Introducción al lenguaje químico. Compuestos ternarios (tercera parte)

Compuestos ternarios

Como su nombre indica, son compuestos formados por la combinación de tres elementos diferentes. En lo que sigue se consideran dos tipos distintos de compuestos ternarios: los oxoácidos y las sales ternarias u oxosales.

Oxoácidos

Son ácidos formados por la combinación de hidrógeno H, oxígeno O y otro elemento X, por lo general no metálico. Su fórmula típica es, pues, HₐX_bO_c. En ellos el oxígeno actúa con índice de oxidación-II, el hidrógeno con índice de oxidación I, por lo que conocida la fórmula y teniendo en cuenta que el índice de oxidación resultante para una molécula ha de ser nulo, resulta sencillo determinar el número de oxidación correspondiente al elemento central X, que será siempre positivo.

Formulación

El hecho de que los óxidos no metálicos al combinarse con el agua den oxoácidos, puede ser utilizado inicialmente para elaborar las fórmulas de éstos. Considerando el elemento genérico X (que representa a cualquiera de los no metales), que junto con el H y el O constituyen los oxoácidos, y suponiendo que actúa con todos los índices de oxidación positivos posibles, es posible formular los diferentes tipos de oxoácidos. La tabla 2 ilustra dicho procedimiento.

Nomenclatura

Para nombrar los oxoácidos, la IUPAC admite las reglas tradicionales, las cuales dan lugar a nombres que pueden resultar, en algún caso, familiares. Dichas reglas consisten básicamente en lo siguiente:

Al nombre abreviado del elemento central X se le antepone la palabra ácido y se le hace terminar en -oso o en -ico, según que dicho elemento actúe con el índice de oxidación menor o mayor respectivamente. Esta regla, que es válida únicamente para el caso de que el elemento posea dos diferentes grados de oxidación positivos, puede extenderse al caso de que tenga cuatro, sin más que combinar los prefijos hipo- y per- con los sufijos -oso e -ico de la siguiente manera:

Por otra parte, cuando de un mismo óxido resultan varios ácidos por adición de un número diferente de moléculas de agua, para diferenciarlos, se les añade el prefijo meta- u orto-, según su contenido en agua sea el menor o el mayor respectivamente.

Existe, no obstante, una segunda forma de nomenclatura especialmente recomendada por la IUPAC por su sencillez y su carácter sistemático. Consiste en nombrar en primer lugar la palabra oxo precedida de los prefijos di-, tri-, tetra-, etc. en el caso de que el subíndice del oxígeno en la fórmula del ácido sea 2, 3, 4, etc. A continuación se escribe el nombre del elemento central en forma abreviada unido a la terminación -ato y tras indicar entre paréntesis el grado de oxidación con el que actúa dicho elemento, se añade la palabra hidrógeno pre cedida de la preposición de. La determinación en cualquier caso del número de oxidación se realiza bien en base a la electroneutralidad de la molécula, o por comparación de la fórmula con la correspondiente de la tabla 2.

Ejemplos de nomenclatura

Si se trata de nombrar el oxoácido de fórmula H₂SO₄ se identificará primero el elemento central que en este caso es el azufre; consultando la tabla 1 se observa que puede actuar con dos números de oxidación positivos distintos IV y VI. Comparando la fórmula dada con las de la tabla 2 se concluye que actúa con el número de oxidación VI (el mayor) en la formación de este compuesto. Según la nomenclatura tradicional será, pues, el ácido sulfúrico. Si se emplea la nomenclatura sistemática su nombre será tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno.

HClO: el Cl puede actuar con los siguientes grados de oxidación positivos: I, III, V, Vll. Para determinar con cuál interviene en este caso se recurre a la condición de electroneutralidad:

1·(H) + n·(Cl) - 2·(O) = 0

Luego n·(Cl) = 1. Será pues el ácido hipocloroso, o lo que es lo mismo, el oxocloráto (I) de hidrógeno.

HBrO₄: el Br puede actuar con los números de oxidación positivos I, III, V, Vll. Aplicando la condición de electroneutralidad se tiene:

1·(H) + n·(Br) - 4·2(O) = 0

Luego n·(Br) = 8 - 1 = 7. Será, pues, el ácido perbrómico, o lo que es lo mismo, el tetraoxobromato (VII) de hidrógeno.

De forma análoga se procederá en los casos siguientes:

Ejemplos de formulación

Ácido nitroso: el nitrógeno puede actuar con índices de oxidación positivos III y V. La terminación -oso hace referencia al más bajo de los dos, luego observando la tabla 2 se puede concluir que se trata del HNO₂

Trioxoclorato (V) de hidrógeno: La indicación explícita del índice de oxidación (V) permite formular con rapidez el compuesto: HClO₃

Ácido carbónico: el sufijo -ico indica que el carbono actúa en este compuesto con índice de oxidación (IV). Su fórmula será por tanto: H₂CO₃

Tetraoxomanganato (VII) de hidrógeno: HMnO₄

Oxosales

Resultan de la sustitución del hidrógeno en los oxoácidos por átomos metálicos. Al igual que las sales binarias son compuestos iónicos. El ion positivo o catión es un ion monoatómico metálico, pero a diferencia de aquéllas, el ion negativo o anión es un ion poliatómico, esto es, una agrupación de átomos con exceso de carga negativa. Si a efectos de formulación y nomenclatura dicho grupo se considera como si fuera un elemento, las cosas se simplifican mucho, pues se procede prácticamente como si se tratara de un compuesto binario del catión y del anión.

La fórmula del anión se obtiene haciendo perder a la del ácido sus átomos de hidrógeno y asignándole por consiguiente igual número de cargas negativas. En cuanto al nombre, se obtiene cambiando la terminación -oso del ácido por -ito y la -ico por -ato y sustituyendo la palabra ácido por la de ion. Los prefijos, si los hubiere, permanecen inalterados. Si se desea proceder utilizando la nomenclatura sistemática bastará anteponer al nombre del ácido la palabra ion y suprimir de hidrógeno. En la tabla 3 se muestran algunos ejemplos.

Formulación

Para formular las oxosales se escribe primero el símbolo del elemento metálico y a continuación el anión sin hacer explícita su carga. Seguidamente se escriben como subíndices los respectivos números de oxidación intercambiados, como si se tratara de un compuesto binario (se considera como número de oxidación del anión su carga eléctrica).

Nomenclatura

El nombre de las oxosales se forma anteponiendo el del anión poliatómico correspondiente al del elemento metálico, precedido de la preposición de y seguido del número de oxidación en el caso de que el metal pueda actuar con más de uno.

Ejemplos de nomenclatura

Carbonato de calcio: Ca (II) (CO₃⁼) Ca₂(CO₃)₂ = CaCO₃

Sulfato de hierro (III): Fe (III) (SO₄⁼) Fe₂(SO₄)₃

Trioxonitrato (V) de potasio: K(I) (NO₃⁻) KNO₃

Tetraoxoclorato (VII) de aluminio: Al (III) ClO₄⁻ Al(ClO₄)₃

Ejemplos de formulación

Hg(NO₃)₂: Hg (II) NO₃⁻ nitrato de mercurio (II); trioxonitrato (V) de mercurio (II)

ZnSO₃: Zn (II) SO₃⁼ sulfito de cinc; trioxosulfato (IV) de cinc

MgCO₃: Mg (II) CO₃⁼ carbonato de magnesio; trioxocarbonato (IV) de magnesio

Pb(SO₄): Pb (IV) SO₄⁼ sulfato de plomo IV; tetraoxosulfato (VI) de plomo (IV)

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet).

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Cómo nombrar a los compuestos químicos