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Nomenclatura de compuestos inorgánicos

Contenido del artículo
Compuestos binarios
Compuestos binarios iónicos
Compuestos binarios covalentes
Nomeclatura de iones poliatómicos
Nomenclatura de los ácidos



Cuando lo primeros alquimistas daban origen a la rama de la ciencia que hoy conocemos como química, a medida que los compuestos se descubrían y se caracterizaban recibían un nombre, por ejemplo, las sustancia H2O se denominó aqua, de donde derivó el nombre en español agua; la sustancia NH3 obtuvo su nombre relacionado con su recolección cerca de templo a Ammon Ra en la Libia antigua y ha trascendido en español como amoníaco; del mismo modo el compuesto Hg2Cl2 fue llamado καλός (en griego y que significa bello) y terminó siendo calomelanos en español. Estos nombre particulares se conocen hoy como nombres comunes. Pero suponga usted nombrar de esta forma a los millones de compuestos conocidos. La única manera de saber qué es amoníaco es usando la memoria, así que imagine memorizar solo unos cuantos cientos de nombres diferentes y tendrá una idea de la magnitud del problema.

Debido a esto es que muy pronto se vio la necesidad de buscar alguna forma de nombrar los compuestos usando un sistema, un sistema de nomenclatura, que permitiera darle a cada compuesto un nombre único, basado en su fórmula química, de modo que el nombre asignado permitiera a cualquiera saber su composición y fórmula química. Si usted comprende el sistema de nomenclatura, podrá escribir la fórmula química solamente conociendo el nombre.

En este artículo, por simplicidad, y para favorecer la comprensión, comenzaremos con los compuestos binarios, los que están formados por solo dos elementos.

Compuestos binarios

Los compuestos binarios a su vez se pueden separar en dos grandes grupos:

1.- Compuestos binarios iónicos: están constituidos por un metal y un no metal y son usualmente iónicos.

2.- Compuestos binarios covalentes: están constituidos por dos no metales o metaloides y son usualmente covalentes.

Nota: en el artículo Enlaces químicos se caracterizan con bastante detalle que son cada uno de estos tipos de compuestos.

Compuestos binarios iónicos

La fórmula molecular de estos compuestos se escribe siempre con el metal delante del no metal de forma que el cloruro de potasio se escribe siempre KCl y nunca ClK y cuando se escribe la fórmula, se consideran los elementos como iones, el metal como catión (K+) y el no metal como anión (Cl-). Esto último resulta en que también se puede decir que el catión va primero que el anión. El catión recibe el nombre del elemento, va  precedido por el artículo de y el anión con el sufijo -uro, a excepción de cuando se trata de oxígeno que se usa la palabra óxido.
Por ejemplo:

Fórmula
Catión
Anión
Nombre del compuesto
Na2S Na+
S2-
Sulfuro de sodio
CaCl2
Ca2+
Cl-
Cloruro de calcio
Li3N
Li+
N3-
Nitruro de litio
Al2O3
Al3+
O2-
Óxido de aluminio

Note varias cosas:

figura 1
Figura 1. Cationes posibles de algunos metales de transición.

1.- Que el nombre del anión resulta "recortado" y solo se usa hasta la consonante que viene después de la primera vocal y en vez de usar clorouro de calcio o nitrogenouro de litio se dice cloruro y nitruro respectivamente.

2.- Que para ciertos elementos como el azufre se usa la raíz del nombre en latín (sulfŭris).

3.- Que el nombre nos dice cuales elementos están involucrados en el compuesto y también se puede saber cual es el anión.

Los metales de transición y algunos metales pesados del bloque de los representativos de la tabla periódica, echan un "cubo de agua fría" a la nomenclatura simple que hemos visto. Estos metales pueden tener diferentes cationes estables, por ejemplo el hierro puede ser Fe2+ o Fe3+. Vea la figura 1.

En estos casos, a diferencia con el potasio que siempre aparece como catión +1, los metales de transición y algunos metales pesados de los representativos pueden aparecer en los compuestos en forma de cationes con diferente carga eléctrica de forma que el nombre cloruro de hierro podía referirse al FeCl2 o al FeCl3 y esto genera un gran problema de ambigüedad en el nombre. Por suerte, una pequeña modificación en el nombre puede resolver el problema. Cuando se trate de un metal que pueda formar mas de un catión se coloca entre paréntesis con números romanos la magnitud de la carga positiva del catión. Para el caso del hierro puede ser (II) o (III), así tenemos que el FeCl2 se llama cloruro de hierro (II) mientras que el FeCl3 debe ser cloruro de hierro (III).

También se puede tropezar en la práctica con una nomenclatura mas vieja que cambia el sufijo de acuerdo a la carga del catión, en este método se usa -ico para el Fe3+ y -oso para el catión Fe2+. Los nombres serían entonces cloruro ferroso para el FeCl2 y cloruro férrico para el FeCl3. Los sufijos -ico y -oso no se usan solo para los cationes +2 y +3, en su lugar, se usan para nombrar los cationes de menor y mayor carga positiva respectivamente de un elemento en particular. Esto significa que un elemento que  produce un catión con carga +2 y otro de carga +4 el sufijo -ico se usa para el catión con carga +2 y el -oso para el de carga +4. Un caso es el cloruro estañoso SnCl2 y el cloruro estáñico SnCl4 (generalmente escrito estánico) donde el estaño (Sn) se presenta en forma de cationes Sn2+ y Sn4+. Otros ejemplos pueden ser:
 
Ion
Compuesto con cloro
Nombre viejo
Nombre sistemático
Cu+
CuCl
Cloruro cuproso
Cloruro de cobre (I)
Cu2+
CuCl2
Cloruro cúprico
Cloruro de cobre (II)
Co2+
CoCl2
Cloruro cobaltoso
Cloruro de cobalto (II)
Co3+
CoCl3
Cloruro cobáltico
Cloruro de cobalto (III)

Compuestos binarios covalentes

Los compuestos binarios covalente se producen generalmente entre dos no metales o metaloides y su nomenclatura se parece mucho a la de los compuestos binarios iónicos, pero con cierta diferencia.

Los no metales se pueden enlazar covalentemente en formas mas variables que lo que hacen los compuestos iónicos y del hecho resultan necesarias dos cosas:

1.- Agregar un prefijo adicional al nombre para que nos diga cuantos átomos de cada elemento están presentes en la molécula.

2.- Establecer una convención para saber cual de los dos elementos se coloca primero en la fórmula.

Agregando el prefijo

Los prefijos que se usan se muestran a continuación:

1  mono-
4  tetra-
7  hepta-
10  deca-
2  di-
5  penta-
8  octa-

3  tri-
6  hexa-
9  nona-


De esta forma el compuesto formado entre el cloro (Cl) y el fósforo (P) PCl3 se llama tricloruro de fósforo y el  compuesto entre el flúor (F) y el azufre (S) SF6  se llama hexafloruro de azufre.

Organizando los elementos

figura 2
Figura 2. Electronegatividad de algunos elementos.

Cuando se trataron los compuestos binarios iónicos arriba se dijo que el metal se colocaba al final de la fórmula química, pues bien, en el caso de los compuestos binarios covalentes, en los que no hay metal, se trata el elemento menos electronegativo como si fuera un metal. El otro elemento, el mas electronegativo se coloca después. Por este motivo el PCl3 se escribe de este modo y no Cl3P. Vea la figura 2 para conocer la electronegatividad de algunos elementos. Para formar el nombre, al igual que en los compuestos iónicos binarios, se usa el sufijo -uro para el elemento más electronegativo (además del prefijo necesario) y para el otro se usa el nombre del elemento (con la misma excepción del oxígeno) además del prefijo, si este es necesario, de modo que:

P4O6 ----->  Hexóxido de tetrafósforo*

P4O10 --->  Decóxido de tetrafósforo*

SF6 ------>   Hexafloruro de azufre (note que no se usa monoazufre debido a que si hay un solo átomo del elemento menos electronegativo el prefijo no se utiliza).

SO3 ----->   Trióxido de azufre
 
CO ------>   Monóxido de carbono (en este caso se usa el prefijo mono- ya que se trata del elemento más electronegativo.

CO2 ----->  Dióxido de carbono.

N2O5 ----> Tetróxido de dinitrógeno*

* Para evitar dos vocales seguidas la a del prefijo se desecha cuando el elemento comienza con una vocal.

 

Nomenclatura de iones poliatómicos.

Los iones poliatómicos, como el nombre lo indica, están formados por átomos de mas de un elemento, son muy comunes en los compuestos y el químico debe lidiar con ellos a diario. Algunos de los mas comunes se listan a continuación:

Fórmula
Nombre
Fórmula
Nombre
NH4+
Amonio
CO32-
Carbonato
NO2-
Nitrito
HCO3-
Bicarbonato
NO3-
Nitrato
MnO4-
Permanganato
SO32-
Sulfito
PO43-
Fosfato
SO42-
Sulfato
ClO-
Hipoclorito


Observe que todos son aniones excepto el NH+. Una buena parte de los iones poliatómicos contienen oxígeno en su fórmula (oxianiones) y la cantidad de átomos de oxígeno en el oxianión se puede producir a veces de forma escalonada formando una serie de iones. Cuando esto ocurre, y solo hay dos variantes del ion, para el de menos átomos de oxígeno usa el sufijo -ito y para el de mas átomos de oxígeno el sufijo -ato.

SO32-  ===> sulfito

SO42-  ===> sulfato


Si hay más de dos en la serie, se usa el prefijo hipo- para el de menos átomos de oxígeno y el per- para el que mas tiene:

ClO-  ====> hipoclorito

ClO2- ====> clorito

ClO3- ====> clorato

ClO3- ====> perclorato


Nombrar los compuestos con iones poliatómicos es tarea fácil, solo hay que usar las mismas convenciones de los compuestos binarios iónicos utilizando el nombre del ion poliatómico en el lugar del no metal. Si llamábamos cloruro de sodio al NaCl, (Na+ + Cl-), llamaremos hipoclorito de sodio al compuesto NaClO (Na+ + ClO-).

Nomenclatura de los ácidos

El mundo de los ácidos es complejo, no obstante para el interés de este artículo consideremos un ácido a la sustancia capaz de producir iones H+ cuando se disuelve en agua. Los ácidos pueden contener o no contener oxígeno en su fórmula y de acuerdo a ello se usan dos sistemas diferentes de nomenclatura.

Ácidos sin oxígeno

El cloruro de hidrógeno (HCl) que es normalmente un gas, al disolverse en agua se disocia en los iones H+ y Cl- por lo que de acuerdo a lo que apuntábamos se puede considerar un ácido luego de disuelto en agua. Como no contiene oxígeno se nombra agregando el sufijo -hídrico al nombre del elemento que no es hidrógeno. Por lo tanto este ácido se llama ácido clorhídrico. Del mismo modo a la solución de HBr o bromuro de hidrógeno, también gaseoso en condiciones normales, se le llama ácido bromhídrico. El yoduro de hidrógeno (otro gas en condiciones normales) produce al disolverse en agua iones H+ y por tanto en solución se conoce como ácido yodhídrico. Sin embargo, como habrá notado, cuando estas sustancias no están disueltas en agua se nombran según las reglas de las sustancias no ácidas vistas arriba. En resumen:

Sustancia
Fórmula
Iones en solución
Nombre del ácido
Cianuro de hidrógeno
HCN
CN-   H+
Ácido cianhídrico
Cloruro de hidrógeno
HCl
Cl-   H+
Ácido clorhídrico
Yoduro de hidrógeno HI
I-   H+
Ácido yodhídrico
Sulfuro de hidrógeno
H2S
S2+  2H+
Ácido sulfhídrico

Ácidos con oxígeno

Si el ácido contiene oxígeno las reglas para nombrarlo cambian un tanto. Los oxiácidos, como también se les conoce, se nombran enfocándose en el ion poliatómico, si el ion termina en -ato, al ácido se le cambia el sufijo de -ato a -ico. Veamos:

Fórmula del ácido
Fórmula del ion
Nombre del ion
Nombre del ácido
H2SO4
SO42-
Sulfato
Ácido sulfúrico
HNO3
NO3-
Nitrato
Ácido nítrico
HClO4
ClO4- Perclorato
Ácido perclórico

Si el nombre del ion poliatómico termina en -ito el ácido se nombra cambiando el sufijo de -ito a -oso.

Fórmula del ácido
Fórmula del ion
Nombre del ion
Nombre del ácido
H2SO3
SO32-
Sulfito
Ácido sulfuroso
HNO2
NO2-
Nitrito
Ácido nitroso
HClO
ClO- Perclorito
Ácido percloroso



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