Actividad 6.1

LECTURA: NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS Cuando un suelo contiene los nutrientes necesarios las plantas los toman de la disolución del suelo en forma de iones, como por ejemplo: cloruros Cl-, sulfuros S2-

, nitratos NO31-, carbonatos CO3

2-, sulfatos SO42- y fosfatos PO4

3-, gracias a la solubilidad en agua de las sales iónicas. Los compuestos iónicos o sales constituye un grupo muy grande; algunos pueden tener nombres comunes, como por ejemplo la sal de mesa (NaCl), o como el mineral silvita (KCl). Para continuar su estudio es importante saber escribir sus formulas y su nombre químico o sistemático. El nombre químico o sistemático tiene la ventaja de que facilita la comunicación entre los químicos y proporciona una forma útil para trabajar con la variedad de sustancias que nos rodean. Recordemos que el proceso mediante el cual se le asigna nombre a los compuestos químicos recibe el nombre de nomenclatura química; por los que los nombres sistemáticos corresponden a los nombres normales que reflejan la clasificación del compuesto e indica su composición y ordenamiento de los átomos. Este nombre se da con base en una función química. Las propiedades químicas de un compuesto pueden depender de un átomo o conjunto de átomos que lo forman y siempre les proporcionan características químicas similares. A este átomo o conjunto de átomos se les da el nombre de función química, entre estas funciones químicas se encuentran los óxidos metálicos (óxidos básicos), los óxidos no metálicos (óxidos ácidos), bases o hidróxidos, los ácidos (hidrácidos y oxiácidos) y las sales. Los dos sistemas más importantes de nomenclatura para compuestos inorgánicos son: el sistema de Ginebra propuesto en 1892 por el Congreso Internacional de Química y el sistema IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemestry), propuesto dese 1940, y es revisado y adecuado periódicamente. Nomenclatura de compuestos iónicos Los compuestos iónicos están formados por cationes (iones positivos) y aniones (iones negativos). Con excepción del amonio NH4

1+ todos los cationes de interés se derivan de átomos metálicos. Los cationes metálicos toman su nombre del elemento. Por ejemplo:

ELEMENTO NOMBRE DEL CATION

Li litio Li+ ion litio

Na sodio Na+ ion sodio

K potasio K + ion potasio

Rb rubidio Rb+ ion rubidio

Cs cesio Cs+ ion cesio

Mg magnesio Mg2+ ion magnesio

Ca calcio Ca2+ ion calcio

Al aluminio Al3+ ion aluminio

Los compuestos iónicos se pueden clasificar en binarios (formado por dos elementos), ternarios (formado por tres elementos) y poliatómicos.

Los compuestos iónicos binarios están formados por un catión metálico y un anión no metálico. Cuadro Nº1 nomenclatura de algunos aniones monoatómicos comunes de acuerdo a su posición en la tabla periódica

GRUPO ELEMENTO NOMBRE DEL ANIÓN

IVA (14) Carbono Silicio

C4- carburo* Si4- siliciuro

VA (15) Nitrógeno Fosforo

N3- nitruro P3- fosfuro

VIA (16) Oxigeno Azufre

O2- óxidos S2- sulfuro

IVA (14) Flúor Cloro

Bromo Yodo

F- fluoruro Cl- cloruro Br- bromuro I- yoduro

*La palabra carburo también se utiliza para el anión C22-

Para representar un compuesto iónico binario por medio de formulas químicas, se utilizan los símbolos de los elementos y la proporción en que se encuentran combinados utilizando subíndices, por ejemplo CaF2, el elemento escrito a la izquierda en una formula química es el catión y el que está a la derecha es el anión. Es importante recordar que en la formula de un compuesto, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que lo forman siempre debe ser igual a cero, esto es, el numero de cargas positivas totales debe ser igual al número de cargas negativas totales. Regresemos a nuestro ejemplo: CaF2, la combinación del ion calcio con el ion fluoruro:

ELEMENTO SIMBOLO ION

Calcio Ca Ca2+

Flúor F F-

Para que el numero de cargas positivas y negativas sea igual se necesitan 1 ion calcio por 2 iones fluoruro, por lo que en la formula se indica esta proporcionalidad por medio de subíndices. La expresión CaF2 indica que hay 1 átomo de calcio por 2 de flúor, siendo el número total de cargas positivas de +2 y de negativas de -2, con lo que se cumple con la regla de que la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que forman un compuesto es igual a cero. Sistema de la IUPAC 1ª Este sistema representa los números de oxidación positivos del elemento correspondiente en el compuesto por medio de números romanos, entre paréntesis. Veamos cómo se aplica esta regla en los casos de hierro, cromo y vanadio.

NUMERO DE OXIDACION Reglas del sistema IUPAC

Fe2+ Hierro (II)

Fe3+ Hierro (III)

Cr2+ Cromo (II)

Cr3+ Cromo (III)

Cr6+ Cromo (IV)

V2+ Vanadio (II)

V3+ Vanadio (III)

V4+ Vanadio (IV)

V5+ Vanadio (V)

Así para las combinaciones entre los elementos de hierro (Fe) y azufre (s), se tienen los siguientes compuestos:

IONES FORMULA NOMBRE IUPAC

Fe2+ y S2- FeS Sulfuro de hierro (II)

Fe3+ y S2- F2S3 Sulfuro de hierro (III)

2ª Cuando el número de oxidación del elemento es uno solo, se omite el número romano. Esto es, para elementos como el sodio y el calcio no se escribe número romano alguno, como en los siguientes casos: NaCl cloruro de sodio CaS sulfuro de calcio Escribe la fórmula y el nombre IUPAC de los siguientes compuestos como en el ejercicio

Iones Fórmula Nombre IUPAC

Cu + y S

2- Cu2S Sulfuro de cobre I

Cu 2+

y S2

Cr 2+

y Cl-

Cr 3+

y Cl-

Cr 6+

y Cl-

V 2+

y Br-

V 3+

y Br-

V 4+

y Br-

V 1+

y Br-

Nomenclatura de las sales ternarias y poliatómicas Para la escritura de fórmulas y nombres de compuestos formados por 3 o más elementos, nos basaremos en la información del siguiente cuadro. Cuadro nombres y fórmulas de cationes y aniones inorgánicos comunes. Catión Anión

H+ Hidrógeno F

- Fluoruro

Li+ Litio Cl

- Cloruro

Na+ Sodio Br

- Bromuro

K+ Potasio I

- Yoduro

Cs+ Cesio (OH)

- Hidróxido

Ag+ Plata (CN)

- Cianuro

(NH4)+ Amonio (MnO4 )

- Permanganato

Hg+ Mercurio(I ) (ClO)

- Hipoclorito

Hg2+

Mercurio(I I) (ClO2 )- Clorito

Cu+ Cobre ( I ) (ClO3 )

- Clorato

Cu2+

Cobre ( II ) (ClO4 )- Perclorato

Al3+

Aluminio (BrO)- Hipobromito

Mg2+

Magnesio (BrO2)- Bromito

Ca2+

Calcio (BrO3)- Bromato

Sr2+

Estroncio (BrO4)- Perbromato

Ba2+

Bario (NO2)- Nitrito

Zn2+

Zinc (NO3)- Nitrato

Cd2+

Cadmio (HCO3) - Hidrógeno Carbonato o Bicarbonato

Co2+

Cobalto ( II) (HSO4)- Hidrógeno Sulfato o Bisulfato

Co3+

Cobalto ( III) O2-

Óxido

Mn2+

Manganeso (II ) S2-

Sulfuro

Mn3+

Manganeso (III ) (SO3)2-

Sulfito

Fe2+

Hierro (II ) (SO4)2-

Sulfato

Fe3+

Hierro (III ) (CO3)2-

Carbonato

Sn2+

Estaño ( II) (CrO4)2-

Cromato

Sn4+

Estaño ( IV) (Cr2O7)2-

Dicromato

Pb2+

Plomo (II ) (SiO3)2-

Silicato

Pb4+

Plomo (IV ) (HPO4)2-

Hidrógeno Fosfato

(PO4)3-

Fosfato

Recuerda que para formar un compuesto iónico es necesario combinar un catión con un anión. En una fórmula química el catión se escribe a la izquierda y el anión a la derecha y para nombrar el compuesto se inicia con el nombre del anión seguido del catión. Observa el siguiente ejemplo: ¿Cuál es la fórmula del compuesto que se obtiene al combinar el catión calcio Ca2+ con el anión fosfato (PO4)

3-?

Ca2+ (PO4)3-

Ca3 (PO4)

2

El número de oxidación sin la carga se escribe como subíndice del ión con carga opuesta, así de esta forma el número de cargas positivas totales es de +6 y de negativas 6- , esto es, con este procedimiento se tiene un compuesto eléctricamente neutro cuya fórmula y nombre son: Ca3

(PO4) 2 Fosfato de Calcio

¿Qué pasa si las cargas de los iones tienen el mismo valor numérico, como en el caso del Ca2+ y el (SO4)

2-? En este caso se requiere de un ión calcio y un ion sulfato para tener un compuesto eléctricamente neutro por lo que su fórmula y nombre son CaSO4 En algunos casos los compuestos iónicos se encuentran hidratados, esto es, tienen un número específico de moléculas de agua unidas a ellos. Por ejemplo, cada molécula de CuSO4 sulfato de cobre (II) tiene cinco moléculas con él, su fórmula es: CuSO4∙5H2O, y el nombre sistemático de este compuesto es sulfato de cobre pentahidratado CUESTIONARIO

1. Escribe el nombre según la IUPAC de los compuestos que corresponden a

las fórmulas siguientes:

a) Na2S------- Sulfuro de disodio------- sulfuro sódico------ sulfuro de sodio

b) MgBr2-Dibromuro de magnesio-bromuro magnésico-bromuro de

magnesio( II)

c) NH4Cl--- cloruro de amonio--- cloruro amonico---cloruro de amonio

d) CaCO3---carbonato de calcio—carbonato cálcico-carbonato de calcio (II)

e) NaHCO3—carbonato ácido de sodio—carbonato acido sódico-

bicarbonato de sodio

f) (NH4)3PO4- fosfato de amonio

g) KNO3

h) Mg3(PO4)2

i) ZnCl2

2. Escribe las fórmulas de los siguientes compuestos de acuerdo a la IUPAC.

a) Carbonato de Calcio (mármol)

b) Nitrato de Amonio(un importante fertilizante)

c) Fosfato de Calcio (usado como abrasivo en la pasta de dientes)

d) Sulfato de magnesio ( sal de Epson)

e) Carbonato de sodio (sosa para lavar)

3. Completa la siguiente tabla, escribiendo el nombre químico o sistemático

correspondiente

Mineral Fórmula química Nombre químico o sistemático

Calcocita Cu2S

Pirita FeS2

Esfalerita ZnS

Galena PbS

Cinabrio HgS

Caliza CaCO3

Silvita KCl

4. ( ) Los Números de oxidación del cloro y del potasio son - y +

respectivamente. Por lo que la fórmula de cloruro de potasio es: a) K2Cl b) KCl2 c) KCl d) KCl3

5. ( ) El catión fierro presenta dos estados de oxidación Fe2+ y Fe3+.

Tomando en cuenta que el número de oxidación del azufre en el sulfuro ferroso es 2- ,la fórmula del compuesto es:.

a) FeS b) FeS2 c) Fe2S3 d) Fe2S

6. Instrucción. Relaciona las siguientes columnas, escribe dentro del

paréntesis la letra que corresponda con el nombre de los siguientes compuestos:

A) NH4Cl ( ) Fosfato de amonio B) (NH4)2 SO4 ( ) Cloruro de amonio C) NH4NO3 ( ) Sulfato de amonio D) (NH4)3 PO4 ( ) Nitrato de amonio

7. Instrucción. Complete la siguiente tabla, escribiendo correctamente las

formulas de los compuestos que se forman por la unión de los cationes y aniones.

ANIONES

CATIONES Cl- NO3- PO4

3- CO32-

K+

Mg²+ Mg3(PO4)2

Al³+

Zn²+ ZnCl2

8. Instrucción. Escribir los nombres para los siguientes compuestos. A) KNO3 _____________________________ B) CaCO3 _____________________________ C) Ca3(PO4)2 _____________________________ D) (NH4)2SO4 _____________________________

9. Instrucción. Escribe las fórmulas resultantes así como sus nombres, según

el ejemplo.

CATION

A N I O N E S

Cl- Cloruro

SO42-

Sulfato NO3

- Nitrato

PO43-

Fosfato

Na+ Sodio

Na Cl Cloruro de sodio.

Actividad 6.2

COMBINACIÓN DE CATIONES CONTRA ANIONES

ANIONES CATIONES

( Cl)- Cloruro

( S)2- Sulfuro

( NO3)-

Nitrato ( CO3)

2-

Carbonato ( SO4)

2- Sulfato

( PO4)3-

Fosfato

Na+

Sodio NaCl Cloruro de Sodio

Na2 ( S) Sulfuro de sódico

NaNO3

Nitrato de sodio

Na2CO3

Carbonato de sodio

Na2SO4

Sulfato de sodio

Na3(PO4)

Fosfato de sodio

K+

Potasio KCl Cloruro de potasio

K2( S) Sulfuro de potasio

K NO3

Nitrato de potasio

K2 CO3

Carbonato de potasio

K 2SO4 Sulfato de potasio

K3 (PO4)

Fosfato de potasio

Ca2+ Calcio

CaCl2

Cloruro de calcio

Ca( S) Sulfuro de calcio

Ca(NO3)2

Nitrato de calcio

Ca2(CO3)2

Carbonto de calcio

Ca2(SO4)2

Sulfato de calcio

Ca3(PO4)2

Fosfato de calcio

Mg2+ Magnesio

MgCl2 Cloruro de magnesio

Mg( S) Sulfuro de magnesio

Mg(NO3)2

Nitrato de magnesio

Mg2(CO3)2

Carbonato de magnesio

Mg 2SO4

Sulfato de magnesio

Mg3(PO4)2

Fosfato de magnesio

Fe2+

Fierro II FeCl2

Cloruro de fierro (ll)

Fe( S) Sulfuro de fierro (ll)

Fe(NO3)2

Nitrato de fierro (ll)

Fe2(CO3)2 Carbonato de fierro (ll)

Fe 2SO4

Sulfato ferrico (ll)

Fe3(PO4)2

Fosfato de fierro (ll)

Fe3+ Fierro III

FeCl3

Cloruro de fierro (lll)

Fe2( S)3

Sulfuro de fierro (lll)

Fe(NO3)3

Nitrato de fierro (lll)

Fe2(CO3)3

Carbonato de fierro (lll)

Fe2( SO4)3 Sulfato férrico (lll)

Fe3(PO4)3

Fosfato de fierro(lll)

(NH4)+

Amonio (NH4)Cl Cloruro de amonio

(NH4)2S Sulfuro de amonio

(NH4)NO3

Nitrato de amonio

(NH4)(CO3)

Carbonato de amonio

(NH4)2(SO4)

Sulfato de amonio

(NH4)3(PO4) Fosfato de amonio