Tema 2. Sustancias Binarias

Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

TEMA 2. SUSTANCIAS BINARIAS

Objetivo general: Estudio de las convenciones que permiten formular y nombrar compuestos e iones binarios. Objetivos específicos: 2.1 Convención para formular compuestos binarios. 2.2 Convenciones para nombrar compuestos binarios. a. Método de las proporciones estequiométricas. b. Sistema Stock. c. Sistema Ewens-Bassett. d. Sistema trivial y sistemático para hidridos o hidruros covalentes. 2.3 Convenciones para nombrar iones binarios. a. Nomenclatura de coordinación para iones binarios. b. Nomenclatura sustitutiva para nombrar iones binarios, derivados de los hidridos o hidruros mononucleares covalentes. c. Nomenclatura común o trivial para iones binarios. d. Nomenclatura derivada del nombre funcional del ácido oxo para nombrar iones oxo. 2.4 Nomenclatura de coordinación para compuestos binarios. 2.5 Nombres basados en el nombre del elemento central como sustituyente. 2.6 Convención para sustancias binarias, formadas por metales (compuestos intermetálicos). Repaso. Ejercicios de evaluación. Respuestas.

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias INTRODUCCIÓN

Existe la tendencia de clasificar las sustancias en óxidos, bases, sales, ácidos, etc. para establecer las normas de nomenclatura y formulación. De acuerdo con la IUPAC, la funcionalidad no es requerida para formular o nombrar sustancias. Por ejemplo, HCl(g) se denomina clorido de hidrógeno en fase gaseosa (cloruro de hidrógeno en fase gaseosa). HCl(ac) se denomina clorido de hidrógeno en medio acuoso (cloruro de hidrógeno en medio acuoso). HCl(ac) se conoce popularmente como ácido clorhídrico. Una sustancia binaria es una sustancia compuesta formada por dos elementos. lones binarios están formados por dos elementos. La nomenclatura para nombrar especies binarias está basada principalmente en la Nomenclatura del tipo Binaria. En este tipo de nomenclatura se dividen a los elementos constituyentes en dos partes. Una parte la forman los iones electronegativos y la otra la forman los iones electropositivos. La fórmula se obtiene escribiendo los iones electropositivos y seguidamente los iones electronegativos. El nombre se obtiene combinando los nombres de los iones electronegativos con el nombre de los iones electropositivos, modificados por cualquier prefijo multiplicativo y, si es requerido, haciendo uso de la valencia o de la carga mediante las denotaciones de Stock o Ewens-Bassett. La IUPAC recomienda que se citen primero los iones electropositivos, pero esta recomendación no se ha adoptado en los países de habla castellana. La Nomenclatura del tipo Binaria se aplica por igual a sustancias formadas por dos elementos o a sustancias poliatómicas, cuya nomenclatura será estudiada en el próximo capítulo. El tipo de Nomenclatura Binaria está constituido por los sistemas de Proporciones Estequiométricas, Stock y Ewens-Bassett. El sistema de Proporciones Estequiométricas hace uso de los prefijos de cantidad de los constituyentes de la fórmula y requiere muy poca información estructural. El sistema Stock hace uso del número romano para indicar la valencia y el sistema EwensBassett hace uso del número arábico para indicar la carga de la especie. En este capítulo discutimos las diferentes convenciones IUPAC y nombres comunes o triviales, utilizados para nombrar y formular sustancias e iones formados por dos elementos. 2.1 Convención para formular compuestos binarios. La fórmula de un compuesto binario, se basa en las siguientes convenciones y principios. a. Los elementos se escriben siguiendo el siguiente orden de preferencia. En un compuesto binario formado por un metal y un no metal, el elemento más electropositivo posee mayor prioridad y se escribe primero en la formula. Los metales son electropositivos y los no metales electronegativos En un compuesto binario entre no metales, el orden de prioridad es como sigue: Rn, Xe, Kr, Ar, Ne, He, B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, CI, O, F Debido a que es difícil obtener una escala de electronegatividad útil para todos los propósitos, la IUPAC ha recomendado el orden citado arriba para escribir la fórmula de una sustancia formada por estos elementos. b. En general, el elemento colocado primero en la fórmula binaria, trabaja con valencia positiva. El segundo elemento de la fórmula binaria, trabaja con valencia negativa. Pero existen excepciones como, por ejemplo, en el compuesto OF 2. En esta situación el oxígeno trabaja

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

con 2- y el flúor con 1+. El menos electronegativo es el oxígeno y se escribe primero en la fórmula. c. La fórmula debe cumplir con el principio de neutralidad eléctrica n

∑ν i Z i = 0 i =1

νi es el número de átomos de la especie i Zt es la carga o valencia iónica de la especie i Si las valencias son diferentes, el principio de neutralidad eléctrica se alcanza al intercambiar las valencias sin sus signos. Si las valencias son divisibles, éstas deben simplificarse antes o después de intercambiadas. La simplificación no se realiza si la sustancia está formada por algún dímero o polímero. Ejemplos: Consideremos los principales compuestos que se obtienen entre el elemento hierro y el elemento oxígeno. 1. Elementos que participan en la fórmula

hierro (Fe) y oxígeno (O)

2. Orden de prioridad

l. Fe II. O

3. Valencias de los elementos

Fe: 3+ y 2+; O: 2-

4. Elementos escritos en forma de iones

Fe3+, Fe2+, O2-

5. Ajunte de los elementos como iones

Fe3+O2- y Fe2+O2-

6. Intercambio de valencias y fórmula definitiva

Fe2O3 y FeO

. Como hemos podido apreciar, el hierro trabaja principalmente con las valencias de 2+ y 3+ y podemos formar dos compuestos constituidos por hierro y oxígeno. El elemento hierro se coloca primero en la fórmula, debido a que posee prioridad sobre el oxígeno. Consideremos, como un segundo ejemplo, los principales compuestos que se obtienen de la combinación entre el elemento azufre y el elemento oxígeno. El azufre tiene prioridad frente al oxígeno y trabaja con valencia positiva frente al oxígeno, es decir, puede formar tres compuestos con el oxigeno donde el azufre trabaja con valencias de 2+, 4+ y 6+. Los detalles de la construcción de las respectivas fórmulas se muestran en la siguiente tabla. Note en la sección 6 de las dos primeras tablas que hemos simplificado entre dos. Aclaramos que es posible la formación de otros óxidos de hierro y azufre, pero las fórmulas de los principales óxidos de hierro y de azufre se explican de la manera señalada en estos ejemplos. Por ejemplo, en el tetraóxido de trihierro (Fe3O4) los dos átomos de hierro trabajan con valencias diferentes de 2+ y 3+.

1. Elementos que participan en la fórmula

azufre (S) y oxígeno (O)

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

2. Orden de prioridad

l. S II. O

3. Valencias de los elementos

S: 6+, 4+ y 2+; O: 2-

4. Elementos escritos en forma de iones

S6+, S4+, S2+, O2-

5. Ajunte de los elementos como iones

S6+O2-, S4+O2- y S2+O2-

6. Intercambio de valencias y fórmula definitiva

SO3, SO2 y SO

Como un tercer ejemplo, consideremos los principales compuestos que se forman en la combinación de los elementos cloro y platino. 1. Elementos que participan en la fórmula

platino (Pt) y cloro(Cl)

2. Orden de prioridad

l. Pt II. Cl

3. Valencias de los elementos

Pt: 4+ y 2+; Cl: 1-

4. Elementos escritos en forma de iones

Pt4+, Pt2+, Cl1-

5. Ajunte de los elementos como iones

Pt4+Cl1- y Pt2+Cl1-

6. Intercambio de valencias y fórmula definitiva

PtCl4 y PtCl2

' El platino tiene prioridad sobre el cloro y se escribe primero en la fórmula. El platino tiene valencias de 4+ y 2+ y puede formar dos compuestos con el cloro. El cloro posee valencias de 1+, 1-, 3-, 5- y 7-, pero debido a que el platino posee prioridad y el elemento con mayor prioridad trabaja con valencia positiva, el cloro debe trabajar con la valencia de 1- para que se cumpla el principio de neutralidad eléctrica después de realizado el intercambio de valencias. 2.2 Convenciones para nombrar compuestos binarios. Los átomos se pueden unir mediante enlaces intermetálicos, iónico o electrovalente y mediante un enlace covalente. El enlace iónico es el resultado de las fuerzas electrostáticas entre iones de una red iónica. El enlace covalente es el resultado del compartimiento o coordinación de electrones. Compuestos formados mediante enlaces puramente electrovalentes, pueden nombrarse mediante los sistemas de Proporciones Estequiométricas, Stock y Ewens Bassett. Compuestos cuyos elementos se unen mediante enlaces puramente covalentes, pueden ser nombrados mediante los tres sistemas citados anteriormente y mediante el sistema de Coordinación. Hidruros o hidridos mononucleares covalentes, se nombran siguiendo un sistema sistemático o mediante nombres triviales. Compuestos intermetálicos poseen recomendaciones especiales. En esta sección explicamos los diferentes sistemas recomendados o aceptados por la IUPAC para nombrar compuestos binarios y en la próxima sección explicamos los sistemas recomendados para nombrar iones binarios. a. Método de las proporciones estequiométricas

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

Con el método de las proporciones estequioméricas se puede nombrar cualquier tipo de sustancia y para sustancias binarias no es requerido indicar la valencia del elemento. El nombre de una sustancia binaria de acuerdo con este método se forma como se indica a continuación. Nombre del prefijo de cantidad o multiplicativo para el elemento de menor prioridad + Nombre del elemento de menor prioridad como ion negativo + Palabra de + Nombre del prefijo de cantidad o multiplicativo para el elemento de mayor prioridad + Nombre del elemento de mayor prioridad Ejemplos: Compuestos que poseen oxígeno Na2O óxido de disodio MgO óxido de magnesio Cr2O3 trióxido de dicromo V2O5

pentaóxido de divanadio

Fe3O4 tetraóxido de trihierro Mn2O7 heptaóxido de dimanganeso U3O8 octaóxido de triuranio Cl2O óxido de dicloro OF2

difluorido de oxígeno (óxido de diflúor aparece en algunos textos) difluoruro de oxígeno

CO2

dióxido de carbono

Cl2O3 trióxido de dicloro N2O4

tetraóxido de dinitrógeno

P2O5

pentaóxido de difósforo

Cl2O7 heptaóxido de dicloro Los compuestos formados por el oxígeno y un no metal como los dados en la lista anterior se denominaban anhídridos. La IUPAC prohíbe el uso de la palabra anhídrido para nombrarlos. Los prefijos hemi (proviene del griego) y sesqui (proviene del latín) se han utilizado para designar a las proporciones 2/1 y 2/3, respectivamente. Ejemplos: Ag2 O

hemióxido de plata

Au2O

hemióxido de oro

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Nomenclatura Química Inorgánica Co2O3 sesquióxido de cobalto

Recomendaciones para sustancias binarias Al2O3

sesquióxido de aluminio

Compuestos formados por un metal + no metal diferente al oxígeno NaCI

cloruro de sodio o clorio de sodio

Ag2S

sulfuro de diplata o sulfido de diplata

BaCI2 dicloruro de bario o diclorido de bario Ca3P2 difosfuro de tricalcio o difosfido de tricalcio PbCl4

tetracloruro de plomo o tetraclorido de plomo

FeBr3

tribromuro de hierro o tribromido de hierro

Compuestos formados por no metales B4C

monocarburo de tetraboro o monocarbido de tetraboro

CS2

disulfuro de carbono o disulfido de carbono

PCI3

tricloruro de fósforo o triclorido de fósforo

CCI4

tetracloruro de carbono o tetraclorido de carbono

PCI5

pentacloruro de fósforo o pentaclorido de fósforo

N2S5

pentasulfuro de dinitrógeno o pentasulfido de dinitrógeno

CaH2

dihidruro de calcio o dihidrido de calcio

FeH3

trihidruro de hierro o trihidrido de hierro

TiH3

trihidruro de titanio o trihidrido de titanio

H2S

sulfuro de dihidrógeno o sulfido de dihidrógeno

HCI

cloruro de hidrógeno o clorido de hidrógeno

Hidridos o hidruros

El prefijo de cantidad MONO en una gran mayoría de veces es opcional y, por tanto, puede omitirse, pero en compuestos de estequiometría 1:1 en el que el elemento menos electronegativo posee valencia variable se debe colocar antes del nombre del elemento más electronegativo para insinuar que el elemento menos electronegativo posee la misma valencia que el elemento más electronegativo

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

Ejemplos: monóxido de carbono (CO), monosulfuro o monosulfido de carbono (CS), monóxido de nitrógeno (NO), monóxido de hierro (FeO), etc.

En el sistema de Nomenclatura Binaria, la IUPAC recomienda nombrar al elemento de mayor prioridad primero, pero es una costumbre muy arraigada en los países de origen latino el nombrar primero al elemento de menor prioridad. Ejemplos: NaCl

sodio clorido (IUPAC)

NaCl

clorido o cloruro de sodio (costumbre latina)

b. Sistema Stock. El Sistema Stock no es recomendado para iones que poseen elementos con valencias fraccionadas. El nombre de la sustancia binaria de acuerdo con este sistema, se forma de la siguiente manera: Nombre del elemento de menor prioridad como ion negativo + Palabra de + Nombre del elemento de mayor prioridad + Valencia de trabajo escrita en número romano y entre paréntesis. Si los elementos son monovalentes, las valencias pueden omitirse de la fórmula Ejemplos: Compuestos formados por oxígeno Au2O3

óxido de oro(III)

U2O3

óxido de uranio(III)

CeO2

óxido de cerio(IV)

TiO2

óxido de titanio(IV)

PdO

óxido de paladio(II)

Sb2O5

óxido de antimonio(V)

Cl2O

óxido de cloro(I)

Cl2O3

óxido de cloro(III)

ClzO5

óxido de cloro(V)

Cl2O7

óxido de cloro(VII)

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

SiO2

óxido de silicio

Li2O2

peróxido de litio o dióxido(-I) de litio

MgO2

peróxido de magnesia o dióxido(-I) de magnesia

Ag2O2

peróxido de plata(I) o dióxido(-I) de plata(I)

BaO2

peróxido de bario o dióxido(-I) de bario

H2O2

peróxido de hidrógeno o dióxido(-I) de hidrógeno

NaO2

hiperóxido de sodio o superóxido de sodio

Ba(O2)2 hiperóxido de bario o superóxido de bario LiO3

ozonido de litio u ozonuro de litio

NaO3

ozonido de sodio u ozonuro de sodio

Compuestos formados por un metal + no metal diferente al oxígeno FeCI3

cloruro de hierro(III) o clorido de hierro(III)

PbS

sulfuro de plomo(II) o sulfido de plomo(II)

SnCl2

cloruro de estaño(II) o clorido de estaño(II)

Hg2CI2 cloruro de dimercurio(I) o clorido de dimercurio(I) AgN3

azido o azida de plata(I)

Ca(N3)2 azido o azida de calcio Pb(N3 )2 azido o azida de plomo(II) NaH

hidruro de sodio a hidrido de sodio

LaH3

hidruro de lantano o hidrido de lantano

Compuestos formados por no metales PBr5

bromuro de fósforo(V) o bramido de fósforo(V)

P3N5

nitruro de fósforo(V) o nitrido de fósforo(V)

NBr3

bromuro de nitrógeno(III) o bromido de nitrógeno(III)

CS2

sulfuro de carbono(IV) o sulfido de carbono(IV)

CCl4

cloruro de carbono(IV) o clorido de carbono(IV)

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

CaH2

hidruro de calcio o hidrido de calcio

CaC2

dicarburo(-I) de calcio o dicarbido(-I) de calcio acetiluro de calcio o acetilido de calcio

CuC2

dicarburo (-I):de cobre(I) o dicarbido(-I) de cobre (I) acetiluro de cobre(I) o acetilido de cobre(I)

Al4C3

carburo de aluminio o carbido de aluminio

Nombres como, por ejemplo, cloruro sódico (NaCl), sulfuro sódico (Na2S), nitruro bárico (Ba3N2), fluoruro cálcico (CaF2), etc. forman parte del lenguaje químico común de España, pero no es aceptado por la IUPAC y tampoco forma parte del lengua Químico de Latinoamérica. Nota en los ejemplos dados que para nombrar a una sustancia binaria de acuerdo con el sistema Stock, es requerido el conocimiento de la valencia del elemento de mayor prioridad. Los siguientes ejemplos muestran la determinación de la valencia del elemento de mayor prioridad. Determinación de la valencia del hierro en el dióxido de dihierro Fórmula

Fe2O3

Subíndices estequiométricos

νFe = 2, vO = 3

Valencias de los elementos

ZFe = ?, ZO = -2

Principio de neutralidad eléctrica Valor de la valencia incognita, obtenida resolviendo la ecuación anterior

νFeZFe + vOZO = 0 2 x ZFe + 3 x (-2) = 0 ZFe = 3

:

Determinación de la valencia del carbono en el tetraclorido (tetracloruro) de carbono Fórmula

CCl4

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

Subíndices estequiométricos

νC = 1, vCl = 4

Valencias de los elementos

ZC = ?, ZCl = -1

Principio de neutralidad eléctrica Valor de la valencia incognita, obtenida resolviendo la ecuación anterior

νCZC + vClZCl = 0 1 x ZC + 4x (-1) = 0 ZC = 4

Determinación de la valencia del cobre en el acetilido (acetiluro) de dicobre Fórmula

Cu2C2

Subíndices estequiométricos

νCu = 2, vC2 = 1

Valencias de los elementos

ZCu = ?, ZC2 = -2

Principio de neutralidad eléctrica Valor de la valencia incognita, obtenida resolviendo la ecuación anterior

νCuZCu + vC2ZC2 = 0 2 x ZCu + 1x (-2) = 0 ZCu = 1

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

Determinación de la valencia del plomo en el diazido o diazida de plomo Fórmula

Pb(N3)2

Subíndices estequiométricos

νPb = 1, vN3 = 2

Valencias de los elementos

ZPb= ?, ZN3 = -1

Principio de neutralidad eléctrica Valor de la valencia incognita, obtenida resolviendo la ecuación anterior

νPbZPb + vN3ZN3 = 0 1 x ZPb + 2x (-1) = 0 ZPb = 2

c. Sistema Ewens-Bassett. El sistema Ewens-Bassett es similar al sistema Stock, pero la valencia del ion se representa en número arábico. Si los elementos que participan en la fórmula son monovalentes, la valencia se puede omitir de la fórmula. El sisterma Ewens-Bassett es el más apropiado cuando el elemento posee valencia fraccionada. Nombre del elemento de menor prioridad como ion negativo Nombre del elemento de mayor prioridad + Valencia de trabajo escrita en numero arábico y entre paréntesis Ejemplos: FeCl2

cloruro de hierro(2+) o clorido de hierro(2+)

MnO2

óxido de manganeso(4+)

BaO2

peróxido de bario o dióxido(2-) de bario

PtCl2

cloruro de platino(2+) o clorido de platino(2+)

Ba(O2)2 hiperóxido de bario o dióxido(1-) de bario Ca(N3)2 trinitrido(1-) de calcio o trinitruro(1-) de calcio AgN3

trinitrido(1-) de plata(1+) o trinitruro(1-) de plata(1+)

Ba(N3)2 trinitrido(1-) de bario o trinitruro(1-) de bario Hg2Cl2

clorido de dimercurio(2+) o cloruro de dimercurio(2+)

d. Sistema trivial y sistemático para hidridos o hidruros covalentes.

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

El sistema sistemático recomendado por la IUPAC para nombrar a los hidridos o hidruros covalentes mononucleares, hace uso de la terminación o sufijo -ano. La terminación -ano indica que el número de enlaces entre el elemento central y el ligando hidrido o hidruro, es como se indica en la tabla 2.1. Por ejemplo, borano, fosfano, silano, etc. indican que boro y fósforo se enlazan covalentemente con tres ligandos hidridos (hidruros) y el silicio se enlaza covalentemente con cuatro ligandos hidridos (hidruros). De igual manera, un número de enlace estándar de 3 para el nitrógeno, indica que el nitrógeno está enlazado covalentemente a tres ligandos hidridos o hidruros y un número de enlace estándar de cuatro para el carbono, indica que el átomo de carbono está enlazado covalentemente a cuatro ligandos hidridos, etc. Algunos ejemplos de la nomenclatura sistemática para hidridos o hidruros covalentes con el número de enlace estándar, son reportados en la siguiente tabla. Número de enlace estándar

Elemento

Fórmula y nombre sistemático para hidridos covalentes monomoleculares con el número de enlace estándar

3

B

BH3 (borano)

CH4 (carbano) SiH4 (silano) C, Si, Ge, Sn, 4 GeH4 (germano) Pb SnH4 (stannano) PbH4 (plumbano) NH3 (azano) PH3 (fosfano) N, P, As, Sb, 3 AsH3 (arsano) Bi SbH3 (stibano) BiH3 (bismutano) H2O (oxidano) H2S (sulfano) O, S, Se, Te, 2 H2Se (selano) Po H2Te (telano) H2Po(polano) HF (fluorano) HCl (clorano) 1 F, Cl, Br, I, At HBr (bromano) HI (iodano) HAt (astatano) Tabla 2.1: Nº de enlace estándar y nombre sistemático para hidridos o hidruros monomoleculares covalentes con valencia estándar

La convención lambda (λ) se utiliza para indicar que el número de enlaces covalentes que posee el elemento central con el ligando hidrido (hidruro), es diferente al número de enlace estándar para ese elemento. Un nombre como, por ejemplo, λ5-fosfano indica que el fósforo se enlaza con cinco ligandos hidridos. Otros ejemplos son dados a continuación: Ejemplos:

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

PH5

λ5 -fosfano

AsH5 λ5 -arsano H4S

λ4 -sulfano

H3I

λ3 -iodano

H5I

λ5 -iodano

Como podemos apreciar en los ejemplos anteriores, hidridos (hidruros) covalentes con un número de enlace no estándar se nombran de la siguiente manera. Letra griega lambda (λ) + Número de ligandos hidridos (hidruros) como superíndice en el lado derecho de lambda + Nombre sistemático, dado en la tabla 2.1 En la siguiente tabla se comparan los nombres sistemáticos y triviales para algunos hidridos (hidruros) monomoleculares covalentes. Nombre trivial o común (binario para los últimos cinco compuestos) CH4 carbano (metano) metano NH3 azano amoniaco PH3 fosfano fosfina AsH3 arsano arsina SbH3 stibano estibina BiH3 bismutano bismutina H2O oxidano agua H2S sulfano sulfido de hidrógeno o sulfuro de hidrógeno HF fluorano fluorido de hidrógeno o fluoruro de hidrógeno HCl clorano clorido de hidrógeno o cloruro de hidrógeno HBr bromano bromido de hidrógeno o bromuro de hidrógeno HI iodano (yodano) yodido de hidrógeno o yoduro de hidrógeno Tabla 2.2: Nombres sistemáticos y triviales para hidridos covalentes con el número de enlace estándar. Fórmula

Nombre sistemático

Los hidridos o hidruros HF, HCl, HBr, HI, H2S, H2Se y H2Te en medio acuoso, se conocen en el lenguaje químico común o trivial con los siguientes nombres:

HF(ac)

ácido fluorhídrico

HCl(ac)

ácido clorhídrico

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

HBr(ac)

ácido bromhídrico

HI(ac)

ácido yodhídrico (ácido iodhídrico)

H2S(ac)

ácido sulfhídrico

H2Se(ac)

ácido selenhídrico

H2Te

ácido telurhídrico

La IUPAC no recomienda la funcionalidad para nombrar ácidos Hidridos (hidruros) covalentes polinucleares, se nombran haciendo uso de los prefijos de cantidad y el nombre sistemático reportado en la tabla 2.1. Prefijo de cantidad + Nombre sistemático dado en la tabla 2.1 Nombres como diborano, difosfano, distannano, disilano, tetrasilano, etc. son nombres sistemáticos para hidridos polinucleares. Ejemplos: B2H6

diborano

P2H4

difosfano

Sn2H6

distannano

Si2H6

disilano

Si4H10

tetrasilano

⇒

La Nomenclatura Sustitutiva consiste en la sustitución de un átomo o sustituciones de átomos de hidrógeno del hidrido padre (hidruro padre) por otro átomo u otros átomos y se utiliza para nombrar a los compuestos del boro y a los compuestos formados por los elementos de los grupos 14, 15, 16 y 17.

Prefijo de cantidad o multiplicativo del sustituyente + Nombre del sustituyente como ligando + Nombre sistemático reportado en la tabla 2.1 Ejemplos: NCl3

tricloroazano

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

PCl3

triclorofosfano

SiCl4

tetraclorosilano

BiH2Cl

clorobismutano

AsHCl2 dicloroarsano SbCl3

triclorostibano

Hidridos monomoleculares y polinucleares o hidridos en cadena, se pueden también nombrar mediante Nomenclatura de Coordinación que estudiaremos en la sección 2.4 y en los capítulos 3 y 4 . 2.3 Convenciones para nombrar iones binarios. La rama de la química inorgánica que estudia a los compuestos de coordinación (coordinación química), es una de las ramas que mayor interés ha despertado en los últimos años y grandes esfuerzos para tratar de entender la formación y estructura de dichos compuestos se han realizado. Debido a su importancia, discutimos con más detalle la nomenclatura de estos compuestos en otro capítulo. En este capítulo utilizamos algunos términos envueltos en la química de coordinación que nos permiten entender la nomenclatura recomendada por la IUPAC para nombrar iones binarios. En los iones poliatómicos y en otras especies participan, en adición de la valencia química, el número de coordinación. El número de coordinación determina el número de átomos que se enlazan o rodean al átomo central. La valencia química de los participantes en conjunto con el número de átomos, determinan la carga del ion. Como podemos apreciar en las fórmulas de los iones NO3- , SO32- y PO33- el número de átomos de oxígeno no se puede explicar mediante el intercambio de valencias como habíamos explicado anteriormente. Esto hace que las especies o iones indicados arriba, se consideren especies complejas. Una especie compleja como un ion binario del tipo indicado arriba, está formada por un átomo central rodeado por otros átomos. Los átomos que rodean al átomo central se denominan ligandos. Consideremos, por ejemplo, al ion SO32- cuya estructura electrónica es dada al lado. Sobre la base de la fórmula electrónica dada, obtenemos: Átomo central: Ligando: Número de coordinación para azufre: Carga del ion:

S (azufre) 2-

O (oxo) 3 2-

La carga del ion se determina aplicando la siguiente expresión, n

∑ν i Z i = Z

i =1

νSZS + νOZO = carga del ion (Z) 1 x 4 + 3 x (-2) = -2 Carga del ion (Z) = -2

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Nomenclatura Química Inorgánica

Recomendaciones para sustancias binarias

νi. se refiere al número de átomos de un mismo tipo y Zi a las valencias de los elementos presentes en la fórmula del ion. En la siguiente tabla reportamos el nombre de algunos ligandos, utilizados en esta y en próximas secciones. El nombre de los ligandos se escribe en el nombre del compuesto tal como se indica en la tabla 2.3.

N2 P4 As4 N3P3As3(N2)2(N2)4(N3)(P2)2(CN)(NCO)(NCS)(NCSe)(NCN)2NF3 NH3 PH3 AsH3 SbH3 (NH)2(NH2)(PH)2(PH2)(SbH)2(SbH2)(AsH)2(AsH2)(FN)2(ClHN)(Cl2N)-

Tabla 2.3: Nombre sistemático para alguos ligandos (dinitrógeno) (HAsO3)2[hidridotrioxoarsenato(2-)] (tetrafósforo) (H2AsO2)[dihidridodioxoarsenato(1-)] (tetraarsénico) (P2O7)4[μ-oxo-hexaoxodifosfato(4-)] nitrido (C6HsN2)(fenildiazenido) fosfido (NO2)[dioxonitrato(1-)] arsenido (NO3) [trioxonitrato(1-)] [dinitrido(2-)] NO (monóxido de nitrógeno) [dinitrido(4-)] NS (monosulfido de nitrógeno) (trinitrido) N2O (óxido de dinitrógeno) [difosfido(2-)] (N2O2)2[dioxodinitrato(N-N)(2-)] ciano O2 (dioxígeno) (cianato) S8 (octaazufre) 2(tiocianato) O óxido (selenocianato) S2sulfido [carbodiimidato(2-)] Se2 selenido (trifluoroazano) Te2telurido (azano) (O2)2[dióxido(2-)] (fosfano) (O2)[dióxido(1-)] (arsano) (O3)[trióxido(1-)] 2(stibano) (S2) [disulfido(2-)] azanodiido (S5)2[pentasulfido(2-)] azanido (Se2)2[diselenido(2-)] fosfanodiido (Te2)2[ditelurido(2-)] fosfanido H2O aqua (no sistemático) stibanodiido H2S (sulfano) stibanido H2Se (selano) arsanodiido H2Te (telano) arsanido (OH)hidróxido (fluoroazanodiido) (SH)sulfanido o (hidrógenosulfido) (cloroazanido) (SeH)selanido o (hidrógenoselenido) (dicloroazanido) (TeH) telanido o (hidrógenotelurido)

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

(FP)2-

(fluorofosfanodiido)

H2O2

(F2P)CH3NH2 (CH3)2NH

(difluorofosfanido) (metanamina) (N-metilmetanamina)

H2S2 H2Se2 H2S5

(CH3)3N

(N,N-dimetilmetanamina)

(HO2)-

CH3PH2 (CH3)2PH (CH3)3P (CH3N)2(CH3NH)[(CH3)2N][(CH3)2P](CH3P)2(CH3PH)H2NNH2 HN=NH HN3 (HN=N)(HNN)3(H2NN)2(HN-NH)2(H2N-NH)HP=PH H2P-PH2 (HP=P)(H2P-P)2(HP-PH)2(H2PPH)HAs=AsH H2AsAsH2 (HAsAs)3(H2AsAs)2(CH3AsH)(CH3As)2H2NOH (HNOH)(H2NO)(HNO)2(PO3)3(HPO2)2(H2PO)(AsO3)3(HAsO2)2(H2AsO)(PO4)3(HPO3)2(H2PO2)(AsO4)3-

(metilfosfano) (dimetilfosfano) (trimetilfosfano) [metanaminato(2-)] [metanaminato(1-)] (N-metilmetanaminato) (dimetilfosfanido) (metilfosfanodiido) (metilfosfanido) diazano (diazeno) (trinitrido de hidrógeno) (diazenido) (diazanotriido) (diazano-1,1-diido) (diazano-1,2-diido) (diazanido) (difosfeno) (difosfano) (difosfenido) (difosfano-1,1-diido) (difosfano-1,2-diido) (difosfanido) (diarseno) (diarsano) (diarsanotriido) (diarsano-1,1-diido) (metilarsanido) metilarsanodiido) (hidroxiazano) (hidroxilaminato-κN) (hidroxilaminato-κO) [hidroxilaminato(2-)] (trioxofosfato(3-)] [hidridodioxofosfato(2-)] [dihidridooxofosfato(1-)] [trioxoarsenato(3-)] [hidridodioxoarsenato(2-)] [dihidridooxoarsenato(1-)] [tetraoxofosfato(3-)] [hidridotrioxofosfato(2-)] [dihidridodioxofosfato(1-)] [tetraoxoarsenato(3-)]

(HS2)(HS5)(CH3O)(C2H5O)(C3H7O)(C4H9O)(C5H11O)(CI2H25O)(CH3S)(C2H5S)(C2H4ClO)(C6H5O)(C6H5S)C6H4(NO2)O]CO CS (C2O4)2(HCO2)(CH3CO2)(CH3CH2CO2)(SO2)2(SO3)2(HSO3)(SeO2)2(S2O2)2(S2O3)2(SO4)2(S2O6)2(S2O7)2(TeO6)6Br2 FCl(I3)[ClF2][IF4][IF6](CIO)(ClO2)(ClO3)(CIO4)(IO5)3(IO6)5-

peróxido de hidrógeno (no sistemático) (disulfano) (diselano) (pentasulfano) (hidrógenoperoxi) o (hidroperoxi) (no sistemáticos) (disulfanido) (pentasulfanido) (metanolato) (etanolato) (propan-1-olato) (butan-1-olato) (pentan-1-olato) (dodecan-1-olato) (metanotiolato) (etanotiolato) (2-cloroetanolato) (fenolato) (bencenotiolato) (4-nitrofenolato) (monóxido de carbono) (monosulfido de carbono) [etanodioato] (metanoato) (etanoato) (propanoato) [dioxosulfato(2-)] [trioxosulfato(2-)] [hidrógenotrioxosulfato(1-)] [dioxoselenato(2-)] [dioxotiosulfato(2-)] [trioxotiosulfato(2-)] [tetraoxosulfato(2-)] [hexaoxodisulfato(S-S)(2-)] [μ-oxo-hexaoxodisulfato(2-)] [hexaoxotelurato(6-)] (dibromo) fluoro (no sistemático) cloro (no sistemático) [triiodo(1-)] (no sistemático [difluoroclorato(1-)] [tetrafluoroiodato(1-)] [hexafluoroiodato(1-)] [oxoclorato(1-)] [dioxoclorato(1-)] [trioxoclorato(1-) [tetraoxoclorato(1-)] [pentaoxoiodato(3-)] [hexaoxoiodato(5-)]

a. Nomenclatura de coordinación para iones binarios. La siguiente regla general es utilizada para nombrar iones negativos de acuerdo con la nomenclatura de coordinación y el sistema Stock.

35

Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

Palabra anión o ion + Prefijo de cantidad para el ligando + Nombre del ligando + prefijo de cantidad para el elemento central + Nombre del elemento central terminado en –ato + Valencia del elemento central en número romano y entre paréntesis Salvo la palabra anión o ión todos los otros nombres se escriben juntos El ion complejo se encierra entre corchetes, pero dependiendo del tipo de ion y de las necesidades se puede omitir el corchete. La carga del ion se coloca fuera y en la parte superior del corchete derecho. Este procedimiento puede ser extendido a otros iones. Si el elemento posee un nombre latino aprobado por la IUPAC, éste debe usarse en el nombre del ion.

Elemento Nombre latino

Nombre como elemento central en un complejo negativo

Ag

argentum

argentato

Au

aurum

aurato

Cu

cuprum

cuprato

Fe

ferrum

ferrato

Pb

plumbum

plumbato

Sn

stannum

estannato

Tabla 2.4: Terminación o sufijo -ato para elementos con nombres latinos aprobados por la IUPAC Los ligandos se escriben en la fórmula siguiendo el siguiente orden:

√ Ligandos aniónicos en orden alfabético de acuerdo con el símbolo √ Ligandos neutros en orden alfabético de acuerdo con el símbolo √ Ligandos polidentados en orden alfabético de acuerdo con el símbolo Los ligandos se nombran en el nombre del complejo siguiendo un orden alfabético sin tomar en cuenta el prefijo de cantidad. Ejemplos: anión o ion trioxotiosulfato(VI) anión o ion trioxoperoxosulfato(VI) Las reglas para escribir la fórmula y nombrar compuestos binarios de acuerdo con la nomenclatura de coordinación también son aplicables a compuestos con un mayor número de elementos. Consideremos algunos ejemplos para nombrar iones negativos de acuerdo con la nomenclatura de coordinación y el sistema Stock. Fórmula Carga del ion (Z) Elemento central

AsO333As (arsénico)

36

Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Valencia del elemento central Nombre de coordinación para el ion Fórmula Carga del ion (Z) Elemento central Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Valencia del elemento central Nombre de coordinación para el ion Fórmula Carga del ion (Z) Elemento central Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Valencia del elemento central Nombre de coordinación para el ion

O2- ( oxo) 3 tri (posee tres ligandos) νAsZAs + νOZO = carga del ion (Z) 1 x ZAs+ 3 x (-2) = -3 ZAs = 3 anión o ion trioxoarsenato(III) CS322C (carbono) S2- {tio) 3 tri νCZC + νSZS = carga del ion (Z) 1 x ZC + 3 x (-2) = -2 ZC = 4 anión o ion tritiocarbonato(IV) IF41I (yodo o iodo) F- ( fluoro) 4 tetra (posee cuatro ligandos) νIZI + νFZF = carga del ion (Z) 1 x ZI + 4 x (-1) = -1 ZI = 3 anión o ion tetrafluoroyodato(III)

Fórmula S2O32Carga del ion (Z) Elemento central Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Valencia del elemento central Nombre de coordinación para el ion

2S (azufre) O2- (oxo), S2- (tio) 4 (3 oxo y 1 tio) tri para el oxo, mono para tio (se omite) νISZS +νIS’ZS’ + νOZO = carga del ion (Z) 1 x ZS’ + 1 x (-2) + 3 x (-2) = -2 ZS’ = 6 anión o ion trioxotiosulfato(VI)

El sistema Ewens-Bassett puede ser utilizado con el sistema de nomenclatura de coordinación para nombrar iones. La siguiente regla general es utilizada para nombrar a los iones negativos de acuerdo con la nomenclatura de coordinación y el sistema EwensBassett.

37

Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

Palabra ion o anión + Prefijo de cantidad para el ligando + Nombre del ligando + Nombre del elemento central terminado en -ato + Carga del ion en numero arábico y entre paréntesis Salvo las palabras de ion o anión todas las otras se escriben juntas Consideremos algunos ejemplos que nos muestran el uso del sistema Ewens-Bassett. Fórmula Carga del ion (Z) Elemento central Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Nombre de coordinación para el ion

PS433P (fósforo) S2- (tio) 4 tetra ion o anión tetratiofosfato(3-) ion o anión tetrasulfidofosfato(3-)

Fórmula Carga del ion (Z) Elemento central Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Nombre de coordinación para el ion

[AlF6]33Al (aluminio) F- (fluoro) 6 hexa ion o anion hexafluoroaluminato(3-)

Fórmula Carga del ion (Z) Elemento central Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Nombre de coordinación para el ion

TeO422Te (telurio) O2- (oxo) 4 tetra ion o anión tetraoxotelurato(2-)

En las situaciones descritas anteriormente, hemos considerado la nomenclatura de coordinación para iones negativos. Consideremos algunos ejemplos que nos muestran la aplicación de la nomenclatura de coordinación para iones positivos. Palabra catión o ion + Prefijo de cantidad para el ligando + Nombre del ligando + Nombre del elemento central + Valencia del elemento central en número roma o carga del ion en número arábico y entre paréntesis Fórmula Carga del ion (Z) Elemento central Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Valencia del elemento central Nombre de coordinación para el ion

[UO2]2+ 2+ U (uranio) O2- (oxo) 2 di 6 ion o catión dioxouranio(2+) (Ewens-Bassett) ion o catión dioxouranio(VI) (Stock)

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

Fórmula Carga del ion (Z) Elemento central Ligando Número de ligandos Prefijo de cantidad para el ligando Valencia del elemento central

[ClF4]+ 1+ Cl (cloro) F- (fluoro) 4 tetra 5

Nombre de coordinación para el ion

ion o catión tetrafluorocloro(1+) (Ewens-Bassett) ion o catión tetrafluorocloro(V) (Stock)

b. Nomenclatura Sustitutiva para iones binarios, derivados de los hidridos o hidruros mononucleares covalentes. Al añadir un hidrón a los hidridos mononucleares covalentes, se forman iones positivos como, por ejemplo, catión azanio o catión amonio, catión arsanio, catión fosfanio, catión stibanio, etc, es decir, nombres formados a partir del nombre del hidrido covalente y el sufijo –io. En el siguiente cuadro se resume la regla para nombrar a estos iones.

Nombre sustitutivo para iones positivos, derivados de los hidruros o hidridos mononucleares covalentes. Nombre sistemático del hidrido covalente (hidruro covalente) sin la ultima -o + Terminacion -io Un hidrón es una mezcla isotópica normal de protones (

1 1

2

3

1

1

H + ), deuterones ( H + ) y tritones ( H + )

Ejemplos: AsH4+

arsanio

NH4+

azanio o amonio

PH4

+

SbH4+ SiH4 HCl

+

+

fosfanio stibanio silanio cloranio

La terminación o sufijo –onio es permitida para nombar a los cationes mononucleares de los grupos 15, 16 y 17. Nombre sustitutivo alternativo para iones positivos, derivados de los hidridos o hidruros mononucleares covalentes. Se cambia el sufijo –anio del nombre sistemático del catión hidruro covalente) por el sufijo -onio

hidrido covalente (catión

Ejemplos: AsH4+

arsonio

H3S+

sulfonio

+

fosfonio

PH4

SbH4+

stibonio

39

Nomenclatura Química Inorgánica binarias H2I+

Recomendaciones para sustancias iodonio

+

H2Cl

cloronio

H3O+

oxonio

Nombres como, por ejemplo, anión azanido, anión fosfanido, anión silanido, etc. se obtienen al sustraerle un hidrón al hidrido mononuclear covalente. Nombres como, por ejemplo, anión azanodiido, anión fosfanodiido, etc. se obtiene al sustraerle al hidrido covalente dos hidrónes. La regla para nombrar a estos cationes se resume en el siguiente cuadro. Nombre sustitutivo para iones negativos, derivados de los hidridos o hidruros covalentes. Nombre sistemático del hidrido covalente (hidruro covalente) sin la ultima -o + prefijo de cantidad para el número de cargas negativas + Terminacion –ido Ejemplos: NH2-

azanido (azanuro)

PH2-

fosfanido (fosfanuro)

AsH2SbH2

-

arsanodiido (arsanodiuro) stibanido (stibanuro)

BiH2-

bismutido (bismuturo)

HS-

sulfanido (sulfanuro)

CH3

-

metanito (metanito)

c. Nombre común o trivial para iones binarios. Iones que poseen el ligando oxo (O2-) coordinado al elemento central, se denominan iones oxo. Sales y ácidos que contienen a estos iones se denominan sales oxo y ácidos oxo, respectivamente. La única nomenclatura sistemática que se ha establecido para nombrar a estos iones es la de coordinación, explicada anteriormente, pero dentro del nombre trivial o común podemos establecer ciertas reglas que nos ayudan a recordar el nombre común de estos iones. 1. Terminaciones o sufijos -ato e -ito para iones oxo. Mientras en la nomenclatura de coordinación la terminación -ato es utilizada para nombrar iones negativos, en la nomenclatura común o trivial esta terminación indica la mayor valencia entre dos posibilidades. -ito indica menor valencia entre dos posibles. Ejemplos: NO3-

ion nitrato o anión nitrato

νNZN + νOZo = -1 1 x ZN + 3 x (-2) = -1 ZN = 5 NO2-

ion nitrito o anión nitrito 1 x ZN + 2 x (-2) = -1 ZN = 3

En el nitrato el nitrógeno trabaja con la valencia de 5+ y en el nitrito trabaja con valencia de 3+.

40

Nomenclatura Química Inorgánica binarias AsO43AsO33-

Recomendaciones para sustancias

ion arsenato o anión arsenato ion arsenito o anión arsenito

El prefijo –ito tiende a desaparecer del Lenguaje Químico IUPAC 2. Prefijos hipo- y per- para iones oxo. Son utilizados para diferenciar iones en los que el elemento central posee cuatro valencias. Si el elemento central trabaja con la menor valencia, el nombre del ion utiliza el prefijo hipo- y la terminación o sufijo -ito. Si el elemento central trabaja con la mayor valencia, el nombre del ion utiliza el prefijo -per y la terminación o sufijo -ato. Ejemplos: CIO-

ion o anión hipoclorito

CIO2-

ion o anión clorito

CIO

3

ion o anión clorato

CIO

4

ion o anión perclorato

Nombres comunes no aceptados por la IUPAC BrO-

-

ion o anión hipobromito

BrO

2

ion o anión bromito

BrO

3

ion o anión bromato

BrO4-

ion o anión perbromato

3. Prefijos –piro, -meta y -orto. El prefijo -piro se ha utilizado para nombrar iones negativos que contienen dos átomos de fósforo (iones condensados de fosforo), pero no son permitidos por la IUPAC. Ejemplos: P2O74-

pirofosfato

P2O64-

pirofosfito

El prefijo -meta es utilizado para designar estructuras cíclicas del tipo mostrado en la figura y en las siguientes fórmulas condensadas. [PnO3n]n-, [BnO2n]n- etc. Ejemplos: [BO2]33-

trimetaborato

[PO3]33-

trimetafosfato

El prefijo -orto se utiliza para designar iones como: BO33-

ortoborato

PO33-

ortofosfato

El nombre común o trivial del ion oxo, puede acompañarse con la carga del ion o con la valencia del elemento central.

41

Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

Ejemplos: PO33PO4

3-

fosfito(3-) o fosfito(III) fosfato(3-) o fosfato(V)

SO32-

sulfito(2-) o sulfito(IV)

MnO42-

manganto(2-) o manganto(VI)

CrO

24

cromato(2-) o cromato(VI)

Fórmula

Nombre común

AsO33-

ion arsenito

BO2-

ion o anión metaborato

BO33-

ion o anión ortoborato

BrO2-

ion o anión bromito (No IUPAC)

ClO-

ion o anión hipoclorito

CO32-

ion o anión carbonato

CrO42-

ion o anión cromato

Cr2O72-

ion o anión dicromato

IO3-

ion o anión yodato

MnO4-

ion o anión permanganato

MnO42-

ion o anión manganato

NO3-

ion o anión nitrato

PO43-

ion o anión fosfato

Nombre sistemático ion o anión trioxoarsenato(III) ion o anión trioxoarsenato(3-) ion o anión dioxoborato(III) ion o anión dioxoborato(1-) ion o anión trioxoborato(III) ion o anión trioxoborato(3-) ion o anión dioxobromato(III) ion o anión dioxobromato(1-) ion o anión oxoclorato(I) ion o anión oxoclorato(1-) ion o anión trioxocarbonato(IV) ion o anión trioxocarbonato(2-) ion o anión tetraoxocromato(VI) ion o anión tetraoxocromato(2-) ion o anión µ-oxohexaoxodicromato(VI) ion o anión µ-oxohexaoxodicromato(2-) ion o anión trioxoyodato(V) ion o anión trioxoyodato(1-) ion o anión tetraoxomanganato(VII) ion o anión tetraoxomanganato(1-) ion o anión tetraoxomanganato(VI) ion o anión tetraoxomanganato(2-) ion o anión trioxonitrato(V) ion o anión trioxonitrato(1-) ion o anión tetraoxofosfato(V) ion o anión tetraoxofosfato(3-)

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

ion o anión trioxofosfato(V) ion o anión trioxofosfato(3-) ion o anión tetraoxorenato(VII) ReO4ion o anión perrenato (No IUPAC) ion o anión tetraoxorenato(1-) ion o anión tetraoxorenato(VI) ReO42ion o anión renato (No IUPAC) ion o anión tetraoxorenato(2-) ion o anión trioxoselenato(IV) SeO32ion o anión selenito (No IUPAC) ion o anión trioxoselenato(2-) ion o anión tetraoxoselenato(VI) SeO42ion o anión selenato (No IUPAC) ion o anión tetraoxoselenato(2-) ion o anión trioxosulfato(IV) SO32ion o anión sulfito ion o anión trioxosulfato(2-) ion o anión tetraoxosulfato(VI) SO42ion o anión sulfato ion o anión tetraoxosulfato(2-) ion o anión tetraoxotecnecato(VII) TcO4ion o anión pertecnecato (No IUPAC) ion o anión tetraoxotecnecnato(1-) ion o anión tetraoxotecnecato(VI) TcO42ion o anión tecnecato (No IUPAC) ion o anión tetraoxotecnecato(2-) ion o anión trioxovanadato(V) VO3ion o anión metavanadato (No IUPAC) ion o anión trioxovanadato(1-) ion o anión tetraoxotungstato(VI) WO42ion o anión tungstato (No IUPAC) ion o anión tetraoxotungstato(2-) Tabla 2.5: Comparación entre nombres comunes o triviales y sistemáticos para iones oxo. PO33-

ion o anión fosfito

Como podemos apreciar en la tabla 2.5, algunos nombres comunes o triviales de iones oxo no son permitidos por la IUPAC y para evitar excepciones se recomienda utilizar la Nomenclatura de Coordinación para nombrar a estos iones. 4. Ciertos cationes utilizan la terminación –il o –ilo. Ciertos cationes que contienen oxígeno u otro calcógeno, hacen uso de la terminación o sufijo –il o –ilo. Estos nombres han sido aceptados por la IUPAC. Realmente la terminación aceptada por la IUPAC es –il, pero la terminación –ilo forma parte del lenguaje químico de España-Hispanoamérica Fórmula

Nombre

Fórmula

Nombre

ClO

clorosil o clorosilo

NO2

nitril o nitrilo nitroil o nitroilo

ClO2

cloril o clorilo

PO

fosforil o fosforilo

ClO3

percloril o perclorilo

PS

tiofosforil o tiofosforilo

CO

carbonil o carbonilo

S2O5

disulfuril o disulfurilo

CrO2

cromil o cromilo

SO

CS

tiocarbonil o tiocarbonilo

SO2

IO

iodosil o iodosilo

UO2

NO

nitrosil o nitrosilo

Nombres similares para cationes formados con I y Br. (IO2, IO3, BrO, BrO2, BrO3 etc.)

sulfinil o sulfinilo tionil o tionilo sulfonil o sulfonilo sulfuril o sulfurilo uranil o uranilo

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

Tabla 2.6: Nombre trivial aceptado por la IUPC para algunos aniones Algunos de estos grupos pueden poseer más de una valencia o carga y para evitar confusiones se complementan los nombres triviales, reportados en la tabla anterior, con la carga del ion o la valencia del elemento central. Ejemplos: CO2+

carbonil(2+) o carbonil(IV)

PO3+

fosforil(3+) o fosforil(V)

PO

+

fosforil(1+) o fosforil(III)

PS3+

tiofosforil(3+) o tiofosforil(V)

SO22+

sulfonil(2+) o sulfonil(VI)

UO2

2+

NO2+

uranil(2+) o uranil(VI) nitrosil(2+) o nitrosil(IV)

El grupo OH se denomina hidroxil o hidroxilo, pero como catión (OH+) se denomina hidroxilio Los nombres reportados en la tabla anterior se han utilizado para nombrarlos como grupos neutros, pero la IUPAC no los recomienda y sugiere que estos grupos como neutros se nombren como, por ejemplo, monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2), monóxido de nitrógeno (NO), etc. d. Nomenclatura derivada del nombre funcional del ácido oxo para nombrar al ion oxo. En este tipo de nomenclatura se hace terminar el nombre del elemento central en –ato, es decir, se cambia la terminación –ico del ácido por la terminación -ato. La carga del ion se representa en número arábico y la valencia del elemento central en número romano. La regla general es como sigue: Palabra ion o anión + Nombre del elemento central terminado en –ato + Carga del ion en número arábico o valencia del elemento central en número romano. Ejemplos: AsO43-

ion o anión arsenato(3-) o ion o anión arsenato(V)

BO33-

ion o anión borato(3-) o ion o anión borato(3-)

CO

23

ion o anión carbonato(2-) o ion o anión carbonato(IV)

CrO42-

ion o anión cromato(2-) o ion o anión cromato(VI)

MnO4-

ion o anión manganto(1-) o ion o anión manganto(VII)

PO43ReO4

ion o anión fosfato(3-) o ion o anión fosfato(V) -

ion o anión renato(1-) o ion o anión renato(VII)

SO42-

ion o anión sulfato(2-) o ion o anión sulfato(VI)

ClO31-

ion o anión clorato(1-) o ion o anión clorato(V)

NO31-

ion o anión nitrato(1-) o ion o anión nitrato(V)

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

Estos sistemas de nomenclatura pueden resultar en algunas circunstancias ambiguo y confuso y, por tanto, la nomenclatura de coordinación es la más apropiada para nombrar a los iones oxo y otros. Los siguientes ejemplos reflejan estas ambigüedades. ReO41- y ReO53- ambos iones se desigan renato(VII) ReO31- y ReO43- ambos iones se desigan renato(V) La cualificación de estos iones y otros mediante la carga del ion en número arábico, permite la diferenciación de algunos de ellos: ReO41- renato(1-) y ReO53- renato(3-) ReO31- renato(1-) y ReO43- renato(3-) Pero no se diferencia entre los siguientes iones. ReO41- renato(1-) y ReO31- renato(1-) ReO53- renato(3-) y ReO43- renato(3-) En la Tabla 2.7 se reportan los nombres más recomendados para algunos iones –oxo de uso frecuente. Una variante de este sistema es la nomenclatura de isopolio. En la nomenclatura de isopolio se asume que el elemento central trabaja con su mayor valencia. Si el elemento central no trabaja con su mayor valencia, ésta debe de indicarse. Ejemplos: Cr2O72P2O

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dicromato(2-) difosfato(4-)

P3O105-

trifosfato(3-)

N2O22-

dinitrato(II)

En los ejemplos anteriores, la no indicación de la valencia del elemento central indica que el elemento central trabaja con su mayor valencia. 2.4 Nomenclatura de coordinación para compuestos binarios Compuestos covalentes binarios se pueden nombrar mediante el sistema de nomenclatura de coordinación. El nombre del compuesto se forma como se indica a continuación. Prefijo de cantidad o multiplicativo para el ligando + Nombre del ligando + Prefijo de cantidad o multiplicativo para el elemento central + Nombre del elemento central Ejemplos: SF6

hexafluoroazufre

PH5

pentahidridofosforo o pentahidrurofosforo

SH6

hexahidridoazufre o hexahidruroazufre

BH3

trihidroboro

En los compuestos del boro el ligando –H, recibe el nombre de hidro. Hidro (-H) es una mezcla isotópica normal de protio ( 11 H ), deuterio ( 21 H ) y tritio ( 31 H )

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

N2O4

tetraoxodinitrogeno(N-N)

Sn2H6

hexahidridodiestaño(Sn-Sn) hexahidrurodiestaño(Sn-Sn)

P2H4

tetrahidridodifosforo(P-P) tetrahidrurodifosforo(P-P)

Las fórmulas estructurales de los tres últimos compuestos, es dada al lado. En estos nombres (N-N), (P-P) y (Sn-Sn) indican que ambos átomos están enlazados. Para nombrar a los dos últimos compuestos, se pueden utilizar nombres sustitutivos como, por ejemplo, distannano y difosfano. 2.5 Nombres basados en el nombre del elemento central como sustituyente Se nombra de manera similar a la nomenclatura de coordinación, pero se utiliza el nombre del elemento central como sustituyente, es decir, terminado en –io (ver sección 1.10). Prefijo de cantidad o multiplicativo para el ligando + Nombre del ligando + Nombre del elemento central como sustituyente En la construcción de la fórmula se escribe el ligando primero Ejemplos: F3B

trifluoroborio

F6S

hexafluorosulfurio

ClHg

cloromercurio

H5P

pentahidridofosforio

Cl4Co

tetraclorocobaltio

Cl5P

pentaclorofosforio

Cl3As

tricloroarsenio

(CO)6Ni

hexacarbonilniquelio

2.6 Convención para compuestos intermetálicos El metal cuyo símbolo se encuentra localizado primero en el alfabeto, se escribe primero Ejemplos: AgZn y AgMg La plata se escribe primero debido a que la primera letra de su símbolo es A y aparece en el alfabeto primero que Z y M. Otros ejemplos son: Al3Ni, Al4Ba CuTi, Cu2Mg, Al2Cu MgZn2, MgNi2

46

Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias REPASO

Recuerde que la Nomenclatura Binaria, está constituido por los sistemas de Proporciones Estequiométricas, Stock y Ewens-Bassett. En estos sistemas se separan los constituyentes de la fórmula en electropositivo y electronegativo para nombrarlos . En el sistema de Proporciones Estequiométricas, se utilizan los prefijos de cantidad o multiplicativos para indicar la cantidad de cada constituyente de la fórmula y se nombra el elemento electronegativo seguido del elemento electropositivo precedido por la palabra de. En el sistema Stock para sustancias binarias no es requerido citar las proporciones estequiométricas de los constituyentes, pero se hace uso del número romano para indicar la valencia del elemento electropositivo de la fórmula con valencia variable. En el sistema Ewens-Bassett se hace uso del número arábico para indicar la carga del ion o del elemento electropositivo de la fórmula con valencia variable. La Nomenclatura de Coordinación se basa en la identificación del elemento central y los ligandos que lo rodean. El elemento central y los ligandos se unen mediante enlaces covalentes donde el ligando es el donor y el elemento central es el aceptor. Este tipo de nomenclatura puede ser aplicado a compuestos que normalmente no se consideran compuestos de coordinación. En este sistema de nomenclatura se nombra la cantidad de ligandos haciendo uso del prefijo multiplicativo apropiado, seguido del nombre del ligando, prefijo multiplicativo del elemento central y nombre del elemento central. Si el ion es negativo, el nombre del elemento central se hace terminar en –ato. La valencia del elemento central o la carga del ion, se escribe encerrada entre paréntesis delante del nombre del elemento. El nombre sistemático de un ligando aniónico termina en -o. La valencia del elemento central o de otro elemento de una fórmula, se determina aplicando el principio de neutralidad eléctrica. Nombres sustitutivos se utilizan para nombrar a los compuestos de los grupos 14, 15, 16 y 17 y compuestos del boro. Este tipo de nomenclatura se basa en la sustitución de un ligando hidrido o hidruro del hidrido covalente por otro ligando. El nombre está constituido por el prefijo multiplicativo del ligando sustituyente, seguido del nombre del ligando y el nombre sistemático del hidrido o hidruro de partida con el número de enlace estándar. Hidridos o hidruros covalentes con un número de enlace no estándar, se nombran mediante la convención lambda. Los nombres que hacen uso del nombre del elemento como sustituyente, se obtienen al nombrar al ligando precedido por su prefijo multiplicativo y el nombre del elemento central como sustituyente, es decir, terminado en –io. Al escribir la fórmula en este tipo de nomenclatura, el ligando se escribe primero que el elemento central como sustituyente. Al añadirle un hidrón a un hidrido covalente, se forma un catión que termina en –io. Al sustraerle un hidrón a un hidrido covalente, se obtiene un anión terminado en –ido. El nombre común de los iones oxo terminan principalmente en –ato. La prioridad al escribir la fórmula en compuestos intermetálicos sigue un orden alfabético. En otros compuestos, el menos electronegativo posee mayor prioridad y se escribe primero en la fórmula, pero se cita de último.

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

EJERCICIOS DE EVALUACIÓN 2.1 Determinar la valencia del metal en los siguientes compuestos. a. CoCo2IIIO4 b. Cu2C2 c. Mn2O7 d. PtCl4 e. ThO2 2.2 Indique entre los siguientes pares de elementos, el elemento que posee mayor prioridad al escribir la fórmula. a. molibdeno y germanio b. paladio y cloro c. carbono y nitrógeno d. xenón y flúor e. uranio y manganeso 2.3 En la fila se reportan no metales y en la columna se reportan metales. Escribir la fórmula de los compuestos posibles entre el metal y el no metal, dados en la tabla. C a

Rb

b

Hg

c

Sn

d

Au

e

Pb

N

P

As

O

Se

Te

F

Cl

S

I

Br

At

2.4 Haciendo uso del método de las proporciones estequiométricas, nombre a los siguientes compuestos binarios. a. Mo3O8

b. P3N5

c. W2O5

d. Li3N

e. Cf2O3

f. HoCl3

g. SF4

h. Sn2S5

i . B2S3

j. Al4C3

2.5 Escriba la formula de las siguientes sustancias. a. pentaóxido de dibismuto

b. disulfido de estaño

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

c. trióxido de manganeso

d. carburo de diberilio

e. dicloruro de estroncio

f. tricarbido de diterbio

g. triclorido de oro

h. tetrafluoruro de silicio

i. trisulfuro de dihierro

j. dinitrido de tricalcio

2.6 Nombre a las siguientes sustancias de acuerdo con el sistema Stock. a. Au2C2

d. BaS2

b. Mg3N2

e. RbO2

c. Sr3P2

f. KO3

2.7 Escribir la fórmula de los siguientes compuestos. a. óxido de fósforo(V)

b. dióxido(-I) de rubidio

c. cloruro de oro(III)

d. clorido de aluminio

e. fluoruro de cerio(IV)

f. fluorido de uranio(VI)

g. sulfuro de torio

h. fluoruro de niobio(IV)

i. hidruro de magnesio

j. sulfuro de antimonio(III)

2.8 Nombre a las siguientes sustancias de acuerdo con el sistema Ewens-Bassett. a. Na2O2 b. CsO2 c. KO3 d. NaN3 e. CaC2 2.9 Escribir la fórmula de los siguientes compuestos. a. dicarburo(2-) de potasio b. bis[trinitrido(1-)] de estroncio c. diboruro(3-) de aluminio d. trisulfuro(2-) de bario e. dióxido(1-) de potasio 2.10 Haciendo uso del Sistema Binario de nomenclatura de las proporciones estequiométricas, escribir el nombre de los siguientes hidridos o hidruros. a. B5H9

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

b. B6H10 c. B10H14 d. (P4H2)3 2.11 Escribir el nombre de los siguientes iones de acuerdo con el sistema de coordinación. a. [AlH4]1-

b. [BH4]1-

c. [AgF4]1-

d. [NiF6]2-

e. [BrF4]1-

f. [AlCl4]1-

g. [SnCl6]2-

h. [NO2(O2)]1-

i. [AsS3]3-

j. [TeO3]2-

2.12 Escribir la fórmula de los siguientes iones. a. ion tetraclorosilicato(1-)

f. anión hexafluoroyodato(V)

b. anión hexafluoroplatinato(V)

g. anión tetracloromercuarato(II)

c. ion hexafluoroarsenato(1-)

h. ion hexaclorocromato(3-)

d. ion hexaoxodisulfato(S-S)(2-)

i. ion tetra[dióxido(2-)]cromato(3-)

e. anión hexafluorofosfato(V)

j. tetra[trioxofosfato(V)]

2.13 Escribir el nombre de coordinación para los siguientes iones oxo. a. PO33b. BrO31c. SiO44d. MoO42e

2.14 Escribir la fórmula de las siguientes especies. a. tetrafluoroazufre b. pentafluorocloro c. tricloroaluminio d. heptafluoroyodo 2.15 En la siguiente tabla se reportan algunos compuestos. Escriba el nombre de cada compuesto de acuerdo con el sistema de nomenclatura solicitado.

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias Fórmula

Proporciones estequiométricas

Recomendaciones para sustancias

Sustitutiva

Coordinación

Elemento central como sustituyente

a. SiF4 b. GeF4 c. PF3 d. BiF3 2.16

Indique en el paréntesis el número de la columna B que satisface a la propuesta dada en la columna A.

Columna A ( ) Es la fórmula correcta para el ion dioxoplutonio(VI)

Columna B 1. diazinodiido, hidridonitrato(3-), hidruronitrato(-I)

( ) La fórmula no posee el ordenamiento correcto para un compuesto no intermetálico

2. N2O22-

( ) La valencia fue incorrectamente señalada

3. NiSn

( ) La terminación –il fue correctamente aplicada al ion NH3+

4. BH4+

( ) Es la fórmula correcta para el ion dioxodinitrato(N-N)(I)

5. oxoyodato(3-)

( ) Es la fórmula correcta para el anión tetrahidroborato(III)

6. NH4+, OH+, H2I+, NO2+, NO+

( ) Constituyen un grupo de cationes cuyos nombres terminan en –io.

7. diazanil

( ) Es una fórmula incorrecta para un compuesto intermetálico

8. hexaoxoyodato(VII)

( ) Son nombres apropiados para el anión NO2-

9. dioxonitrato(-I), dioxonitrato(IV), nitroxilato

( ) Son nombres apropiados para la especie N2H3-

10. PuO22+ 11. PCl3O 12. BiAu2 13. PuO2+ 14. N2O22+ 15. diazanotriido, hidrázido(3-), diazanido(3-) 16. BrF2B 17. PH4+, PCl4+, N2H2+, N2H62+ 18. amonioil

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

19. nitrito, dioxonitrato(1-), dioxonitrato(III) 20. BH4-

RESPUESTAS 2.1 a. 2, b. 1, c. 7, d. 4, e. 4. 2.2 a. germanio, b. paladio, c. carbono, d. xenón, e. manganeso 2.3 a. Rb4C, Rb3N, Rb3P, Rb3As, Rb2O, Rb2Se, Rb2Te, RbF, RbCl, Rb2S, RbI, RbBr, RbAt b.

Hg2C, Hg3N2, Hg3P2, Hg3As2, HgO, HgSe, HgTe, HgF2, HgCl2, HgS, HgI2, HgBr2, HgAt2 Hg4C, Hg3N, Hg3P, Hg3As, Hg2O, Hg2Se, Hg2Te, HgF, HgCl, Hg2S, HgI, HgBr,

HgAt

c. SnC, Sn3N4, Sn3P4, Sn3As4, SnO2, SnSe2, SnTe2, SnF4, SnCl4, SnS2, SnI4, SnBr4, SnAt4 Sn2C, Sn3N2, Sn3P2, Sn3As2, SnO, SnSe, SnTe, SnF2, SnCl2, SnS, SnI2, SnBr2, SnAt2 d. Au4C3, AuN, AuP, AuAs, Au2O3, Au2Se3, Au2Te3, AuF3, AuCl3, Au2S3, AuI3, AuBr3,

AuAt3

Au4C, Au3N, Au3P, Au3As, Au2O, Au2Se, Au2Te, AuF, AuCl, Au2S, AuI, AuBr, AuAt e. PbC, Pb3N4, Pb3P4, Pb3As4, PbO2, PbSe2, PbTe2, PbF4, PbCl4, PbS2, PbI4, PbBr4, PbAt4 Pb2C, Pb3N2, Pb3P2, Pb3As2, PbO, PbSe, PbTe, PbF2, PbCl2, PbS, PbI2, PbBr2, PbAt2 2.4 a. octaóxido de trimolibdeno, b. pentanitruro de trifósforo o pentanitrido de trifósforo, c. pentaóxido de ditungsteno, d. nitruro de trilitio, e. trióxido de dicalifornio, f. tricloruro de holmio, g. tetrafluoruro de azufre o tetrafluorido de azufre, h. pentasulfuro de diestaño o pentasulfido de diestaño, i. trisulfuro de diboro o trisulfido de diboro, j. tricarburo de tetraaluminio o tricarbido de tetraaluminio. 2.5 a. Bi2O5, b. SnS2, c. MnO3 , d. Be2C, e. SrCl2, f.Tb2C3, g. AuCl3, h. SiF4, i. Fe2S3, j. Ca3N2 2.6 a. dicarburo(-I) de oro(I) o dicarbido(-I) de oro(I), b. nitruro de magnesio o nitrido de magnesio, c. fosfuro de estroncio o fosfido de estroncio, d. disulfuro(-I) de bario o disulfido(-I) de bario, e. peróxido de rubidio, f. ozonido de potasio u ozonuro de potasio 2.7 a. P2O5, b. Rb2O2, c. AuCl3, d. AlCl3, e. CeF4, f. UF6, g. ThS2, h. NbF4, i. MgH2, j. Sb2S3 2.8 a. dióxido(2-) de sodio, b. dióxido(1-) de caesio, c. trióxido(1-) de potasio d. trinitrido(1-) de sodio, e. dicarburo(2-) de calcio o dicarbido (2-) de calcio 2.9 a. K2C2, b. Sr(N3) 2, c. A1B2, d. BaS3, e. KO2 2.10 a. nonahidruro o nonahidrido de pentaboro, b. decahidrido o decahidruro de hexaboro, c. tetradecahidrido o tetradecahidruro de decaboro, d. hexahidrido o hexahidruro de dodecafósforo 2.11 a. tetrahidruroaluminato(III) o tetrahidruroaluminato(1-) c. tetrafluoroargentato(III) o tetrafluoroargentato(1-) e. tetrafluorobromato(III) o tetrafluorobromato(1-) g. hexaclorostannato(IV) o hexaclorostannato(2-)

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Nomenclatura Química Inorgánica binarias

Recomendaciones para sustancias

i. trisulfuroarsenato(III) o trisulfuroarsenato(3-); trisulfidoarsenato(III) o trisulfidoarsenato(3-) b. tetrahidroborato(III) o tetrahidroborato(1-) d. hexafluoroniccolato(IV) o hexafluoroniccolato.(2-) f. tetracloroaluminato(III) o tetracloroaluminato(1-) h. dioxoperoxonitrato(V) o dioxoperoxonitrato(1-) j. trioxotelurato(IV) o trioxotelurato(2-) 2.12

a. [SiCl4]-, b. [PtF6]-, c. [AsF6]-, d. [S2O6]2-, e. [PF6]-, f. [IF6]-, g. [HgCl4]2-, h. [CrCl6]3i. [Cr(O2)4]3-, j. [PO3]41-

2.13

a. trioxofosfato(III) o trioxorosfato(3-) b. trioxobromato(V) o trioxobromato(l-) c. tetraoxosilicato(IV) o tetraoxosilicato(4~) d. tetraoxomolibdato(VI) o tetraoxomolibdato(2-) o pentaoxodisulfato(S-S)(IV) o pentaoxodisulfato(S-S)(2-)

2.14

a. SF4, b. ClF5, c. AlCl3, d. IF7

2.15

a. tetrafluoruro de silicio o tetrafluorido de silicio, tetrafluorosilano, tetrafluorosilicio, tetrafluorosilicio b. tetrafluoruro de germanio o tetrafluorido de germanio, tetrafluorogermano, tetrafluorogermanio, tetrafluorogermanio c. trifluoruro de fósforo o trifluorido de fósforo, trifluorofosfano, trifluorofosforo, trifluorofosforio d. trifluoruro de bismuto o trifluorido de bismuto, trifluorobismutano, trifluorobismuto, trifluorobismutio

2.16 (10), (16), (5), (18), (2), (20), (17), (12), (19), (15)

53