Conceptos básicos y números de oxidación

La formulación es simplemente cómo escribes la fórmula de un compuesto, mientras que la nomenclatura es el nombre que le das. Es como aprender un idioma nuevo con sus propias reglas.

En química inorgánica tienes tres sistemas principales: nomenclatura de sustitución, de adición y de composición. No te agobies, la mayoría del tiempo usarás la de composición.

Los números de oxidación son clave para todo. Piensa en ellos como la "carga" que tendría cada átomo si el compuesto fuera iónico. Las reglas son sencillas: los elementos libres tienen n.o. 0, el hidrógeno siempre +1 $excepto en hidruros metálicos que es -1$, y el oxígeno siempre -2 (salvo excepciones con flúor y peróxidos).

¡Truco útil! La suma de todos los números de oxidación en un compuesto neutro siempre es cero.

Para escribir compuestos binarios, usa la secuencia de la tabla periódica: el elemento que aparece primero va a la derecha, el segundo a la izquierda. Los subíndices indican cuántos átomos hay de cada elemento.

Nomenclatura de composición y prefijos

La nomenclatura de composición te dice exactamente qué hay en el compuesto y en qué proporción. Es como leer una receta química.

Tienes tres maneras de indicar las proporciones: con prefijos multiplicadores $mono-, di-, tri-, tetra-...$, con números de oxidación en números romanos entre paréntesis, o con números de carga que muestran la carga iónica real.

Los prefijos son tus mejores amigos: mono (1), di (2), tri (3), tetra (4), penta (5), hexa (6), hepta (7), octa (8), nona (9), deca (10). Recuerda que las vocales finales no se quitan, excepto en "monóxido".

¡Ojo! Para grupos de átomos usa los prefijos griegos: bis (2), tris (3), tetrakis (4), pentakis (5).

Las sustancias elementales como O₂ (dioxígeno) o S₈ (octaazufre) se nombran con el prefijo más el nombre del elemento. Si la fórmula es indefinida, como el hierro sólido, simplemente dices "hierro".

Cationes y aniones

Los iones son átomos o grupos de átomos con carga eléctrica. Son la base de muchos compuestos que estudiarás.

Los cationes (carga positiva) se nombran con el elemento seguido de la carga entre paréntesis. Por ejemplo, Fe²⁺ es hierro(2+) y Fe³⁺ es hierro(3+). Si hay varios átomos del mismo elemento, añades el prefijo: H₃⁺ es trihidrógeno(1+).

Los cationes más importantes que debes recordar son NH₄⁺ (ion amonio) y H₃O⁺ (ion oxonio). Estos aparecen constantemente.

Los aniones (carga negativa) cambian la terminación del elemento por "-uro": Cl⁻ es cloruro(1-), S²⁻ es sulfuro(2-). Para aniones con varios átomos, añades prefijos: O₂²⁻ es dióxido(2-) o peróxido.

¡Importante! Algunos aniones como OH⁻ (hidróxido), CN⁻ (cianuro) y SH⁻ (hidrogenosulfuro) tienen nombres específicos que debes memorizar.

Hidruros metálicos y no metálicos

Los hidruros metálicos son combinaciones de metales con hidrógeno, donde el hidrógeno tiene n.o. -1. Se nombran como "hidruro de [metal]": LiH es hidruro de litio, CaH₂ es hidruro de calcio.

Si el metal puede tener varios números de oxidación, lo indicas entre paréntesis: NiH₂ es hidruro de níquel(II), NiH₃ es hidruro de níquel(III). También puedes usar prefijos: dihidruro de níquel, trihidruro de níquel.

Los hidruros no metálicos de los grupos 13, 14 y 15 tienen nombres especiales que debes conocer. NH₃ es amoniaco (nombre común aceptado), PH₃ es fosfano, CH₄ es metano.

¡Truco de examen! Los hidruros de los grupos 16 y 17 se nombran diferente: HCl es cloruro de hidrógeno, H₂S es sulfuro de hidrógeno.

Para elementos de grupos 16 y 17, primero va el elemento con terminación "-uro", después "de hidrógeno": HF es fluoruro de hidrógeno, HBr es bromuro de hidrógeno.

Óxidos metálicos y no metálicos

Los óxidos metálicos combinan metales con oxígeno $n.o. -2$. La fórmula depende del número de oxidación del metal: si es impar, usas X₂Oₙ; si es par, XOₙ/₂.

Se nombran como "óxido de [metal]": Na₂O es óxido de sodio, MgO es óxido de magnesio. Si el metal tiene varios n.o., lo indicas: FeO es óxido de hierro(II), Fe₂O₃ es óxido de hierro(III).

Los óxidos no metálicos siguen la misma lógica: CO es monóxido de carbono, CO₂ es dióxido de carbono, SO₂ es dióxido de azufre. Los prefijos te indican exactamente cuántos átomos hay.

Los haluros de oxígeno son especiales porque el oxígeno actúa con n.o. positivo. Se nombran como "[halógeno]-uro de oxígeno": OF₂ es difluoruro de oxígeno.

¡Atención! Los peróxidos contienen el ion O₂²⁻ donde el oxígeno tiene n.o. -1: H₂O₂ es peróxido de hidrógeno (agua oxigenada).

Compuestos binarios y hidróxidos

Los compuestos binarios metal-no metal son sales sencillas. El no metal cambia su terminación por "-uro": NaCl es cloruro de sodio, AgBr es bromuro de plata.

Si el metal tiene varios n.o., lo indicas: CuS puede ser sulfuro de cobre(II), Cu₂S sería sulfuro de cobre(I). Los prefijos también funcionan: sulfuro de dicobre.

En compuestos no metal-no metal, el elemento de la izquierda (más electropositivo) se nombra segundo: PCl₃ es tricloruro de fósforo, SF₆ es hexafluoruro de azufre.

Los hidróxidos contienen el ion OH⁻. Se nombran como "hidróxido de [metal]": NaOH es hidróxido de sodio, Ca(OH)₂ es hidróxido de calcio.

¡Consejo práctico! Si el metal tiene un solo n.o., no lo indiques. Si tiene varios, ponlo entre paréntesis: Co(OH)₂ es hidróxido de cobalto(II).

Recuerda usar prefijos cuando sea necesario: Pb(OH)₄ es tetrahidróxido de plomo o hidróxido de plomo(IV).

Oxoácidos: conceptos básicos

Los oxoácidos son compuestos con hidrógeno, oxígeno y otro elemento (generalmente no metal). Su fórmula general es HₐXᵦOᶜ y son fundamentales en química.

La IUPAC acepta la nomenclatura tradicional para la mayoría de oxoácidos, que es la que más usarás. El nombre depende del número de oxidación del elemento central.

Para elementos con diferentes n.o., el sistema tradicional usa prefijos y sufijos: hipo...oso (menor n.o.), ...oso, ...ico, per...ico (mayor n.o.). Por ejemplo, con el cloro: HClO (hipocloroso), HClO₂ (cloroso), HClO₃ (clórico), HClO₄ (perclórico).

Existen dos formas principales: forma meta (menor contenido en agua) y forma orto (mayor contenido en agua). Las formas meta son más estables para C, N, S, Se, Te, Cl, Br, I.

¡Importante para el examen! Las formas meta más comunes no llevan prefijo "meta" en el nombre, mientras que las orto sí llevan "orto" (excepto B, Si, P, As, Sb donde se omite).

Oxoácidos principales

Los oxoácidos más importantes que debes dominar incluyen los del carbono, nitrógeno, azufre y halógenos.

Ácidos del carbono y nitrógeno: H₂CO₃ (ácido carbónico), HNO₂ (ácido nitroso), HNO₃ (ácido nítrico). Estos aparecen constantemente en problemas.

Ácidos del azufre: H₂SO₃ (ácido sulfuroso) y H₂SO₄ (ácido sulfúrico). El sulfúrico es uno de los más importantes industrialmente.

Ácidos de halógenos: Siguen el patrón hipo...oso, ...oso, ...ico, per...ico. Del cloro: HClO (hipocloroso), HClO₂ (cloroso), HClO₃ (clórico), HClO₄ (perclórico). Lo mismo para bromo y yodo.

¡Truco de memoria! El número de oxígenos aumenta con el n.o.: HClO $n.o. +1, 1 oxígeno$, HClO₄ $n.o. +7, 4 oxígenos$.

Las formas orto se obtienen añadiendo agua a las meta: H₆TeO₆ (ácido ortotelúrico), H₅IO₆ (ácido ortoperyódico). Para elementos como B, Si, P, As, Sb, las formas orto son las estables y no llevan prefijo "orto".