Nmeros de oxidacin ms frecuentes de algunos tomos

Formulacin y Nomenclatura

Las sustancias puras que existen en este mundo son combinaciones de los elementos de la TABLA PERIDICA.

Los compuestos qumicos no son fruto de combinaciones al azar de los elementos de la TABLA PERIDICA sino que son el resultado de la combinacin en unas determinadas proporciones de elementos que guardan entre si una cierta afinidad. Estas limitaciones vienen prefijadas por la capacidad de combinacin o valencia (Tabla 1) de los elementos que, a su vez, es funcin de la estructura electrnica de los tomos implicados.

El nmero de sustancias conocidas es tan alto que ha sido preciso establecer un lenguaje qumico suficientemente sistematizado para nombrar las sustancias.

La I.U.P.A.C. (Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada) propone normas para denominar a los compuestos qumicos.

Sustancias simples o elementos.

Estn constituidas por molculas o redes atmicas del mismo elemento.

( Las molculas de los gases nobles o inertes son monoatmicas. Su nombre y frmula son los mismos que el nombre y smbolo de los tomos: helio (He), nen (Ne), etc. ...

( Los elementos de redes atmicas con enlace metlico o covalente suelen formularse como si estuviesen formados por molculas monoatmicas. Son los metales, el carbono y el silicio: Na, Cu, Fe, C, Si, etc., ...

( Sustancias moleculares diatmicas son : hidrogeno (H2), flor (F2), cloro(Cl2), bromo (Br2), yodo (I2), oxgeno (O2) y nitrgeno (N2).

( En la nomenclatura tradicional los elementos se nombran como los tomos que los constituyen. En su estado estndar se indica, por ejemplo, hidrgeno molecular, al referirse a la molcula de hidrgeno (H2)

( Segn la normativa de la IUPAC las formas moleculares de los elementos se nombran como el propio elemento precedido de un numeral que indica los tomos que entran en la molcula:

Cl2O3diclorotrioxgenoP4

N2tetrafsforodinitrgeno

Tabla 1Nmeros de oxidacin ms frecuentes de algunos tomos

GrupoSmboloValencias

Nmero de oxidacin

I AH

Li

Na

K

Rb

Cs

1 -1

1

1

1

1

1

I BCu

Ag

Au1, 2

1

1, 3

II ABe

Mg

Ca

Sr

Ba2

2

2

2

2

II BZn

Cd

Hg2

2

1, 2

III AB

Al

Ga3 -3

3

3

VI BCr

W2, 3, 6*

2, 3, 4, 6*

VII BMn2, 3, 4, 6*, 7*

IV AC

Si

Ge

Sn

Pb(2), 4* -4

4* -4

4 -4

2, 4

2, 4

V AN

P

As

Sb

Bi1, 2, 3*, 4, 5* -3

3*, 5* -3

3*, 5* -3

3*, 5* -3

3

VI AO

S

Se

Te -2

2, 4*, 6* -2

2, 4*, 6* -2

2, 4*, 6* -2

VII AF

Cl

Br

I -1

1*, 3*, 5*, 7* -1

1*, 3*, 5*, 7* -1

1*, 3*, 5*, 7* -1

Los nmeros de oxidacin de la tabla acompaados de un asterisco son los que poseen los tomos centrales en los oxocidos y oxosales.

Los nmeros de oxidacin entre parntesis son poco frecuentes.

Formulacin de los compuestos binariosCompuestos binarios son los formados por dos clases de tomos: H2O, CO2, CH4, CaCl2 y HF, por ejemplo.

Para formular los compuestos binarios se escriben los smbolos de los dos tomos, poniendo como subndice de cada uno el nmero de oxidacin (valencia) del otro, sin su signo. El elemento que posee carcter metlico figura en primer trmino. Si ninguno de los dos elementos es metlico, se coloca primero el que figura antes en la Tabla 2. Los subndices al final se simplifican.Tabla 2

GrupoIII AIV AV AVI AVII A

MetalesBSi, CSb, As, P, NH*Te, Se, SAt, I, Br, Cl, O*, F

Para que la formula de un compuesto binario est bien escrita debe cumplirse que la suma algebraica de los productos resultantes de multiplicar el subndice (nmero de tomos) de cada elemento por su nmero de oxidacin debe ser igual a cero. Por ejemplo:

En la formula de xido de aluminio (Al2O3) se cumple: 2 . (+3) + 3 . (-2) = 0

Igualmente para el tricloruro de fsforo (PCl3) : 1. (+3) + 3 . (-1) = 0

Sulfuro de plata (Ag2S): 2 . (+1) + 1 . (-2) = 0Es necesario memorizar las valencias (los nmeros de oxidacin) de los elementos al combinarse. Se debe repasar la T.P. as como los conceptos de valencia, covalencia y nmero de oxidacin. La Tabla 1 incluye los nmeros de oxidacin de los tomos ms frecuentes en las combinaciones qumicas.

Si un tomo debe figurar en la frmula de un compuesto binario a la derecha, de acuerdo con la secuencia de la Tabla 2, siempre su nmero de oxidacin debe ser negativo y es el que figura en la Tabla 3.

El nmero de oxidacin de estos tomos en este caso se deduce de su situacin en la Tabla Peridica. Viene determinado por el nmero de electrones que el tomo toma al pasar a ion negativo adoptando la estructura de gas noble. As, por ejemplo, el F, Cl, Br y I, tomos del grupo VII A, necesitan un electrn para pasar a iones F-, Cl-, Br- y I- mientras que el N, P, As y Sb que estn en el grupo V A, necesitan tres electrones para adoptar la estructura de gas noble al formar los iones N3-, P3-, As3- y Sb3-.

Para nombrar los compuestos binarios, se nombra primero el elemento que est ms a la derecha en la lista indicada anteriormente, terminado en uro, excepto para el oxgeno que se dice xido. A continuacin se nombra el tomo que figura a la izquierda indicando de alguna forma la valencia o nmero de oxidacin con que acta. Si el tomo slo pudiese actuar con un solo nmero de oxidacin, ste no debe indicarse.Tabla 3Smbolo del tomoNmero de oxidacinCompuesto binario

F

O

Cl

Br

I

S

Se

Te

H

N

P

As

Sb

C

Si

B-1

-2

-1

-1

-1

-2

-2

-2

-1

-3

-3

-3

-3

-4

-4

-3Fluoruro

xido

Cloruro

Bromuro

Yoduro

Sulfuro

Seleniuro

Telururo

Hidruro

Nitruro

Fosfuro

Arseniuro

Antimoniuro

Carburo

Siliciuro

Boruro

Para diferenciar varios compuestos del mismo elemento, cuando ste presenta distintos nmeros de oxidacin, se realiza segn los procedimientos siguientes:

( Nomenclatura Stock

Consiste en decir el nmero de oxidacin o escribirlo al final del nombre del tomo con nmeros romanos y entre parntesis.FeO

Fe2O3SnCl2xido de hierro (II)

xido de hierro (III)

cloruro de estao (II)SF2PCl3

CuH2fluoruro de azufre (II)

cloruro de fsforo (III)

hidruro de cobre (II)

( Nomenclatura sistemtica

Mediante prefijos numerales griegos, que expresan la proporcin numrica de los tomos en el compuesto.

CO

CO2P2O3monxido de carbono

dixido de carbono

trixido de difsforoFeCl3PCl5SnO2tricloruro de hierro

pentacloruro de fsforo

dixido de estao

( Nomenclatura tradicionalConsiste en emplear la terminacin oso cuando el elemento ms electropositivo del compuesto binario acta con menor valencia e ico cuando acta con mayor valencia. Si un tomo posee ms de dos valencias o estados de oxidacin, se recurre a prefijos para diferenciarlos. As, en los xidos cidos (anhdridos) de cloro se introducen los prefijos hipo y per para el de menor y mayor estado de oxidacin.FeO

Fe2O3Cu2O

CuOxido ferroso

xido frrico

xido cuproso

xido cpricoCl2O

Cl2O3Cl2O5Cl2O7anhdrido hipocloroso

anhdrido cloroso

anhdrido clrico

anhdrido perclrico

Perxidos

Son xidos en los que interviene el ion diatmico perxido O22-. En los perxidos el numero de oxidacin del O es -1.

Son perxidos: BaO2 Perxido de bario

H2O2 Perxido de hidrgeno o agua oxigenadaHidrxidos

Son compuestos formados por oxgeno, hidrgeno y un metal. El hidrgeno y el oxgeno, en la misma proporcin atmica, estn formando uno o varios grupos hidrxido (OH-) que actan con nmero de valencia -1. Su formula general es M(OH)n, donde M representa al metal y n la valencia del mismo. El parntesis debe omitirse si n = 1.

( En la nomenclatura moderna se nombran con la palabra hidrxido, seguida del nombre del metal, precedido de la preposicin de. La valencia del elemento si tiene varias, se pone de manifiesto como en los compuestos binarios.

( Segn la nomenclatura clsica, se nombran con la palabra hidrxido, seguida del nombre del metal con la terminacin oso o ico, segn acte con la menor o mayor valencia. Si el metal acta con una sola valencia puede terminar el metal en ico o precedido de la preposicin de FrmulaNomenclatura de StockNomenclatura sistemticaNomenclatura tradicional

Fe (OH)2Fe (OH)3NaOH

Al (OH)3Sn (OH)2Al (OH)4Hidrxido de hierro (II)

Hidrxido de hierro (III)

Hidrxido de sodio

Hidrxido de aluminio

Hidrxido de estao (II)

Hidrxido de estao (IV)Dihidrxido de hierro

Trihidrxido de hierro

Hidrxido de sodio

Hidrxido de aluminio

Dihidrxido de estao

Tetrahidrxido de estaoHidrxido ferroso

Hidrxido frrico

Hidrxido sdico

Hidrxido alumnico

Hidrxido estannoso

Hidrxido estannico

cidosLos cidos ms corrientes contienen siempre en su estructura molecular hidrgeno y un no metal. A veces tambin contienen oxgeno. De ah su clasificacin en hidrcidos y oxocidos.

( HidrcidosSon los cidos que solamente contienen un no metal e hidrgeno. Por ser compuestos binarios su formulacin y nomenclatura se rigen por las reglas dadas para estos compuestos. Como son solubles en agua, para diferenciar el compuesto en estado puro de su disolucin acuosa, los hidrcidos disueltos en agua se nombran con la palabra cido, seguida del nombre del no metal terminado en hdrico.

FrmulaSustancia puraDisolucin acuosa

HF

HCl

HBr

HI

H2S

H2Se

H2Te

Fluoruro de hidrgeno

Cloruro de hidrgeno

Bromuro de hidrgeno

Yoduro de hidrgeno

Sulfuro de hidrgeno

Seleniuro de hidrgeno

Telururo de hidrgenocido Fluorhdrico

cido Clorhdrico

cido bromhdrico

cido yodhdrico

cido sulfhdrico

cido selenhdrico

cido telurhdrico

( Oxcidos u oxocidos.

Constan de un tomo central (no metal o metal de transicin), hidrgeno y oxgeno. Obedecen a una formula general de tipo HaXbOc, donde X es normalmente un no metal o metal de transicin que se encuentra en un estado de oxidacin elevado.

El primer punto a tener en cuenta es el de saber el estado de oxidacin del tomo X.

El nmero de oxidacin del oxigeno es -II, y el del hidrgeno en todos los cidos es +I, y si el compuesto es neutro, se ha de cumplir que:

( (nmero de tomos del elemento E) (nmero de oxidacin del elemento E) = 0

Ejemplos:

( HClO1(+1) + 1(x) + 1(-2) = 0

x = +1

( HClO41(+1) + 1(x) + 4(-2) = 0

x = +7

Nomenclatura de los oxocidos segn la IUPACSegn las normas de la IUPAC se admite el nombre tradicional de un gran nmero de cidos.

Para nombrar los oxcidos u oxocidos se considera un grupo negativo formado por un elemento central no metlico (o metlico con alto nmero de oxidacin) y por el oxgeno. La parte positiva est formada por tomos de hidrgeno.

Hay dos formas principales de nomenclatura, funcional y sistemtica.

( Nomenclatura funcional de los oxocidos.

Se indica primero la palabra cido, despus la palabra oxo precedida del prefijo griego que indica el nmero de tomos de oxgeno, sigue el nombre del elemento central terminada en ico indicando el nmero de tomos con un prefijo y finalmente entre parntesis (notacin Stock) y con nmeros romanos, el nmero de oxidacin o valencia del tomos central.

( Nomenclatura sistemtica de los oxocidos.

Se nombra la palabra oxo precedida del prefijo griego que indica el nmero de tomos de oxgeno; sigue el nombre del tomo central terminado en ato y, si hubiese varios tomos, precedido de un prefijo numeral que lo indique seguida del nmero de oxidacin o valencia del tomo central expresada en nmeros romanos y entre parntesis. Por fin se nombre el hidrgeno precedido de la preposicin de. Si no se indica el nmero de oxidacin del tomo central, debe anteponerse al trmino hidrgeno un prefijo que indique el nmero de tomos.

FrmulaNomenclatura funcionalNomenclatura sistemtica

HClO3HNO2H2SiO3H3PO4HPO3HClO4H4SiO4H2SO3cido trioxoclorico (V)

cido dioxontrico (III)

cido trioxosilicico (IV)

cido tetraoxofosfrico (V)

cido trioxoxofosforico (V)

cido tetraoxoclrico (VII)

cido tetraoxosilicico (IV)

cido trioxosulfurico (IV)trioxoclorato (V) de hidrgeno

dioxonitrato (III) de hidrgeno

trioxosilicato (IV) de hidrgeno

tetraoxofosfato (V) de hidrgeno

trioxofosfato (V) de hidrgeno

tetraoxoclorato (VII) de hidrgeno

tetraoxosilicato (IV) de hidrgeno

trioxosulfato de dihidrgeno

( Nomenclatura tradicional de los oxocidos.

Se nombran con la palabra cido seguida del nombre del elemento acompaada de prefijos y sufijos que indican el estado de oxidacin, contenido en agua y polimerizacin del mismo.

Cuando el elemento presenta slo 1 estado de oxidacin se utiliza la terminacin -ico.

Cuando el elemento presenta 2 estados de oxidacin, se utiliza la terminacin -oso para sealar al compuesto en que el elemento acta con nmero de oxidacin menor, y la terminacin -ico para cuando est en el estado de oxidacin superior.

Si el elemento puede actuar con ms de 2 estados de oxidacin, se utilizan los prefijos hipo- y per-.

El prefijo hipo- se aplica al cido terminado en -oso y da idea de que el elemento est en un estado de oxidacin ms bajo que en el cido de referencia. As hipo- ... -oso, equivale a menos que ... -oso.

El prefijo per- se aplica al cido terminado en -ico y significa que el elemento est en un estado de oxidacin ms alto que en el cido terminado en -ico. Asi per- ... -ico equivale a mas que ... -ico.

Las diferencias entre cidos que reciben los mismo sufijos y prefijos (oso - ico; hipo - per) son debidas a la diferente cantidad de agua o al grado de asociacin de sus molculas.

En los cidos HIO4 y H5IO6, el estado de oxidacin del yodo es el mismo en ambos, (+VII), por lo que ambos son per- ... -ico. Se utiliza el prefijo meta- para indicar que el cido sobre el que se aplica es el que tiene menor contenido en agua (en H y O) y el prefijo orto- para indicar el de mayor contenido en agua.

Los prefijos di- o piro- se emplean para indicar que el nmero de tomos del elemento X en (HaXbOc) es el doble de lo normal o esperado.

Reglas para ayudar a formular.

Se debe conocer los estados de oxidacin ms usuales - o tener a mano la Tabla 1-.

1) Prestar atencin al sufijo (oso, ico?) y al posible prefijo (hipo, per?) del compuesto ya que nos da el estado de oxidacin del elemento.

2) Tener en cuenta el prefijo meta u orto que indican distinto grado de hidratacin y los prefijos di o piro que nos indican el grado de polimerizacin.

3)

a) todos los oxocidos de los grupos VII A, V A, III A tienen 1 hidrgeno en su formula, con excepcin de los orto.

b) todos los oxocidos de los grupos VI A , IV A tiene 2 hidrgenos en su formula con excepcin de los orto.

4) Sabiendo el nmero de oxidacin del elemento y el nmero de tomos de hidrgeno se calcula el nmero de tomos de oxgeno.

( Si el nmero de oxidacin del elemento es impar, el nmero de hidrgenos en la formula tiene que ser impar.

( Si el nmero de oxidacin del elemento es par el nmero de hidrgenos en la formula tiene que ser par.

5) Para los cidos di- o piro- se puede utilizar el artilugio siguiente:

( Si el elemento pertenece a grupo par, se dimeriza el cido y del conjunto se quita una molcula de agua (H2O).

( Si el elemento pertenece a grupo impar se dimeriza la forma orto del cido y del conjunto se quita una molcula de agua.

FrmulaNomenclatura tradicional

HClO

HClO2HClO3HClO4H2SO3H2SO4HNO2HNO3H2CO3H3BO3H2MnO4HMnO4H2CrO4HVO3cido hipocloroso

cido cloroso

cido clrico

cido perclrico

cido sulfuroso

cido sulfrico

cido nitroso

cido ntrico

cdido carbnico

cido brico

cido mangnico

cido permangnico

cido crmico

cido vandico.

Cationes y Aniones.

Cationes

Cuando un tomo pierde electrones adquiere carga positiva neta.

Estas (especies qumicas( se nombran anteponiendo la palabra catin o ion al nombre del elemento. Si el tomo puede adoptar distintos estados de oxidacin es conveniente utilizar la nomenclatura Stock.

Tambin hay cationes poliatmicos siendo los ms usuales:

NH4+ion amonio

H3O+ion oxonio

Aniones.

Son (especies qumicas( cargadas negativamente.

Los aniones MONOATMICOS proceden de la ganancia de uno o ms electrones por un elemento negativo.

Se nombran con la palabra ion seguida del nombre del elemento terminado en el sufijo -uro.

Los aniones POLIATOMICOS provienen de otras molculas por perdida de uno o ms iones hidrgeno.

El ms sencillo es el ion hidrxido (OH-) que procede de la perdida de un ion hidrgeno del agua.

La mayora de los aniones poliatomicos se puede considerar que proceden de un cido que ha perdido o cedido sus hidrgenos.

( Nomenclatura

Se puede utilizar la nomenclatura sistemtica, pero tambin es aceptable la nomenclatura tradicional, en la que se sustituyen las terminaciones -oso e -ico por -ito y -ato respectivamente.

Sales.

Podemos considerar como sales los compuestos que son el resultado de la unin de una especie catinica con una especie aninica distinta de H- (hidruros), OH- (hidrxidos) y O2- (xidos).

Su formulacin se lleva a cabo considerando que pueden derivarse de los cidos al sustituir los tomos de hidrgeno por tomos o grupos de tomos electropositivos, corrientemente metales. Se distinguen sales neutras, cidas y bsicas.

( Sales neutras.

Resultan de sustituir todos los hidrgenos del cido por tomos metlicos o grupos electropositivos. Todo el resto cido se considera como si fuese un tomo que tuviese como valencia la carga del anin o resto cido. Esta valencia figura como subndice del metal y la valencia del metal como subndice del anin, que es el grupo central, con tantas cargas negativas como hidrgenos tena el cido del que procede.

( Nomenclatura tradicional de oxisales neutras.

Los oxocidos que terminan en -oso dan sales terminadas en -ito y los oxcidos terminados en -ico originan sales terminadas en -ato. Tambin se emplean en las sales los prefijos hipo, per, orto, piro, etc..

( Nomenclatura sistemtica de las oxisales neutras.

Las sales neutras se nombran igual que los cidos en lo que respecta al resto cido. Si hay varios grupos de resto cido, se puede indicar con los prefijos numerales griegos: bis, tris, tetrakis, etc. Despus se nombra el metal indicando su nmero de oxidacin en nmero romanos y entre parntesis, o los tomos que hay, con un prefijo.

FrmulaNomenclatura tradicionalNomenclatura sistemtica

FeSO4KNO3CaWO4Cu(NO3)2Mg(ClO3)2FeCO3Al(NO3)3CoCrO4Na2SiO3NaClO

KClO4Mn (PO3)2sulfato ferroso

nitrato potsico

wolframato clcico

nitrato cprico

clorato magnsico

carbonato ferroso

nitrato de aluminio

cromato cobaltoso

silicato sdico

hipoclorito sdico

perclorato potsico

metafosfato manganosotetraoxosulfato (VI) de hierro (II)

trioxonitrato (V) de potasio

tetraoxowolframato (VI) de calcio

dis-trioxonitrato (V) de cobre (II)

dis-trioxoclorato (V) de magnesio

trioxocarbonato (IV) de hierro (II)

tris-trioxonitrato (V) de alumnio

tetraoxocromato (VI) de cobalto (II)

trioxosilicato (IV) de sodio

monoxoclorato (Y) de sodio

tetraoxoclorato (VII) de potasio

dis-trioxofosfato (V) de manganeso (II)

( Sales cidas.

Las sales son cidas si no han sido sustituidos todos los tomos de hidrgeno de los cidos por tomos metlicos o grupos electropositivos.

La formulacin es igual que en las sales neutras una vez que se conoce la valencia del anin. As del H3PO4 resultan tres sales de calcio; las dos primeras son cidas y la tercera neutra:

Ca(H2PO4)2CaHPO4Ca3(PO4)2Nomenclatura sistemtica de la IUPAC de las sales cidas.

Se nombran como las neutras, pero indicando con un prefijo numeral y la palabra hidrgeno el nmero de tomos de hidrgeno.

Frmulanombre IUPACnombre sistemtico

NaHSO4Fe(HSO4)2KH2PO4K2HPO4CaHPO4hidrogeno sulfato de sodio

hidrogenosulfato de hierro (II)

dihidrogenofosfato de potasio

monohidrogenofosfato de potasio

monohidrogenofosfato de calciohidrogenotetraoxosulfato(VI) de sodio

bis(hidrogenotetraoxosulfato(VI)(de hierro(II)

dihidrogenotetraoxofosfato(V) de potasio

monohidrgenotetraoxofosfato(V) de potasio

monohidrogenotetraoxofosfato(V) de calcio

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