura que es algo similar al utilizado para los compuestos iónicos, pero con prefijos añadidos para especificar los números de átomos de cada elemento. El nombre del elemento más metálico (el que está más a la izquierda y/o al fondo de la tabla periódica) es primero, seguido del nombre del elemento más no metálico (el que está más a la derecha y/o superior) con su final cambiado al sufijo — ide. Los números de átomos de cada elemento son designados por los prefijos griegos mostrados en la Tabla\(\PageIndex{5}\).
| Número | Prefijo | Número | Prefijo | |
|---|---|---|---|---|
| 1 (a veces omitido) | 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 - suele eliminarse de esa parte. Así,\(\ce{CO}\) se llama monóxido de carbono, y\(\ce{CO2}\) se llama dióxido de carbono. Cuando dos vocales son adyacentes, generalmente se deja caer la a en el prefijo griego. Algunos otros ejemplos se muestran en la 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 | dióxido de nitrógeno | PF 5 | pentafluoruro de fósforo | |
| N 2 O 4 | tetróxido de dinitrógeno | P 4 O 10 | Tetraphosphorus decaóxido | |
| N 2 O 5 | pentóxido de dinitrógeno | SI 7 | heptafluoruro de yodo |
Hay algunos nombres comunes que encontrarás a medida que continúas con tu estudio de química. Por ejemplo, aunque el NO suele llamarse óxido nítrico, su nombre propio es monóxido de nitrógeno. De igual manera, el N 2 O se conoce como óxido nitroso aunque nuestras reglas especificarían el nombre de monóxido de dinitrógeno. (Y H 2 O generalmente se llama agua, no monóxido de dihidrógeno). Debes comprometerte a la memoria los nombres comunes de los compuestos a medida que los encuentres.
Nombrar 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 no metales, utilizamos prefijos para designar el número de átomos de cada elemento:
- hexafluoruro de azufre
- trióxido de dinitrógeno
- heptoxido de diclorina
- hexóxido de tetraposforo
Escriba las fórmulas para los siguientes compuestos:
- pentacloruro de fósforo
- monóxido de dinitrógeno
- heptafluoruro de yodo
- tetracloruro de carbono
- Responder a
-
PCl 5
- Respuesta b
-
N 2 O
- Respuesta c
-
SI 7
- Respuesta d
-
CCl 4
Ácidos binarios
Algunos compuestos que contienen hidrógeno son miembros de una clase importante de sustancias conocidas como ácidos. La química de estos compuestos se explora con más detalle en capítulos posteriores de este texto, pero por ahora, bastará señalar que muchos ácidos liberan iones hidrógeno, H +, cuando se disuelven en agua. Para denotar esta propiedad química distinta, a una mezcla de agua con un ácido se le da un nombre derivado del nombre del compuesto. Si el compuesto es un ácido binario (compuesto por hidrógeno y otro elemento no metálico):
- La palabra “hidrógeno” se cambia por el prefijo hidro-
- El nombre del otro elemento no metálico se modifica agregando el sufijo - ic
- La palabra “ácido” se agrega como segunda palabra
Por ejemplo, cuando el gas\(\ce{HCl}\) (cloruro de hidrógeno) se disuelve en agua, la solución se llama ácido clorhídrico. Varios otros ejemplos de esta nomenclatura se muestran en la Tabla\(\PageIndex{7}\).
| Nombre de Gas | Nombre del ácido |
|---|---|
| HF (g), fluoruro de hidrógeno | HF (aq), ácido fluorhídrico |
| HCl (g), cloruro de hidrógeno | HCl (ac), 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 |
Oxiácidos
Muchos compuestos que contienen tres o más elementos (como compuestos orgánicos o compuestos de coordinación) están sujetos a reglas de nomenclatura especializadas que aprenderás más adelante. Sin embargo, discutiremos brevemente los compuestos importantes conocidos como oxiácidos, compuestos que contienen hidrógeno, oxígeno y al menos otro elemento, y están unidos de tal manera que imparten propiedades ácidas al compuesto (aprenderás los detalles de esto en un capítulo posterior). Los oxiácidos típicos consisten en hidrógeno combinado con un ion poliatómico que contiene oxígeno. Para nombrar oxiácidos:
- Omitir “hidrógeno”
- Comience con el nombre de la raíz del anión
- Reemplazar — comió con — ic, o — ite con — ous
- Añadir “ácido”
Por ejemplo, considere H 2 CO 3 (que podría tener la tentación de llamar “carbonato de hidrógeno”). Para nombrar esto correctamente, se omite “hidrógeno”; el —ato de carbonato se reemplaza con —ic; y se agrega ácido— por lo que su nombre es ácido carbónico. Otros ejemplos se dan en la Tabla\(\PageIndex{8}\). Hay algunas excepciones al método general de nomenclatura (por ejemplo, H 2 SO 4 se llama ácido sulfúrico, no ácido sulfúrico, y H 2 SO 3 es ácido sulfuroso, no sulfoso).
| Fórmula | Nombre del anión | Nombre ácido |
|---|---|---|
| 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 sulfuroso |
| H 3 PO 4 | fosfato | ácido fosfórico |
Resumen
Los químicos utilizan reglas de nomenclatura para nombrar claramente los compuestos. Los compuestos iónicos y moleculares se nombran usando algunos métodos diferentes. Los compuestos iónicos binarios típicamente consisten en un metal y un no metal. El nombre del metal se escribe primero, seguido del 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 diferentes cargas, un número romano entre paréntesis sigue el nombre del metal para especificar su carga. Así, FeCl 2 es cloruro de hierro (II) y FeCl 3 es 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 lo que se utilizan prefijos para especificar los números de átomos de cada elemento en una molécula del compuesto. Los ejemplos incluyen SF 6, hexafluoruro de azufre y N 2 O 4, tetroxido de dinitrógeno. Los ácidos son una clase importante de compuestos que contienen hidrógeno y tienen reglas especiales de nomenclatura. Los ácidos binarios se nombran usando el prefijo hydro-, cambiando el sufijo — ide a — ic, y agregando “ácido”; HCl es ácido clorhídrico. Los oxiácidos se nombran cambiando la terminación del anión (-ato a — ic, y -ite a -ous) y añadiendo “ácido”; H 2 CO 3 es ácido carbónico.
Glosario
- ácido binario
- compuesto que contiene hidrógeno y otro elemento, unido de una manera que imparte propiedades ácidas al compuesto (capacidad de liberar iones H + cuando se disuelven en agua)
- compuesto binario
- compuesto que contiene dos elementos diferentes.
- oxiácido
- compuesto que contiene hidrógeno, oxígeno y otro elemento, unido de una manera que imparte propiedades ácidas al compuesto (capacidad de liberar iones H + cuando se disuelven en agua)
- nomenclatura
- sistema de reglas para nombrar objetos de interés