Nomenclatura de compostos químicos: iónicos, moleculares, ácidos e hidratos

Escoller o sistema de nomenclatura a partir da fórmula

Mira o que contén a fórmula antes de tentar nomeala. Os compostos iónicos manteñense unidos por cargas, así que os seus nomes indican os ións e deixan a conta ao equilibrio de cargas. Os compostos moleculares non teñen cargas iónicas que equilibrar, así que os seus nomes deben indicar o número de cada átomo con prefixos gregos. Os ácidos teñen nomes propios porque se nomean polo seu comportamento en auga.

Le cada fórmula coa lista de comprobación seguinte, por orde, e detente na primeira coincidencia.

• Fórmula seguida dun punto e auga, como ·5H₂O: un hidrato. Nomea o composto e engade despois o termo de hidrato.
• Fórmula que comeza por H e está escrita como disolución acuosa, (aq): un ácido.
• Un metal, ou o ión amonio NH₄⁺, combinado con non metais: un composto iónico.
• Só non metais, sen amonio: un composto molecular nomeado con prefixos.

Nomes iónicos e números de Stock para cargas variables

Nomea primeiro o anión e despois o catión (con «de»): un anión monoatómico leva a raíz do nome do elemento máis a terminación -uro (cloruro, nitruro; o osíxeno dá óxido), e un catión monoatómico conserva o nome do elemento (sodio, calcio). Os nomes iónicos nunca usan prefixos como di- ou tri- para contar os ións; os subíndices dedúcense das cargas, así que indicalos sería redundante.

Moitos metais, en especial os metais de transición e o estaño e o chumbo, forman máis dun catión. Para estes, o sistema de Stock pon o número de oxidación do metal, que nun catión monoatómico é igual á súa carga, en numeración romana entre parénteses: ferro(II) é Fe²⁺ e ferro(III) é Fe³⁺. Os metais cunha única carga común non levan numeral: metais do grupo 1 (+1), metais do grupo 2 (+2), aluminio (+3), cinc (+2) e prata (+1).

Exemplo resolto: nomea Co₃(PO₄)₂. O fosfato é PO₄³⁻, así que dous fosfatos levan 2 × (−3) = −6. Os tres ións cobalto deben sumar +6, así que cada un é +6 ÷ 3 = +2. O nome é fosfato de cobalto(II). Ten en conta que o numeral romano é a carga dun ión, non o subíndice.

Exemplo resolto ao revés: escribe a fórmula do sulfuro de estaño(IV). O estaño(IV) é Sn⁴⁺ e o sulfuro é S²⁻. A razón de números enteiros máis pequena que equilibra a carga é un Sn⁴⁺ por cada dous S²⁻, xa que +4 + 2(−2) = 0. A fórmula é SnS₂.

Ións poliatómicos e o patrón -ato/-ito

Un ión poliatómico é un grupo de átomos unidos covalentemente cunha carga global. Conserva o seu nome e a súa fórmula como unidade dentro dun composto iónico. Cando unha fórmula precisa máis dunha copia dun ión poliatómico, ponse entre parénteses antes do subíndice: o nitrato de calcio é Ca(NO₃)₂, non CaNO₃₂.

Moitos oxoaniones forman familias. O ión -ato ten un osíxeno máis có ión -ito da mesma carga: o sulfato é SO₄²⁻ e o sulfito é SO₃²⁻. Na familia do cloro, per- engade un osíxeno máis ca -ato, e hipo- retira un máis ca -ito. Engadir H⁺ a un anión fai a súa carga unha unidade menos negativa e engade hidróxeno ao nome. A lista seguinte abrangue os ións que a maioría dos cursos de química xeral esperan que coñezas.

• Amonio NH₄⁺, hidróxido OH⁻, cianuro CN⁻, peróxido O₂²⁻, acetato CH₃COO⁻.
• Nitrato NO₃⁻, nitrito NO₂⁻; sulfato SO₄²⁻, sulfito SO₃²⁻, hidroxenosulfato HSO₄⁻.
• Carbonato CO₃²⁻, hidroxenocarbonato HCO₃⁻; fosfato PO₄³⁻, hidroxenofosfato HPO₄²⁻, dihidroxenofosfato H₂PO₄⁻.
• Perclorato ClO₄⁻, clorato ClO₃⁻, clorito ClO₂⁻, hipoclorito ClO⁻ (os oxoaniones do bromo e do iodo nómeanse do mesmo xeito).
• Permanganato MnO₄⁻, cromato CrO₄²⁻, dicromato Cr₂O₇²⁻.

Prefixos para compostos moleculares binarios

Nun composto de dous non metais, o elemento situado máis á esquerda na táboa periódica escríbese en xeral primeiro na fórmula; se ambos están no mesmo grupo, vai primeiro o inferior. O segundo elemento leva a terminación -uro (ou óxido). Os nomes tradicionais dalgúns compostos do osíxeno co cloro, o bromo e o iodo rompen este patrón porque escriben primeiro o halóxeno na fórmula, como monóxido de dicloro, Cl₂O; as recomendacións da IUPAC de 2005 eliminan esta excepción e nomean o mesmo composto dicloruro de osíxeno, OCl₂.

Os prefixos gregos indican o número de cada átomo: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), hexa- (6), hepta- (7), octa- (8), nona- (9) e deca- (10). Mono- nunca se usa co primeiro elemento. A maioría dos libros de texto eliminan a vogal final dun prefixo antes de óxido, o que dá monóxido e pentóxido; as recomendacións da IUPAC de 2005 conservan a vogal agás en monóxido, así que tamén verás nomes como pentaóxido de dinitróxeno.

Exemplo resolto: nomea P₄S₁₀. Os dous elementos son non metais, así que usa prefixos. O fósforo está máis á esquerda, polo que vai primeiro na fórmula: tetrafósforo. O xofre leva deca- e a terminación -uro: decasulfuro. O nome é decasulfuro de tetrafósforo. No sentido contrario, o trióxido de dinitróxeno é N₂O₃. Algúns compostos moleculares coñécense case só polos seus nomes comúns, como auga, amoníaco e metano.

Nomes dos ácidos a partir dos seus aniones

O nome dun ácido derívase do anión que queda despois de retirar os ións hidróxeno. Se o anión remata en -uro, o ácido nómease ácido + raíz + -hídrico: HBr(aq) é o ácido bromhídrico. Sen auga presente, o HBr é un gas molecular chamado bromuro de hidróxeno; o nome do ácido describe a disolución acuosa.

Nos oxoácidos, cambia -ato por -ico e -ito por -oso, e conserva calquera prefixo per- ou hipo-. Os nomes dos oxoácidos nunca levan a terminación -hídrico. O nitrato dá o ácido nítrico, HNO₃; o nitrito dá o ácido nitroso, HNO₂; o sulfato dá o ácido sulfúrico, H₂SO₄; o fosfato dá o ácido fosfórico, H₃PO₄.

Exemplo resolto: nomea HIO₃ e escribe a fórmula do ácido hipobromoso. Ao retirar H⁺ do HIO₃ queda IO₃⁻, iodato, por analoxía co clorato. A terminación -ato pasa a -ico, así que o ácido é o ácido iódico. Para o ácido hipobromoso, a terminación -oso e o prefixo hipo- apuntan ao hipobromito, BrO⁻. Un H⁺ equilibra unha carga negativa, así que a fórmula é HBrO.

Hidratos: nomes, fórmulas e porcentaxe de auga

Un hidrato é un sólido, normalmente un composto iónico, con moléculas de auga incorporadas ao seu cristal nunha razón fixa. A fórmula mostra a auga despois dun punto centrado, e o nome engade un prefixo á palabra hidrato: CoCl₂·6H₂O é o hexahidrato de cloruro de cobalto(II). Quentar un hidrato pode expulsar a auga e deixar o composto anhidro.

Exemplo resolto: porcentaxe de auga no CoCl₂·6H₂O. Usa pesos atómicos estándar da IUPAC redondeados a dúas posicións decimais: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 e O 16.00 g/mol. A masa molar do CoCl₂ é 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. A auga é 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, así que seis augas son 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. A masa molar do hidrato é 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, e a porcentaxe en masa de auga é (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

A mesma razón predí o que debería deixar o quecemento. Se 3.500 g do hidrato perden toda a súa auga, o CoCl₂ anhidro que queda é 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, e a auga expulsada é 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Xustifícanse catro cifras significativas porque a masa da mostra e todas as masas molares teñen polo menos catro.

Erros de nomenclatura que cambian a fórmula

Un nome erróneo é unha substancia errónea, así que trata cada nome como unha fórmula que podes comprobar. Despois de nomear un composto iónico, reconstrúe a fórmula a partir do teu nome e confirma que as cargas positivas e negativas suman cero. Despois de nomear un composto molecular, confirma que cada prefixo coincide cun subíndice.

Os erros seguintes son os que hai que buscar primeiro.

• Usar prefixos nos nomes iónicos, como chamar ao MgCl₂ dicloruro de magnesio. O nome correcto é cloruro de magnesio.
• Ler o numeral romano como un subíndice. O óxido de ferro(III) é Fe₂O₃, non Fe₃O.
• Omitir o numeral nun metal de carga variable, ou engadir un para o sodio ou o calcio.
• Confundir sulfuro (S²⁻), sulfito (SO₃²⁻) e sulfato (SO₄²⁻).
• Usar a forma -hídrico cun oxoácido. O ácido sulfhídrico é H₂S(aq); o H₂SO₄ é o ácido sulfúrico.
• Non ver que o mercurio(I) existe como a unidade Hg₂²⁺, de modo que o cloruro de mercurio(I) é Hg₂Cl₂.