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1 TEMA 2 NORMAS BASICAS DE FORMULACION Y NOMENCLATURA 1.1. FORMULACION El componente electropositivo de la fórmula debe preceder al electronegativo. KBr NaNO3 CaO KH bromuro de potasio nitrato de sodio óxido de calcio hidruro de potasio Como las moléculas son neutras (carga total nula), el número de oxidación aportado por la parte electronegativa debe ser igual, en valor absoluto al aportado por la parte electropositiva. 1.2. NOMENCLATURA El nombre del componente electropositivo no se modifica, excepto en la nomenclatura tradicional en la que se añaden las terminaciones “ico” y “oso”.. El nombre del componente electronegativo se modifica del siguiente modo: a) Cuando es monoatómico se utiliza la terminación “uro” (cloruro, sulfuro, yoduro, etc.), excepto para el oxígeno que se emplea la terminación “ido” (óxido). Fluoruro, bromuro, seleniuro b) Cuando es poliatómico se utiliza la terminación “ato”, con muy pocas excepciones. En la nomenclatura tradicional también se emplea la terminación “ito”. Clorato, sulfato, bromato Cuando es necesario evitar la ambigüedad, las proporciones estequiométricas se pueden indicar de la siguiente manera: a) Nomenclatura sistemática Para enumerar los átomos se utilizan prefijos numerales griegos y por encima de diez la IUPAC permite el uso de números: mono, di, tri, tera, penta, hexa, hepta, octa nona o enea, deca, endeca o undeca u 11, dodeca o 12, trideca o 13, etc. Están permitidos también hemi, para la relación 2/1, y sesqui para la relación 2/3. Cu2O monóxido de dicobre o hemiióxido de cobre La a final de los prefijos numéricos no se suprime, aunque vaya seguida de otra vocal Fe2O3 trióxido de dihierro o sesquióxido de hierro 2 Puede omitirse el prefijo mono, e incluso los demás, si ello no supone ambigüedad alguna. Los grupos de átomos se indican mediante prefijos numéricos multiplicativos, sobre todo si el nombre del grupo incluye otros prefijos numerales: bis, tris, tetrakis, pentakis, hexakis, etc. FeCl3 Cl2O5 Pb(OH)4 Al(NO2)3 tricloruro de hierro pentaóxido de dicloro terahidróxido de plomo tris[dioxonitrato(III)] de aluminio b) Nomenclatura de Stock Se coloca la valencia en números romanos, entre paréntesis, a continuación del nombre del elemento. Cuando se necesario se utiliza el número cero. FeCl3 Cl2O5 Pb(OH)4 SnH2 cloruro de hierro(III) óxido de cloro(V) hidróxido de plomo(IV) hidruro de estaño(II) c) Nomenclatura tradicional Es el sistema más antiguo y consiste en designar el estado de mayor valencia por la terminación “ico” y el de menor valencia por la terminación “oso”; cuando existe un solo número de valencia puede emplearse la terminación “ico” o no modificar el nombre. Los compuestos FeCl3, CuO, Pb(OH)2, HgH2 y SnSO4 se nombran en la nomenclatura tradicional: cloruro férrico, óxido cúprico, hidróxido plumboso, hidruro mercúrico, sulfato estannoso. La IUPAC ha desaconsejado su utilización pues es confusa cuando el elemento tiene más de dos valencias, no es aplicable a los compuestos de coordinación y exige recordar todas las valencias. Por tradición se sigue utilizando, pero es conveniente abandonarla. COMPUESTOS BINARIOS DEL HIDRÓGENO Se da el nombre general de hidruros a las combinaciones del hidrógeno con cualquier otro elemento. A efectos exclusivos de formulación, se van a clasificar los hidruros en metálicos y no metálicos, según que el hidrógeno se una a un metal o a un no metal. 2.1. HIDRUROS METALICOS Son compuestos formados por un metal e hidrógeno. El hidrógeno actúa con número de oxidación –1, es la parte electronegativa de la combinación y en la fórmula irá precedido del símbolo del metal. Al nombralos se utiliza la terminación “uro” para la parte electronegativa, “hidruro” y las proporciones estequiométricas se indican empleando la nomenclatura sistemática, la de Stock o la tradiconal. 3 Los metales de transición no forman auténticos hidruros. En realidad estos metales absorben hidrógeno, que ocupan los huecos existentes en la red del metal, quedando ocluido en el interior del cristal metálico. Veamos cómo se pueden formular los siguientes hidruros: SnH2, PbH4, NaH. SnH2 Nomenclatura sistemática: di-hidruro de estaño (el prefijo “di” indica la presencia de dos átomos de hidrógeno). Nomenclatura de Stock: Hidruro de estaño(II) (el número de oxidación del estaño es, en este hidruro +2) Nomenclatura tradicional: Hidruro estannoso (la valencia 2 es la menor del estaño, por eso se utiliza la terminación “oso”). PbH4 Nomenclatura sistemática: tetrahidruro de plomo (el prefijo tetra indica la presencia de cuatro átomos de hidrógeno) Nomenclatura de Stock: Hidruro de plomo (IV) (el número de oxidación del plomo es de +4) Nomenclatura tradicional: Hidruro plúmbico (la valencia 4 es la mayor del plomo, por eso se utiliza la terminación “ico”) NaH Nomenclatura sistemática: Hidruro de sodio (podría emplearse el prefijo mono, monohidruro de sodio, pero no es imprescindible hacerlo, porque el sodio siempre actúa con número de oxidación +1 y la ausencia del prefijo no supone ambigüedad alguna) Nomenclatura de Stock: Hidruro de sodio (no es necesario indicar el número de oxidación por la misma razón anterior) Nomenclatura tradicional: Hidruro de sodio o hidruro sódico. Veamos ahora el proceso contrario. O sea, cómo se deduce la fórmula conocido el nombre. Hidruro de litio Como el litio sólo presenta el número de oxidación +1 y el hidrógeno siempre actúa con múmero de oxidación –1, la fórmula será : LiH Hidruro de estaño (IV) El estaño actúa con número de oxidación +4 y el hidrógeno –1, la fórmula será: SnH4. En la nomenclatura sistemática el nombre sería tetrahidruro de estaño y en la nomenclatura tradicional hidruro estánnico. 4 Hidruro de bario El número de oxidación del bario es +2. La fórmula será BaH2. 2.2.HIDRUROS NO METALICOS Son compuestos formados por hidrógeno y un no metal. En las fórmulas de estos hidruros, y en general de todos los compuestos entre dos no metales, se escribe primero, y se nombra en segundo lugar, el elemento que aparece primero en la relación que se indica a continuación, que no coincide rigurosamente con el orden creciente de electronegatividad: B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F Hidruros hidrácidos Los hidruros del F, Cl, Br, I, S, Se y Te se nombran haciendo terminar en “uro” el nombre de estos no metales: fluoruro, cloruro, sulfuro, etc. Las disoluciones acuosas de estos hidruros tienen carácter ácido por lo que reciben el nombre de hidrácidos. De ahí, que se les pueda nombrar utilizando la palabra ácido, seguida del nombre del no metal terminado en “hídrico”: ácido sulfhídrico, ácido clorhídrico, etc. HF HCl HBr HI H2S H2Se H2Te fluoruro de hidrógeno o ácido fluorhídrico cloruro de hidrógeno o ácido clohídrico bromuro de hidrógeno o ácido bromhídrico yoduro de hidrógeno o ácido yodhídrico sulfuro de dihidrógeno o ácido sulfhírdico seleniuro de dihidrógeno o ácido selenhídrico teluluro de dihidrógeno o ácido telurhídrico Hidruros con no metales de los grupos 13, 14 y 15 Los hidruros de O, N, P, As, Sb, C, Si y B pueden nombrarse empleando la nomenclatura sistemática, pero la IUPAC admite nombres especiales. Se utiliza la terminación “ano” por analogía con los hidrocarburos saturados de Química Orgánica. H2O NH3 PH3 AsH3 SbH3 CH4 SiH4 Si2H6 B2H6 P2H4 As2H4 Nombre especial agua amoniaco fosfina o fosfano arsina o arsano estibina o estibano metano silano disilano diborano difosfina o difosfano diarsina o diarsano Nomenclatura sitemática trihidruro de nitrógeno trihidruro de fósforo trihidruro de arsénico trihidruro de antimonio tetrahidruro de carbono tetrahidruro de silicio hexahidruro de disilicio hexahidruro de diboro tetrahidruro de difósforo tetrahidruro de diarsénico 5 COMPUESTOS BINARIOS DEL OXIGENO 3.1. OXIDOS Los óxidos son compuestos que resultan de la unión del oxígeno con cualquier otro elemento ya sea metálico o no metálico. El oxígeno actúa con número de oxidación –2 y a excepción del flúor, que es el elemento más electronegativo, el elemento unido al oxígeno figura en primer lugar en las fórmulas de los óxidos. Los elementos combinados con el oxígeno utilizan números de oxidación positivos. Los óxidos se clasifican en metálicos y no metálicos según sea metálico o no el elemento unido al oxígeno. Los óxidos metálicos presentan carácter básico, de ahí que se les llame óxidos básicos. Los óxidos no metálicos son llamados óxidos ácidos o anhídridos. 3.1.1. Óxidos metálicos u óxidos básicos Para formular y nombrar estos óxidos hay que tener en cuenta las consideraciones anteriores. Veamos cómo se nombrarían los siguientes óxidos: CuO, CaO, PbO2 y Fe2O3. CuO Nomenclatura de Stock: óxido de cobre(II) Como la fórmula no tiene subíndices y el oxígeno actúa con número de oxidación –2, el cobre tiene número de oxidación +2. Al simplificar resulta la fórmula anterior Cu2O2 CuO Nomenclatura sitemática: monóxido de cobre. Nomenclatura tradicional: óxido cúprico. El número de oxidación +2 es el mayor que puede presentar el cobre por eso se utiliza la terminación “ico”. CaO Como el calcio presenta el número de oxidación +2, el nombre sería el mismo en las tres nomenclaturas: Óxido de calcio. PbO2 Nomenclatura de Stock: Óxido de plomo(IV) El plomo actúa con número de oxidación +4 y al simplificar resulta la fórmula anterior Pb2O4 PbO2. Nomenclatura sistemática: Dióxido de plomo. Nomenclatura tradicional: öxido plúmbico 6 El número de oxidación +4 es el mayor que presenta el plomo. Fe2O3 Nomenclatura de Stock: Óxido de hierro(III) Nomenclatura sistemática: Trióxido de dihierro o sesquióxido de hierro. Nomenclatura tradicional: Óxido férrico. Vamos a tratar ahora el proceso contrario, conocido el nombre, escribir la fórmula del óxido. Óxido de mercurio(II) El número de oxidación del mercurio es aquí 2+ y el del oxígeno 2-, la fórmula será: Hg2O2. Al simplificar, dividiendo por dos, resulta HgO. Sesquióxido de manganeso El prefijo sesqui indica que el Mn y el O están en la relación 2/3, la fórmula será: Mn2O3. 3.1.2. Óxidos ácidos u óxidos no metálicos Se formulan y se nombran como los óxidos vistos en el apartado anterior. La única diferencia se presenta en la nomenclatura que venimos denominando tradicional. En la nomenclatura tradicional los óxidos de los no metales reciben el nombre general de anhídridos y se emplean los siguientes prefijos y terminaciones: a) Si el no metal presenta dos números de oxidación se utilizan las terminaciones “oso” e “ico”. El arsénico presenta dos estados de oxidación distintos 3+ y 5+, forma así dos anhídridos distintos: As2O3 anhídrido arsenioso As2O5 anhídrido arsénico b) Si el metal presenta tres números de oxidación distintos se emplean, para números de oxidación crecientes: Hipo...oso, ...oso,...ico El azufre presenta tres números de oxidación distintos 2+, 4+ y 6+ y forma tres anhídridos: SO(S2O2) SO2(S2O4) SO3(S2O6) anhídrido hiposulfuroso anhídrido sulfuroso anhídrido sulfúrico c) Si el no metal presenta cuatro números de oxidación distintos se emplean para números de oxidación crecientes: Hipo...oso,...oso,...ico, per...ico El cloro forma cuatro anhídridos distintos, pues presenta los números de oxidación 1+, 3+, 5+, 7+: 7 Cl2O Cl2O3 Cl2O5 Cl2O7 anhídrido hipocloroso anhídrido cloroso anhídrido clórico anhídrido perclórico El uso de esta terminología clásica está expresamente prohibida por la IUPAC, pero lo cierto es que numerosos libros de Química siguen utilizándola y que incluso los nombres clásicos de los ácidos están íntimamente relacionados con los anhídridos, por eso la incluimos aquí, aunque recomendamos que no se utilice. Cl2O7 I2O5 Cl2O3 Br2O SO SO2 SO3 N2O3 Sb2O5 N2O CO2 B2O3 N. Sistemática heptaóxido de dicloro pentaóxido de diyodo trióxido de dicloro monóxido de dibromo monóxido de azufre dióxido de azufre trióxido de azufre trióxido de dinitrógeno pentaóxido de diantimonio monóxido de dinitrógeno dióxido de carbono trióxido de diboro N. De Stock ox de cloro(VII) ox de yodo(V) ox de cloro(III) ox de bromo(I) ox de azufre(II) ox de azufre(IV) ox de azufre(VI) ox de nitrógeno(III) ox de antimonio(V) ox de nitrogeno(I) ox de carbono(IV) ox de boro(III) N. Tradicional anh perclórico anh yódico anh cloroso anh hipobromoso anh hiposulfuroso anh sulfuroso anh sulfúrico anh nitroso anh antimónico anh hiponitroso anh carbónico anh bórico Al nombrar los óxidos de nitrógeno, se pone de relieve la simplificación que supone el empleo de las normas IUPAC N2O NO N2O3 N2O4 NO2 N2O5 monóxido de dinitrógeno ox de nitrógeno(I) monóxido de mononitrógeno ox de nitrógeno(II) trióxido de dinitrógeno ox de nitrogeno(III) tetraóxido de dinitrógeno ox de nitrógeno(IV) dióxido de mononitrógeno ox de nitrógeno(IV) pentaóxido de dinitrógeno ox de nitrógeno(V) ox nitroso ox nítrico anh nitroso teraóxido de nitrógeno dióxido de nitrógeno anh nítrico 3.2. PERÓXIDOS Son compuestos formados por unión de un metal con el ión peroxo, O22-. El ión peroxo tiene la siguiente estructura: El oxígeno tiene número de oxidación 1Solamente se conocen peróxidos de los metales de los grupos 1, 2, 11 y 12 del sistema periódico. Se formulan y nombran como los óxidos metálicos sustituyendo el ión O2- de los óxidos metálicos por el ión O22- y la palabra óxido por peróxido. El subíndice 2 del ión peroxo no puede simplificarse. H2O2 peróxido de hidrógeno 8 Na2O2 CaO2 CuO2 peróxido de sodio peróxido de calcio peróxido de cobre(II) N. de Stock peróxido de litio peróxido de mercurio(II) peróxido de calcio peróxido de cinc peróxido de sodio peróxido de cobre(I) peróxido de hidrógeno Li2O2 HgO2 CaO2 ZnO2 Na2O2 Cu2O2 H2O2 N. tradicional peróxido de litio peroxido mercúrico peroxido cálcico peróxido de cinc peróxido de sodio peróxido cuproso agua oxigenada 3.3. HIPEROXIDOS (TAMBIÉN LLAMADOS SUPEROXIDOS) Son compuestos binarios formados por unión de los metales alcalinos y alcalinotérreos más electropositivos (Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr y Ba) con el ión O2- (hiperóxido). El ión O2- tiene un electrón desapareado, por eso los hiperóxidos son especies paramagnéticas El subíndice 2 del ión no se puede simplificar. La nomenclatura de Stock y la tradicional coinciden, pues todos los metales que intervienen tienen números de oxidación invariables. NaO2 KO2 RbO2 CsO2 SrO4 BaO4 CaO4 hiperóxido de sodio hiperóxido de potasio hiperóxido de rubidio hiperóxido de cesio hiperóxido de estroncio hiperóxido de bario hiperóxido de calcio 3.4.OZONIDOS Son compuestos formados por unión del K, Rb, Cs y NH4+ con el ión ozónido O3-. Los ozónidos conocidos son paramagnéticos por tener un electrón desapareado KO3 RbO3 CsO3 NH4O3 ozónido de potasio ozónido de rubidio ozónido de cesio ozónido de amonio 9 4.- OTROS COMPUESTOS BINARIOS Vamos a tratar en este capítulo los compuestos binarios que no contienen hidrógeno ni oxígeno, pues éstos ya han sido tratados en los capítulos anteriores. Hay tres tipos de combinaciones: Compuestos metal-no metal Compuestos no metal-no metal Compuestos metal-metal 4.1. COMPUESTOS METAL-NO METAL O SALES BINARIAS Se nombran y formulan siguiendo las normas básicas de formulación y nomenclatura que se han aplicado en capítulos anteriores. Podemos resumirlas del siguiente modo: El símbolo del metal precede al del no metal, en la fórmula FeF2, CaI2, HgS, KBr,.... Los no metales actúan con número de oxidación negativo Los metales emplean números de oxidación positivos. Se nombran haciendo terminar en “uro” el nombre del no metal y aplicando las normas correspondientes, según que utilicemos la nomenclatura sistemática, la de Stock o la tradicional. Fluoruro, yoduro, sulfuro, bromuro,... Cuando el no metal es un halógeno, a estos compuestos se les denomina también sales haloideas. FeF3 BaCl2 CuI CoS CaSe Li3N NiAs CuCl MnBr2 SnS HgI2 N. de Stock fluoruro de hierro(III) cloruro de bario yoduro de cobre(I) sulfuro de cobalto(II) seleniuro de calcio nitruro de litio arseniuro de níquel(III) cloruro de cobre(I) bromuro de manganeso(II) sulfuro de estaño(II) yoduro de mercurio(II) N. sistemática trifluoruro de hierro dicloruro de bario monoyoduro de cobre monosulfuro de cobalto seleniuro de calcio nitruro de litio monoarseniuro de níquel monocloruro de cobre dibromuro de manganeso monosulfuro de estaño diyoduro de mercurio N. Tradicional fluoruro férrico cloruro bárico yoduro cuproso sulfuro cobaltososo seleniuro cálcico nitruro de litio arseniuro niquélico cloruro cuproso bromuro manganoso sulfuro estannoso yoduro mercúrico 4.2. COMPUESTOS NO METAL-NO METAL Al formular estos compuestos se repite lo que ya vimos en los hidruros no metálicos. Se escribe primero, y se nombra en segundo lugar, el elemento que aparece primero en la siguiente relación: 10 B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F Por ejemplo, se debe decir carburo de silicio y escribir SiC, pero es incorrecto escribir CSi y decir siliciuro de carbono. Es correcto decir bromuro de yodo y escribir IBr, pero es incorrecto decir yoduro de bromo y escribir BrI. Correcto: SiC, CS2, BrF, ICl Incorrecto: CSi, S2C, FBr, ClI La relación anterior no sigue rigurosamente un orden creciente de electronegatividad. En los demás aspectos se siguen las normas que venimos utilizando. PCl5 BrF3 BrCl IF7 SF6 CS2 SI2 AsBr3 As2S3 NCl3 BCl3 BrF N. Sistemática pentacloruro de fósforo trifluoruro de bromo monocloruro de bromo heptafluoruro de yodo hexafluoruro de azufre disulfuro de carbono diyoduro de azufre tribromuro de arsénico trisulfuro de diarsénico tricloruro de nitrógeno tricloruro de boro monofluoruro de bromo N. De Stock cloruro de fósforo(V) fluoruro de bromo(III) cloruro de bromo(I) fluoruro de yodo (VII) fluoruro de azufre(VI) sulfuro de carbono(IV) yoduro de azufre(II) bromuro de arsénico(III) sulfuro de arsénico(III) cloruro de nitrógeno(III) cloruro de boro fluoruro de bromo(I) Se puede emplear también una nomenclatura sustitutiva, procedente de la química orgánica, en compuestos con elementos de los grupos 13, 14 y 15 del sistema periódico PCl3 triclorofosfano (sustituidos 3 hidrógenos del fosfano por 3 cloros) SiCl4 tetraclorosilano (se sustituyen por cloro los 4 hidrógenos del silano) BBr3 tribromoborano (se sustituyen por bromo los tres hidrógenos del borano) 4.3. COMPUESTOS METAL-METAL Los compuestos metal-metal, o compuestos intermetálicos, reciben el nombre general de aleaciones y presentan composiciones que no guardan relación con las reglas de valencia. En la fórmula se escribe en primer lugar el metal situado más a la izquierda en el sistema periodico y si los metales pertenecen al mimso grupo en orden decreciente de pesos atómicos. Los ejemplos que siguen a continuación ponen de manifiesto que los compuestos intermetálicos no siguen las reglas ordinarias de la valencia: CoZn2, Cu5Sn, AgZn, Cu9Al4, Li10Pb3, CuZn 11 5.- HIDROXIDOS Son compuestos ternarios formados por combinación de los metales con el ión hidróxido, OH-, que actúa con número de oxidación 1-. Debido a su carácter básico reciben también el nombre de bases. Se formulan y nombran siguiendo las normas básicas y empleando la palabra genérica hidróxido. Hg(OH)2 K(OH) Cr(OH)3 Sn(OH)4 Ba(OH)2 Cu(OH) Pb(OH)2 Ti(OH)4 Ag(OH) Pt(OH)4 N. Stock hidrox de mercurio(II) hidrox de potasio hidrox de cromo(III) hidrox de estaño(IV) hidrox de bario hidrox de cobre(I) hidrox de plomo(II) hidrox de titanio(IV) hidróxido de plata hidróxido de platino(IV) N. Sistemática dihidróxido de mercurio hidróxido de potasio trihidroxido de cromo tetrahidroxido de estaño hidroxido de bario monohidroxido de cobre dihidroxido de plomo tetrahidrócido de titanio hidróxido de plata tetrahidroxido de platino N. Tradicional hidrox mercúrico hidrox potásico hidrox crómico hidrox estánnico hidrox de bario hidrox cuproso hidrox plumboso hidrox titánico hidrox de plata hidrox platínico 6.- OXOACIDOS Son compuestos que manifiestan carácter ácido y que contienen oxígeno en su molécula. Otros ácidos, los hidrácidos, no contienen oxígeno en su molécula y han sido estudiados en el capítulo 3. Los oxoácidos tienen la siguiente fórmula general: HaXbOc, donde el elemento central X es casi siempre un no metal y a veces un metal de transición en sus estados de oxidación más altos. El hidrógeno es la parte electropositiva de la molécula y debe ir el primero en la fórmula. Algunos de los ácidos que formularemos no se han obtenido en estado puro o son inestables, pero en muchos casos existen compuestos derivados de estos ácidos. Algunos nombres antiguos son aceptados por la IUPAC, pero recomienda el uso de las nomenclaturas sistemáticas. 6.1. NOMENCLATURA TRADICIONAL Vamos a utilizar dos procedimientos para obtener las fórmulas y nombres antiguos, no obstante, se recomienda el uso de las otras nomenclaturas. 6.1.1. Primer procedimiento A efectos exclusivos de formulación la fórmula de los oxoácidos se obtiene sumando agua a la molécula del correrspondiente anhídrido y simplificando cuando sea posible. Se nombran como el anhídrido del que proceden, sustituyendo la palabra anhídrido, por la de ácido. Cl2O + H2O H2Cl2O2 (simplificando) HClO Anh hipocloroso + agua = ac hipocloroso 12 Cl2O3 + H2O H2Cl2O4 (simplificando) HClO2 Anh cloroso + agua = ac cloroso Cl2O5 + H2O H2Cl2O6 (simplificando) HClO3 Br2O5 + H2O H2Br2O6 (simplificando) HBrO3 Anh brómico + agua = ac brómico Cl2O7 + H2O H2Cl2O8 (simplificando) HClO4 Anh perclorico + agua = ac perclórico SO3 + H2O H2SO4 Anh sulfúrico + agua = ac sulfúrico CO2 + H2O H2CO3 Anh carbónico + agua = ac carbónico CrO3 + H2O H2CrO4 Anh crómico + agua = ac crómico Significado de los prefijos hipo, per, meta, orto y di (piro) Como ya vimos en el estudio de los anhídridos, el prefijo “hipo” indica el estado de oxidación inferior y el prefijo “per” el estado de oxidación superior Ac permangánico Mn2O7 + H2O H2Mn2O8 (simplificando) HMnO4 Ac hiponitrosos N2O + H2O H2N2O2 no se simplifica Los prefijos “meta” y “orto” se utilizan para distinguir los ácidos de un mismo anhídrido que difieren por su contenido en agua. Los ácidos meta se obtienen sumando una molécula de agua al correspondiente anhídrido, los ácidos “orto”, sumando tres moléculas de agua al anhídrido. Existen algunas excepciones, por ejemplo, el ácido ortosilícico se obtiene sumando dos moléculas de agua al anhídrido. El prefijo “orto” puede omitirse al nombrar el ácido. Acido metafosfórico P2O5 + H2O H2P2O6 (simplificando) HPO3 Acido ortofosfórico o acido fosfórico P2O5 + 3H2O H6P2O8 (simplificando) H3PO4 Acido ortobórico o ácido bórico B2O3 + 3H2O H6B2O6 (simplificando) H3BO3 El prefijo “di”, en su lugar también se utiliza el prefijo “piro”, se emplea para referirse al ácido formado por la unión de dos moléculas de ácido con eliminación de una molécula de agua. Acido disulfúrico o ácido pirosulfúrico 2H2SO4 H2S2O7 + H2O 13 Acido metavanádico V2O5 + H2O H2V2O6 (simplificando) HVO3 Acido dicrómico 2H2CrO4 H2Cr2O7 + H2O Acido perrénico Re2O7 + H2O H2Re2O8 (simplificando) HReO4 6.1.2. Segundo procedimiento Se emplea la palabra genérica ácido, seguida del nombre del elemento central con los siguientes prefijos y terminaciones: a) Si el elemento central presenta dos números de oxidación se utilizan las terminaciones “oso” e “ico” b) Si el elemento central presenta tres números de oxidación distintos se emplean, para números de oxidación creciente: Hipo..oso, ...oso,...ico c) Si el elemento central presenta cuatro números de oxidación se utilizan: Hipo..oso, ..oso,...ico, per..ico Algunos ácidos sobre todos del P, As, Sb, B, Si, I, V y Te, se diferencian por su contenido en agua, sin que varíe el estado de oxidación del átomo central. En algunos casos se utilizan los prefijos “meta” (menor cantidad de agua) y “orto” (mayor cantidad de agua). Acido ortofosforico acido metafosfórico + agua Los prefijos di o piro, tri , tera, etc., indican el grado de polimerización, es decir, el número de átomos del elemento central existente en la molécula del ácido. Se cumplen las siguientes relaciones: Orto meta + H2O 2 orto di(piro) + H2O H3PO4 HPO3 + H2O 2H3PO4 H4P2O7 + H2O En casi todos los casos, si el número de oxidación del elemento central es impar, el número de átomos de hidrógeno en la fórmula también es impar, y par en caso contrario. Oxoácidos de los halógenos (grupo 17) Todos los oxoácidos de los halógenos tienen solamente un átomo de hidrógeno por molécula, excepto el ácido ortoperyódico. Ácidos del cloro: HClO ac hipocloroso (num de oxidación 1+) 14 HClO2 ác cloroso (num de oxidación 3+) HClO3 ac clórico (num de oxidación 5+) HClO4 ac perclórico (num de oxidación 7+) El número de oxidación se deduce en cada caso teniendo en cuenta que la molécula es neutra, que el número de oxidación del hidrógeno es 1+ y que el número de oxidación del oxígeno es 2-. Acido perclórico El prefijo “per” indica que el estado de oxidación del cloro es 7+ y como hay un solo hidrógeno, con estado de oxidación 1+, son necesarios cuatro oxígenos Acido cloroso La terminación “oso” indica que el número de oxidación del cloro es 3+ y como la molécula tiene un hidrógeno (1+), son necesarios dos oxígenos (4-). El prefijo “orto” en el ácido ortoperyódico indica un mayor contenido en agua HIO4 + 2H2O H5IO6 Otros ácidos de los halógenos son: Num de oxidación 1+ 3+ 5+ 7+ 1+ 3+ 5+ 7+ 7+ fórmula HBrO HBrO2 HBrO3 HBrO4 HIO HIO2 HIO3 HIO4 H5IO6 nombre ac hipobromoso ac bromoso ac brómico ac perbrómico ac hipoyodoso ac yodoso ac yódico ac periódico o ac metaperyódico ac ortoperyódico Oxoácidos del grupo 16 Todos los oxoácidos del grupo 16 tienen dos átomos de hidrógeno por molécula, excepto el ácido ortotelúrico. Los estados de oxidación más estables y frecuentes del azufre, selenio y teluro son 4+, 6+ pero el azufre prenta algunos ácidos con estados de oxidación “extraños” 2+ en el ácido sulfoxílico, 3+ en el ácido ditionoso y 5+ en el +acido ditiónico. Num de oxidación 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 6+ 4+ 6+ fórmula H2SO2 H2S2O4 H2SO3 H2S2O6 H2SO4 H2S2O7 H2SeO3 H2SeO4 nombre ac sulfoxílico ac ditionoso ac disulfuroso ac ditiónico ac sulfúrico ac disulfúrico ac selenioso ac selénico 15 6+ 4+ 6+ 6+ H2Se2O7 H2TeO3 H2TeO4 H6TeO6 ac diselénico ac teluroso ac telúrico ac ortotelúrico Acido sulfuroso H2SO3 La terminación “oso” indica que el estado de oxidación del azufre es 4+ y como la molécula tiene dos átomos de hidrógeno (2+) son necesarios tres átomos de oxígeno (6-). Acido disulfúrico H2S2O7 2H2SO4 H2O + H2S2O7 Acido ortotelúrico H6TeO6 El prefijo “orto” indica un mayor contenido en agua H2TeO4 + 2H2O H6TeO6 Oxoácidos del grupo 15 Los ácidos “orto” del fósforo, arsénico y antimonio tienen tres átomos de hidrógeno por molécula Los estados de oxidación más frecuentes son 3+ y 5+, pero el nitrógeno forma dos ácidos con estados de oxidación 1+ y 2+, y el fósforo con 1+ y 4+. Num de oxidación 1+ 2+ 3+ 5+ 3+ 5+ 3+ 5+ 1+ 3+ 3+ 3+ 4+ 5+ 5+ 5+ 5+ formula H2N2O2 H2NO2 HNO2 HNO3 H3AsO3 H3AsO4 H3SbO3 H3SbO4 H3PO2 HPO2 H3PO3 H4P2O5 H4P2O6 HPO3 H3PO4 H4P2O7 H5P3O10 nombre ac hiponitroso ac nitroxilico ac nitroso ac nítrico ac arsenioso o ac ortoarsenioso ac arsénico o ác ortoarsénico ac antimonioso o ac ortoantimonioso ac antimónico o ac ortoantimónico (HPH2O2) ac hipofosforos o ac fosfínico ac metafosforoso (H2PHO3) ac ortofosforoso o ac fosfónico (H2P2H2O5) ac difosforoso o ac disfosfónico ac hipofosfórico ac metafosfórico ac fosfórico o ac ortofosfórico ac difosfórico ac trifosfórico Acido arsenioso H3AsO3 La terminación “oso” indica que el estado de oxidación del arsénico es 3+, y como la molécula tiene tres átomos de hidrógeno (3+) son necesarios tres átomos de oxígeno (6-). 16 Acido difosforoso H4P2O5 2H3PO3 H2O + H4P2O5 Acido metafosfórico HPO3 H3PO4 H2O + HPO3 Acido trifosfórico H5P3O10 3H3PO4 H2O + H5P3O10 Oxoacidos del grupo 14 En todos los oxoácidos el carbono y el silicio actúan con número de oxidación 4+ H2CO3 (H2SiO3)n H4SiO4 ac carbónico ac metasílico ac ortosilícico Oxoácidos del grupo 13 El estado de oxidación del boro es 3+ (HBO2)n H3BO3 ac metabórico ac bórico o ac ortobórico Oxoácidos de los metales de transición El elemento central de oxoácido es un metal de transición, de los grupos 5, 6 y 7 del sistema periódico, que presentan sus números de oxidación mas altos Las fórmulas son análogas a las de los elementos de los grupos 15, 16 y 17 Num de oxidación 5+ 5+ 6+ 6+ 6+ 6+ 6+ 7+ 6+ 7+ 6+ 7+ formula H3VO4 HVO3 H2WO4 H2MoO4 H2CrO4 H2Cr2O7 H2ReO4 HReO4 H2TcO4 HTcO4 H2MnO4 HMnO4 nombre ac ortovanádico ac metavanádico ac wolfrámico ac molíbdico ac crómico ac dicrómico ac rénico ac perrrénico ac tecnécico ac pertecnécico ac mangánico ac permangánico 17 Oxoacidos que contienen carbono y nitrógeno HOCN HNCO HONC ac ciánico ac isociánico ac fulmínico Tioácidos Son oxoácidos en los que se ha sutituido uno o mas oxígenos (O2-) por azufre (S2-). Se nombran como el oxoácido del que proceden introduciendo el prefijo “tio”. Si la sustituación puede afectar a más de un oxígeno el número de átomos de azufre introducidos se indica mediante prefijos numerales griegos. H2SO4 +S2-, -O2- H2S2O3 Ac sulfúrico ac tiosulfúrico H3PO4 Ac fosfórico +S2-, -O2- H3PO3S ac monotiofosfórico +2S2-, -2O2+3S2-, -3O2- H3PO2S2 H3POS3 ac ditiofosfórico ac tritiofosfórico El oxígeno puede tambien sustituirse, por Se y Te, en este caso se utilizan los prefijos “seleno” y “teluro” H2SO4 +2Se2-, -2O2- H2SO2Se2 Ac sulfúrico ac diselenosulfúrico H2SO4 +Te2-, -O2- H2SO3Te Ac sulfúrico ac monotelurosulfúrico Peroxoácidos Son oxoácidos en los que se ha sustituido un oxígeno (O2-) por un grupo peroxo (O22-) Se nombran anteponiendo al nombre del ácido el prefijo peroxo H2SO4 + O22-, - O2- H2SO3(O2) = H2SO5 Ac sulfúrico ac peroxosulfurico HNO3 HNO2(O2) = HNO4 Ac nítrico ac peroxonítrico H2S2O7 H2S2O6(O2) = H2S2O8 Ac disulfúrico ac peroxodisulfurico 18 Derivados funcionales de los ácidos Resultan de la sustitución de grupos OH de los ácidos por otros átomos o grupos de átomos (F, Cl, Br, NH2, etc.,) H2SO4 +Cl-,-OH- HSO3Cl Ac sulfúrico ac clorosulfurico H2SO4 +NH2-,-OH- HSO3NH2 Ac sulfúrico ac amidosulfúrico 6.2. NOMENCLATURA SISTEMATICA La nomenclatura sistemática de los oxoácidos es consecuencia de la nomenclatura de los compuestos de coordinación. Sin embargo, podemos utilizarla aquí aplicando la siguiente norma: El nombre del ácido se obtiene indicando el número de átomos de oxígeno (oxo) con prefijos numerales griegos; a continuación, el nombre del átomo central (X) terminado en “ato” y el número de oxidación del átomo central mediante la notación de Stock; el nombre finaliza con la expresión de hidrógeno. HClO4 tetraoxoclorato (VII) de hidrógeno Analicemos el nombre: Tetraoxo, porque la molécula contiene cuatro átomos de oxígeno. Clorato, porque el nombre del cloro debe terminar en “ato”. (VII), porque el número de oxidación del cloro es 7+ HBrO3 trioxobromato(V) de hidrógeno Análisis del nombre: Trioxo, porque la molécula contiene tres átomos de oxígeno. Bromato, porque el nombre del bromo debe terminar en “ato”. (V), porque el número de oxidación del bromo es 5+. H2CrO4 tetraoxocromato(VI) de hidrógeno Análisis del nombre: Tetraoxo, porque la molécula contiene cuatro oxígenos. Cromato, porque el nombre del cromo debe terminar en “ato”. (VI), porque el número de oxidación del cromo es 6+. H2SO4 H3VO4 H3BO3 H2CO3 H3V3O9 tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno tetraoxovanadato(V) de hidrógeno trioxoborato(III) de hidrógeno trioxocarbonato(IV) de hidrógeno nonaoxotrivanadato(V) de hidrógeno 19 Cuando se trata de escribir la fórmula, conocido el nombre, el proceso es idéntico. Los prefijos hipo, per, meta, orto y di que eran imprescindibles en la nomenclatura clásica, ahora no son necesarios. HPO3 H3AsO4 H2Cr2O7 H3BO3 trioxofosfato(V) de hidrógeno (en la nomenclatura clásica, ac metafosfórico tetraoxoarseniato(V) de hidrógeno (ac ortoarsénico) heptaoxodicromato(VI) de hidrógeno (ac dicrómico) trioxoborato(III) de hidrógeno (ac ortobórico) Tioácidos Se nombran con los mismos criterios que venimos aplicando, indicando el número de átomos de azufre(tio) con prefijos numerales griegos. H3PO2S2 dioxoditiofosfato(V) de hidrógeno (nomenclatura clásica, ac ditiofosfórico) H3PO3S trioxotiofosfato(V) de hidrógeno (ac monotiofosfórico) H2S2O3 ó H2SO3S trioxotiosulfato(VI) de hidrógeno (ac tiosulfúrico) H3AsS4 tatratioarseniato(V) de hidrógeno (ac tetratioarsénico) Peroxoacidos Se nombran siguiendo las mismas normas, pero indicando el número de grupos peroxo existentes H2SO5 ó H2SO3(O2) H3PO5 ó H3PO3 (O2) HNO4 ó HNO2 (O2) H4P2O8 ó H4P2O6(O2) trioxoperoxosulfato(VI) de hidrógeno (n clasica, ac perooxosulfúrico) trioxoperoxofosfato(V) de hidrógeno (ac peroxofosfórico) dioxoperoxonitrato(V) de hidrógeno (ac peroxonítrico) hexaoxoperoxodifosfato(V) de hidrógeno (ac peroxodifosfórico) 7.3.NOMENCLATURA SISTEMATICA FUNCIONAL Es semejante a la nomenclatura sistemática, tratada en el apartado anterior, con las siguientes diferencias: 1. Se suprime la terminación de hidrógeno y se incluye el nombre genérico ácido 2. Se sustituye la terminación “ato” por “ico” en el nombre del átomo central HClO4 ac tetraoxoclórico(VII) HBrO3 ac trioxobrómico(V) H3VO4 ac tetraoxovanádico H2CO3 ac trioxocarbónico H2Cr2O7 ac heptaoxodicrómico(VI) HNO4 ó HNO2 (O2) ac dioxoperoxonítrico(V) H3V3O9 ac nonaoxotrivanádico(V) HBrO HClO2 HClO3 HClO4 H2SO3 N sistematica oxobromato(I) de hidrógeno dioxoclorato(III) de hidrógeno trioxoclorato(V) de hidrógeno tetraoxoclorato(VII) de hidrógeno trioxosulfato(IV) de hidrógeno N.S funcional ac oxobrómico(I) ac dioxoclórico ac trioxoclórico ac tetraoxoclórico ac trioxosulfúrico(IV) N tradicional ac hipobromoso ac cloroso ac clórico ac perclórico ac sulfuroso 20 H2SeO4 HNO2 H5P3O10 H4SiO4 HMnO4 H2ReO4 H3AsS3 H3PO5 H2S2O2 H6TeO6 H2WO4 H6V10O28 H6Mo7O24 tetraoxoseleniato(VI) de hidrógeno ac tetraoxoselénico(VI) dioxonitrato(III) de hidrógeno ac dioxonítrico decaoxotrifosfato(V) de hidrógeno ac decaoxotrifosforico(V) tetraoxosilicato de hidrógeno ac tetraoxsilício tetraoxomanganato(VII) de h ac tetraoxomangánico tetraoxorreniato(VI) de h ac tetraoxrrenico(VI) tritioarseniato(III) de h ac titrioarsénico(III) trioxoperoxofosfato(V) de h ac trioxoperoxofosfórico(V) dioxotiosulfato(IV) de h ac dioxotiosulfúrico(IV) hexaoxotelurato(V) de h ac hexaoxotelúrico(VI) tetraoxowolframato(VI) de h ac tetraoxowolfrámico(VI) 28-oxodecavanadato(V) de h ac 28-oxodecavanádico 24-oxoheptamolibdato(VI) de h ac 24-oxoheptamolibdico(VI) ac selénico ac nitroso ac trifosfórico ac ortosilícico ac permangánico ac rénico ac titrioarsenioso ac peroxofosfórico ac tiosulfuroso ac ortotelúrico ac wolfrámico ac decavanádico ac heptamolibdico 7.- SALES Son compuestos que están formados por la unión de un catión y un anión. Este último procede generalmente de un ácido que ha perdido, total o parcialmente, sus hidrógenos. Vamos a tratar en este capítulo, los siguientes tipos de sales: Sales neutras Sales ácidas Sales dobles, triples, etc Oxisales e hidroxisales 7.1 SALES NEUTRAS El anión de estas sales procede de un ácido que ha perdido todos sus hidrógenos. Algunas sales neutras ya las hemos tratado en el capítulo 5 bajo el nombre de compuestos binarios metal- no metal o sales binarias. Los aniones de estas sales proceden de los hidrácidos, estudiados en el capítulo 3. NaCl, FeI2, CuS, CaF2 Recordemos algunos ejemplos: Catión Fe3+ Cu2+ Ni3+ Ag+ Anión FIS2Br- Fórmula FeF3 CuI2 Ni2S3 AgBr Nombre fluoruro de hierro(III), o trifluoruro de hierro o fluoruro férrico Yoduro de cobre(II), o diyoduro de cobre o yoduro cúprico Sulfuro de niquel(II), o trisulfuro de diniquel o sulfuro niquélico bromuro de plata Si el anión procede de un oxoácido que ha perdido todos sus hidrógenos, las sales correspondientes se llaman oxosales neutras. Se nombran utilizando los nombres de los iones que intervienen, vistos en el capítulo anterior. En la fórmula figura primero el catión y después el anión y como la molécula es neutra, el número de cargas negativas introducidas por los aniones debe coincidir con el número de cargas positivas introducidas por los cationes; para conseguirlo, emplearemos el siguiente procedimiento: pondremos al anión un subíndice que coincida con la carga del catión y viceversa, simplificaremos los subíndices introducidos cuando sea posible. NaNO3, CaSO4, Zn(ClO3)2 Nombre Cromato de cobre(II) Cation Cu2+ Anion CrO42- Formula Cu2(CrO4)2 (simpli) CuCrO4 21 Clorato de hierro(III) Fe3+ Sulfato de potasio K+ Dioxonitrato(III) de mercurio(I) Hg+ Heptaoxodifosfato(V) de aluminio Al3+ Trixoxcarbonato(IV) de plomo(IV) Pb4+ Trioxoarseniato(III) de amonio NH4+ Formula Ca(NO3)2 Cu3BO3 ZnS2O3 K2Cr2O7 Sn(ClO)2 Na2SiO3 (NH4)2SO3 Cation Ca2+ Cu+ Zn2+ K+ Sn2+ Na+ NH4+ Anion NO3BO33S2O32Cr2O72ClOSiO32SO32- ClO3SO42NO2P2O74CO32AsO33- Fe(ClO3)3 K2SO4 HgNO2 Al4(P2O7)3 Pb2(CO3)4 (simpli) Pb(CO3)2 (NH4)3AsO3 Nombre nitrato de calcio o trioxonitrato(V) de calcio borato de cobre(I) o trioxoborato(III) de cobre(I) tiosulfato de cinc o trioxosulfato(VI) de cinc dicromato de potasio o heptaoxodicromato(VI) de potasio hipoclorito de estaño(II) o monooxoclorato(I) de estaño(II) metasilicato de sodio o trioxosilicato(IV) de sodio sulfito de amonio o trioxosulfato(IV) de amonio Cuando un grupo de átomos va afectado de un subíndice, hecho que ocurre con mucha frecuencia en las sales, se pueden utilizar los prefijos griegos multiplicativos bis, tris, tetrakis, etc., sobre todo si el nombre del grupo incluye otros prefijos numerales. Ca(NO3)2 Sn(ClO)2 Ga4(P2O7)3 Ba3(AsO4)2 bis[trioxonitrato(V)] de calcio bis[monoxoclorato(I)] de estaño tris[heptoxodifosfato(V)] de galio bis[tetraoxoarseniato(V)] de bario 7.2. SALES ACIDAS En este tipo de sales el anión conserva algún hidrógeno del ácido de procedencia; por tanto, sólo forman sales ácidas los ácidos que contienen dos o mas hidrógenos. Se formulan y se nombran siguiendo los mismos criterios aplicados en el apartado anterior correspondientes a las sales neutras. Fórmula Cation Anion Nombres KHSO4 K+ HSO4- hidrógenosulfato de potasio, o hidrogenotetraoxosulfato(VI) de potasio + NaHCO3 Na HCO3- hidróegenocarbonato de sodio, o hidrogenotrioxocarbonato (IV) de sodio 2+ CaHPO Ca HPO42- monohidrogenofosfato de calcio, o monohidrógenotetraoxofosfato(V) de calcio + NaH2PO4 Na H2PO4- dihidrogenofosfato de sodio, o dihidrogenotetraoxofosfato(V) de sodio + AgHS Ag HShidrógeno sulfuro de plata 2+ Cu(HSO4)2 Cu HSO4- hidrogenosulfato de cobre(II), o hidrogenotetraoxosulfato(VI) de cobre(II), o bis[hidrogenotetraoxosulfato(VI)] de cobre Ba(H2PO4)2 Ba2+ H2PO4- dihidrógenofosfato de bario, o dihidrogenotetraoxofosfato(V) de bario, o bis[dihidrógenotetraoxofosfato(V)] de bario Las sales ácidas pueden nombrarse también intercalando la palabra ácido después del nombre clásico del anión, precedida de los prefijos numerales indicativos del número de hidrógenos presentes. NaHSO4 RbHCO3 KH2PO4 CaHPO4 sulfato ácido de sodio carbonato ácido de rubidio fosfato diácido de potasio fosfato ácido de calcio Tradicionalmente, las sales ácidas se han nombrado empleando el prefijo “bi” NaHCO3 bicarbonato de sodio 22 KHSO4 Ca(HSO3)2 bisulfato de potasio bisulfito de calcio Estas nomenclaturas no deben utilizarse. 7.3. SALES DOBLES, TRIPLES,... Son sales en las que hay varios aniones y/o varios cationes. Se formulan y se nombran como las sales simples, pero ordenando alfabéticamente los cationes y los aniones, tanto en la fórmula como en el nombre. En la fórmula debe tenerse en cuenta las letras del símbolo, por lo que el orden puede resultar distinto en la fórmula y en el nombre. FeKNaS2 KMgCl3 BaCs(NO3)3 BiBrClI AlF(SO4) K6BrF(SO4)2 Hg5Cl(PO4) Li(NH4)HAsO4 sulfuro (triple) de hierro(II)-potasio-sodio cloruro (doble) de magnesio-potasio nitrato (doble) de bario-cesio o trioxonitrato(V) de bario-cesio o tris[trioxonitrato(V)] de bario-cesio bromuro-cloruro-yoduro de bismuto fluoruro-sulfato de aluminio bromuro-fluoruro-bis(sulfato) de potasio cloruro-tris(fosfato) de mercurio(II) hidrogenoarseniato(doble) de amonio-litio 7.4. OXISALES E HIDROXISALES De acuerdo con la IUPAC se les llama también sales óxidos y sales hidróxidos. Son sales dobles que contienen los aniones O2- y OHSe nombran y formulan siguiendo las mismas normas empleadas en las sales dobles, pues realmente son un caso particular de aquéllas. En español pueden utilizarse también los prefijos oxi e hidroxi. MgCl(OH) BiClO Pb(CO3)O Cu2(OH)PO4 Co4(OH)6SO4 Hg2F2O2 UI2O2 Ce(NO3)2(OH)2 FeI(OH) cloruro-hidróxido de magnesio o hidroxicloruro de magnesio cloruro-oxido de bismuto, u oxicloruro de bismuto carbonato-óxido de plomo(IV), u oxicarbonato de plomo(IV) hidroxi-fosfato de cobre(II), o hidroxifosfato de cobre(II) hexahidróxido-sulfato de cobalto(II), o hexahidroxisulfato de cobalto(II) difluoruro-dióxido de mercurio(II) o dioxidifluoruro dde mercurio(II) dióxido-diyoduro de uranio(VI) o dioxiyoduro de uranio(VI) didróxido-bis (nitrato) de cerio(IV) o dihidroxi-bis(nitrato) de cerio(IV) hidroxido-yoduro de hierro(II) o hidroxiyoduro de hierro(II) 8.-OXIDOS E HIDROXIDOS DOBLES Son óxidos e hidróxidos que contienen mas de un tipo de catión en su estructura. Para nombrar estos compuestos y escribir sus fórmulas se siguen las mismas normas empleadas en las sales dobles; es decir, se ordenan alfabéticamente los cationes, tanto en el nombre como en la fórmula. Los subíndices se indican mediante prefijos numerales griegos. MgTiO3 KnbO3 Fe2Na2O4 trioxido(doble)de magnesio-titanio(IV) trioxido(doble) de niobio(V)potasio tetraóxido (doble) de dihierro(III)-disodio 23 CuTiO3 K2Pb(OH)6 AlBa2(OH)7 trióxido (doble) de cobre(II)-titanio(IV) hexahidroxido (doble) de plomo(IV) dipotasio heptahidroxido (doble) de aluminio-dibario Existen algunos oxidos en los que el metal parece actuar con un número de oxidación extraño, Fe3O4, Sn3O4, etc., estos óxidos son en realidad, óxidos dobles. Fe3O4 Sn3O4 Pb3O4 (FeO.Fe2O3) tetraoxido (doble) de hierro(II) dihierro(III) (2SnO.SnO2) tetraóxido (doble) de diestaño(II)-estaño(IV) (2PbO.PbO2) tetroaxido (doble) de diplomo(II)-plomo(IV) Tradicionalmente muchos óxidos e hidroxidos dobles se han nombrado como sales (aluminatos, plumbatos, estannatos, etc.,); sin embargo, es preferible considerarlos como óxidos dobles e hidróxidos dobles, y nombrarlos como sales solamente cuando exista la seguridad de que existen los correrspondientes oxoaniones o hidroxoaniones en la estructura real del compuesto. Ca3[Al(OH)6]2 K2[Pb(OH)6] hexahidroxaluminato de calcio o bis [hexahidroxoaluminato] de calcio hexahidroxoplumbato(IV) de potasio 9.- COMPUESTOS DE COORDINACIÓN Los compuestos de coordinación o complejos son compustos formados por un átomo o ión central, generalmente un metal de transición, unido mediante enlaces covalentes coordinados a moléculas o iones llamados ligandos. Cada ligando tiene como mínimo un par de electrones sin compartir, que le permiten formar un enlace covalente coordinado con el ión o átomo central; éste debe tener orbitales vacíos y de energía adecuada para aceptar la compartición de esos electrones. Esta circunstancia se da fundamentalmente entre los metales de transición, y por eso la mayoría de los complejos presentan como ión, o átomo central, un metal de transición. El número de enlaces formados por el átomo central es superior al que podría esperarse, considerando sus números de oxidación usuales. La IUPAC ha generalizado el principio de coordinación, al suprimir la restricción de que el número de oxidación haya de ser superado, lo que supone que la mayor parte de la nomenclatura química queda sujeta a las reglas usuales para compuestos de coordinación. [H3N-Ag-NH3]+ Complejo catiónico. El átomo de Ag es el átomo central. Las moléculas de NH3 son ligandos monodentados. Algunos ligandos poseen más de un átomo con pares de electrones sin compartir y pueden unirse al átomo central formando dos o más enlaces coordinados, se denominan ligandos multidentados. Siguiendo este criterio, los ligandos se denominan monodentados, bidentados, tridentados, etc., según posean uno, dos o tres átomos coordinadores. Los ligandos unidos al átomo central a través de dos o más átomos se deniminan quelatos, y ligandos puente o enlazantes si se unen a más de un átomo central. Los complejos que contienen más de un átomo central se denominan complejos polinucleares. 24 Los complejos pueden ser catiónicos, neutros o aniónicos, según que el conjunto formado por el átomo central y los ligandos posea carga positiva, neutra o negativa. Para formular y nombrar los compuestos de coordinación se han de tener en cuenta las siguientes reglas. Nomenclatura 1. Los nombres de los ligandos se citan, sin separación, delante del ión o átomo central 2. Si el complejo es neutro o catiónico, el nombre del átomo central no se modifica. Si el complejo es un anión, el nombre del átomo central termina en “ato”. 3. El número de oxidación del átomo central se indica en último lugar mediante la notación de Stock. 4. Los ligandos se citan por orden alfabético, sin tener en cuenta en esta ordenación los prefijos numerales. 5. El número de ligandos de cada tipo se indica con prefijos numerales griegos (mono, di, tri, tetra, etc.,) delante del nombre del ligando. Cuando es necesario indicar el número de grupos compuestos de átomos, o cuando el ligando contiene ya los prefijos anteriores se emplean los prefijos bis, tris, tetrakis, pentakis, etc., y se encierra entre paréntesis el nombre del grupo. 6. Los nombres de los ligandos aniónicos terminan en “o” y son los mismos que tienen como grupos aislados: H- hidruro, S2O32- tiosulfato, SCN- tiocinato, etc. Existen algunas excepciones: FClBrIO2OH- fluoro cloro bromo yodo oxo hidroxo O22S2HSCNNH2- peroxo tio mercapto ciano amido 7. Los radicales derivados de los hidrocarburos se consideran negativos al calcular el número de oxidación, pero se nombran sin la terminación “o”. A veces se representan los ligandos mediante abreviaturas: Cy Et Me ciclohexil etil metil Ph fenil En etilendiamina 8. Los nombres de los ligandos neutros o catiónicos permanecen inalterados, excepto H2O (aqua) y NH3 (amina). Los ligandos NO, NS, CO y CS (nitrosilo o nitrosil, tionitrosilo o tionitrosil, carbonilo o carbonil y tiocarbonilo o tiocarbonil) se consideran neutros al calcular el número de oxidación. 25 9. Cuando los ligandos pueden unirse al átomo central por átomos diferentes, se añade al nombre del ligando el símbolo del elemento a través del cual se realiza el enlace. Por ejemplo, el grupo tioxalato puede unirse a través del S o del O; en primer caso, se emplearía la notación tioxalato-S; en el segundo, tioxalato-O. 10. Los grupos puente se indican con la letra griega µ, colocada delante del nombre del grupo y éste se separa del resto del complejo por un guión. El número de grupos puente de la misma naturaleza se indica con prefijos numerales: di- µ, tri- µ, etc. Cuando el grupo puente se une a más de dos átomos centrales, el número de átomos centrales enlazados se indica como subíndice de la letra µ. 11. Si el complejo es un catión se antepone al nombre correcto del ión la palabra ion o cation, pero no es imprescindible hacerlo cuando el complejo es un anión. Ejemplos Na[Al(CN)2H2] La parte compleja es el anión y deberá terminar en “ato” el nombre del átomo central (aluminato) El átomo central es el aluminio con número de oxidación 3+, ya que está unido a dos ligandos hidruro (H-) y dos ligandos ciano (CN-), y el anión complejo tiene carga 1-. Como los ligandos deben citarse en orden alfabético, resulta. Dicianodihidruroaluminato(III) de sodio K2[Cr(CN)2O2(O2)(NH3)] El anión complejo, de carga total 2-, está formado por el átomo central Cr y los ligandos siguientes: dos ligandos ciano (CN-), dos ligandos oxo (O2-), un ligando peroxo (O22-) y un ligando amina (NH3). La suma de los números de oxidación de los ligandos es 2(1-) + 2(2-) + 1(2-) + 1(0)= 8por tanto el número de oxidación del Cr es 6+. Puesto que los ligandos deben citarse en orden alfabético, el nombre es Ammimadiacianodioxoperoxocromato(VI) de potasio Observese que, de acuerdo con la norma 12, los ligandos negativos aparecen en la fórmula precediendo al ligando neutro y en orden alfabético. 26 [Co(N3)(H2O)5]SO4 La carga del catión complejo es 2+, puesto que está unido a un ión sulfato (SO4)2-. Como el único ligando iónico es el ión azida (N3-), el número de oxidación del cobalto es 3+. El nombre es Sulfato de pentaaquaazidocobalto(III) [Cr(NH3)6][Co(C2O4)3] Tanto el anion como el catión son complejos El anión consta de tres ligandos oxalato (C2O42-) y el átomo central Co, con número de oxidación 3+. El catión consta de seis ligandos ammina (NH3) y el átomo central Cr, con número de oxidación 3+. El nombre es Trioxalatocobaltato(III) de hexaammincromo(III) Otros ejemplos [Cr(H2O)6]3+ [Fe(CN)6]4(NH4)3[VF6] [Co(NH3)6](ClO4)2 [CuCl2(CH3-NH2)2] Na2[Fe(CN)5NO] [PtBrF(NH3)4](NO3)2 [Co(NH3)6]Al(C2O4)3] K2[Co(SCN)5CO] [NiN3(NH3)4(H2O)]SO4 cation hexaaquocromo(III) ión hexacianoferrato(II) hexafluorovanadato(III) de amonio perclorato de hexammincobalto(II) dicloro-bis(metalamina)cobre(II) pentacianonitrosilferrato(III) de sodio nitrato de tetraamminabromofluoroplatinato(IV) tris(oxalato)aluminato(III) de hexamminacobalto(II) carbonilpentakis(tiocianato)cobaltato(III) de potasio sulfato de tatramminaaquaazidodiniquel(III) Formulación 12. La fórmula del ión o molécula complejos se encierra entre corchetes. Se escribe primero el símbolo del ión o átomo central y a continuación los ligandos en el siguiente orden. 1º. Ligandos aniónicos 2º. Ligandos neutros Dentro de cada grupo lo ligandos se sitúan en orden alfabético, basado en los símbolos de los átomos directamente enlazados al ión o átomo central. Hexacianoferrato(III) de potasio Es un compuestos en el que la parte compleja es el anión, que deberá figurar entre corchetes. El ión central es Fe3+ unidos a seis ligandos cinao(CN-). La carga del anión complejo es, por tanto, 3- y serán necesarios tres cationes potasio (K+) para conseguir la electroneutralidad K3[Fe(CN)6] 27 Bromuro de hexaaquaaluminio(III) El complejo en este caso es el catión, que debe figurar entre corchetes. El ión central es Al3+ y las seis moléculas de agua son los ligandos neutros. La carga del complejo catiónico es 3+. La fórmula es: [Al(H2O)6]Br3 Nitrato de pentaamminafluorocobalto(III) La parte compleja del compuesto es el catión, formada por un ligando fluoro (F-), cinco ligandos ammina (NH3) y el ión central Co3+. La carga del ión complejo es 2+ y como el ión nitrato es NO3-, la fórmula es [CoF(NH3)5](NO3)2 Tetracianoniccolato(0) de potasio El anion complejo está formado por un átomo central Ni, con número de oxidación cero, y cuatro ligandos (CN-). La carga del anión es 4-. La fórmula es K4[Ni(CN)4] Tetracloroplatinato(II) de tetraamminaplatino(II) Son complejos el anión y el catión. El catión está formado por el ión central Pt2+ unido a cuatro ligandos ammina (NH3) [Pt(NH3)4]2+ El anión está formado por el ión central Pt2+ unido a cuatro ligandos cloro (Cl-) [PtCl4]2La fórmula es [Pt(NH3)4][PtCl4] Pentacianonitrosilferrato(III) de sodio El complejo aniónico está formado por el ión central Fe3+, cinco ligandos ciano (CN-) y ligandos nitrosilo (NO); la carga del anión es 2-. La fórmula es: Na2[Fe(CN)5NO] 28 Tetrafenilniccolato (III) de amonio El anión complejo está formado por el ión central Ni2+ y cuatro ligandos fenilo (C6H5) que, según lo visto en la regla 7, deben considersarse negativos al calcular el número de oxidación. Por tanto, la carga del anión es 1- y la fórmula es: (NH4)[Ni(C6H5)4] Triamminatrinitrocromo(III) Complejo formado por el ión central Cr3+, tres ligandos nitrito (NO2-) y tres ligandos ammina (NH3). Los ligandos nitro preceden en la fórmula a los ligandos ammina, de acuerdo con la norma 12. [Cr(NO2)3(NH3)3]