Números de oxidación y orden de elementos

¿Te has preguntado por qué algunos elementos siempre forman los mismos compuestos? La clave está en los números de oxidación. Estos números nos dicen cuántos electrones puede ganar o perder un elemento.

Los elementos con número de oxidación único son tus mejores amigos: sodio siempre +1, calcio siempre +2, aluminio siempre +3. Otros como el hierro o el cobre tienen varios números de oxidación, por eso necesitas especificar cuál usas.

En las fórmulas, el orden importa. Los elementos se colocan de derecha a izquierda según una tabla específica (Figura 1). El hidrógeno tiene una posición especial que debes recordar.

💡 Truco: Memoriza primero los elementos con un solo número de oxidación. Te ahorrará mucho tiempo y evitarás errores.

Cambios importantes en las normas IUPAC 2005

Las terminaciones -oso e -ico han desaparecido para los cationes metálicos. Olvídate de "ferroso" y "férrico": ahora decimos hierro(II) e hierro(III). Es más claro y sencillo.

Sin embargo, estas terminaciones siguen siendo válidas para los oxoácidos: cloroso, clórico, nítrico, etc. La IUPAC los mantiene porque están muy extendidos en la industria y la investigación.

Ahora tienes varias nomenclaturas nuevas: composición (con prefijos multiplicadores, número de oxidación o carga), adición, sustitución e hidrógeno. Cada una tiene sus usos específicos.

💡 Importante: La nomenclatura tradicional sigue siendo muy común en libros y laboratorios, así que la encontrarás en muchos sitios.

Óxidos: fórmulas y nomenclatura

Los óxidos son combinaciones de cualquier elemento con oxígeno. Su fórmula general es X₂Oₙ, donde n es el número de oxidación del elemento X. Si n es par, se simplifica.

Para formular óxidos, piensa en equilibrar cargas: Na⁺ + O²⁻ = Na₂O (necesitas dos sodios para un oxígeno). Ca²⁺ + O²⁻ = CaO (las cargas ya están equilibradas).

La nomenclatura con prefijos es la más directa: SnO₂ es dióxido de estaño, CO es monóxido de carbono. Solo usas "mono" cuando hay ambigüedad.

Con números de oxidación también es sencillo: Cu₂O es óxido de cobre(I), FeO es óxido de hierro(II). Si el elemento solo tiene un número de oxidación, no lo indicas.

💡 Cuidado: En fórmulas como SnO₂, el estaño es (IV), no (II), porque hubo simplificación de Sn₂O₄.

Hidróxidos e hidruros metálicos

Los hidróxidos contienen el ion OH⁻ y su fórmula es Me(OH)ₙ. Las reglas son idénticas a los óxidos: Fe(OH)₃ es trihidróxido de hierro o hidróxido de hierro(III).

Para los hidruros metálicos, el hidrógeno actúa con carga -1 y la fórmula es MeHₙ. CaH₂ es dihidruro de calcio o hidruro de calcio. Aquí el hidrógeno es especial: gana electrones en lugar de perderlos.

La nomenclatura con números de carga solo se usa en compuestos iónicos. Por ejemplo, hidróxido de hierro(3+) es válido, pero no dirías hidruro de fósforo(3+) porque es covalente.

💡 Recuerda: En hidruros metálicos, el hidrógeno tiene carga -1, no +1 como en otros compuestos.

Hidruros progenitores y hidrácidos

Los hidruros progenitores tienen nombres especiales: NH₃ es azano (o amoniaco), PH₃ es fosfano, H₂O es oxidano (o agua). Estos nombres se usan en nomenclatura de sustitución, pero no la aplicaremos mucho.

Los hidrácidos son combinaciones de hidrógeno con no metales de los grupos 16 y 17. HCl como gas es cloruro de hidrógeno; disuelto en agua es ácido clorhídrico.

Cada hidrácido forma un anión específico: HCl da Cl⁻ (cloruro), H₂S da S²⁻ (sulfuro). Estos aniones son clave para entender las sales.

💡 Dato curioso: La IUPAC considera técnicamente incorrecto llamar "ácido clorhídrico" a la disolución, pero es un nombre tan extendido que se mantiene.

Sales de hidrácidos y compuestos binarios

Las sales de hidrácidos resultan de sustituir los hidrógenos por un metal. Del HCl con sodio obtienes NaCl, del H₂S con calcio obtienes CaS.

Piensa en iones: Na⁺ + Cl⁻ = NaCl, Ca²⁺ + S²⁻ = CaS. Es como un puzzle donde las cargas deben encajar perfectamente.

Para nombrarlas, usa el nombre del anión + metal: AuCl₃ es cloruro de oro(III), K₂S es sulfuro de potasio. Con prefijos: FeS es monosulfuro de hierro.

Los compuestos binarios no metal-no metal siguen las mismas reglas. PCl₅ es pentacloruro de fósforo o cloruro de fósforo(V). El más electronegativo lleva terminación -uro.

💡 Atención: En SnS₂, el estaño es (IV) porque hubo simplificación de Sn₂S₄.

Oxoácidos: la base de muchos compuestos

Los oxoácidos contienen hidrógeno, oxígeno y un no metal (a veces un metal de transición). Su fórmula general es HₐXᵦOᶜ, donde las cargas deben sumar cero.

La nomenclatura tradicional sigue siendo la más usada. Las terminaciones dependen de cuántos números de oxidación tenga el elemento central:

• Un número: terminación -ico
• Dos números: menor -oso, mayor -ico
• Tres números: hipo-oso, -oso, -ico
• Cuatro números: hipo-oso, -oso, -ico, per-ico

Por ejemplo: HClO (hipocloroso), HClO₂ (cloroso), HClO₃ (clórico), HClO₄ (perclórico).

💡 Tip de estudio: Los ácidos se forman generalmente sumando agua a un óxido: SO₃ + H₂O = H₂SO₄.

Ácidos importantes y nomenclatura de hidrógeno

Para 4º ESO, necesitas conocer estos ácidos esenciales: carbónico (H₂CO₃), nitroso (HNO₂), nítrico (HNO₃), sulfuroso (H₂SO₃), sulfúrico (H₂SO₄), fosfórico (H₃PO₄) y los cuatro del cloro.

La nomenclatura de hidrógeno es como hacer un inventario: H₂CO₃ es dihidrógeno(trioxidocarbonato). Sounds complicado, pero es solo contar átomos y nombrarlos en orden.

Cada ácido tiene su anión correspondiente: del ácido sulfúrico sale el sulfato (SO₄²⁻), del nitroso sale el nitrito (NO₂⁻). Las terminaciones cambian: -oso se vuelve -ito, -ico se vuelve -ato.

💡 Regla de oro: Si memorizas bien los ácidos básicos, las sales salen automáticamente cambiando las terminaciones.

Oxosales: las sales de los oxoácidos

Las oxosales son sales de oxoácidos donde todos los hidrógenos se han sustituido por un metal. Su fórmula general es Mₐ(XᵦOᶜ)ₙ.

En nomenclatura tradicional, cambias las terminaciones del ácido: -oso por -ito, -ico por -ato. Del ácido sulfúrico (H₂SO₄) sale el sulfato; si lo combinas con hierro(III) obtienes Fe₂(SO₄)₃, sulfato de hierro(III).

Presta atención a las simplificaciones: CuCO₃ viene de Cu₂(CO₃)₂ simplificado. El cobre es (II) porque necesitas equilibrar con el carbonato CO₃²⁻.

Para formular desde el nombre, identifica el ácido original y sustituye los hidrógenos. Nitrito de cobre(II): del HNO₂ sale Cu(NO₂)₂.

💡 Método fácil: Piensa en iones. Sulfato SO₄²⁻ + hierro(III) Fe³⁺ = necesitas 2 sulfatos y 3 hierros para equilibrar.

Nomenclatura de composición con prefijos

La nomenclatura estequiométrica es como leer la fórmula de derecha a izquierda. Na₂SO₄ es tetraoxidosulfato de disodio: cuatro oxígenos, un azufre (sulfato), dos sodios.

Cuando el anión está entre paréntesis (más de una unidad), usa prefijos especiales:

• Para 2: bis-
• Para 3: tris-
• Para 4: tetrakis-

Ni(NO₂)₂ es bis(dioxidonitrato) de níquel. Co₂(SO₃)₃ es tris(trioxidosulfato) de dicobalto.

Esta nomenclatura es completamente sistemática: no necesitas memorizar nombres tradicionales, solo cuentas átomos y aplicas prefijos.

💡 Ventaja: Con esta nomenclatura nunca te equivocas, pero es más larga que la tradicional.