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

Escolhendo o sistema de nomenclatura a partir da fórmula

Observe o que a fórmula contém antes de tentar nomeá-la. Os compostos iônicos são mantidos por cargas, de modo que seus nomes informam os íons e deixam a contagem para o balanço de cargas. Os compostos moleculares não têm cargas iônicas a balancear, de modo que seus nomes precisam indicar o número de cada átomo com prefixos gregos. Os ácidos têm nomes próprios porque são nomeados pelo modo como se comportam em água.

Leia cada fórmula pela lista de verificação abaixo, em ordem, e pare na primeira correspondência.

• Fórmula seguida de um ponto e água, como ·5H₂O: um hidrato. Dê nome ao composto e depois acrescente o termo de hidrato.
• Fórmula que começa com H e é escrita como solução aquosa, (aq): um ácido.
• Um metal, ou o íon amônio NH₄⁺, combinado com não metais: um composto iônico.
• Apenas não metais, sem amônio: um composto molecular nomeado com prefixos.

Nomes iônicos e números de Stock para cargas variáveis

Nos nomes iônicos em português, o ânion vem primeiro e o cátion depois, ligados por “de” (cloreto de sódio). Um cátion monoatômico mantém o nome do elemento (sódio, cálcio), e um ânion monoatômico recebe a raiz do nome do elemento mais -eto (cloreto, nitreto; o oxigênio dá óxido). Os nomes iônicos nunca usam prefixos como di- ou tri- para contar os íons; os índices decorrem das cargas, portanto indicá-los seria redundante.

Muitos metais, especialmente os metais de transição, o estanho e o chumbo, formam mais de um cátion. Para esses, o sistema de Stock coloca o número de oxidação do metal, que para um cátion monoatômico é igual à sua carga, em algarismos romanos entre parênteses: ferro(II) é Fe²⁺ e ferro(III) é Fe³⁺. Os metais com apenas uma carga comum não recebem algarismo: metais do grupo 1 (+1), metais do grupo 2 (+2), alumínio (+3), zinco (+2) e prata (+1).

Exemplo resolvido: dê nome ao Co₃(PO₄)₂. O fosfato é PO₄³⁻, portanto dois fosfatos carregam 2 × (−3) = −6. Os três íons de cobalto devem somar +6, então cada um é +6 ÷ 3 = +2. O nome é fosfato de cobalto(II). Observe que o algarismo romano é a carga de um íon, e não o índice.

Exemplo resolvido no sentido inverso: escreva a fórmula do sulfeto de estanho(IV). O estanho(IV) é Sn⁴⁺ e o sulfeto é S²⁻. A menor razão de números inteiros que balanceia a carga é um Sn⁴⁺ para cada dois S²⁻, já que +4 + 2(−2) = 0. A fórmula é SnS₂.

Íons poliatômicos e o padrão -ato/-ito

Um íon poliatômico é um grupo de átomos ligados covalentemente com uma carga total. Ele mantém seu nome e sua fórmula como uma unidade dentro de um composto iônico. Quando uma fórmula precisa de mais de uma cópia de um íon poliatômico, coloque-o entre parênteses antes do índice: o nitrato de cálcio é Ca(NO₃)₂, e não CaNO₃₂.

Muitos oxiânions formam famílias. O íon -ato tem um oxigênio a mais que o íon -ito de mesma carga: sulfato é SO₄²⁻ e sulfito é SO₃²⁻. Na família do cloro, per- acrescenta mais um oxigênio que -ato, e hipo- retira mais um que -ito. Adicionar H⁺ a um ânion torna sua carga uma unidade menos negativa e acrescenta hidrogênio ao nome. A lista abaixo cobre os íons que a maioria dos cursos de química geral espera que você conheça.

• Amônio NH₄⁺, hidróxido OH⁻, cianeto CN⁻, peróxido O₂²⁻, acetato CH₃COO⁻.
• Nitrato NO₃⁻, nitrito NO₂⁻; sulfato SO₄²⁻, sulfito SO₃²⁻, hidrogenossulfato HSO₄⁻.
• Carbonato CO₃²⁻, hidrogenocarbonato HCO₃⁻; fosfato PO₄³⁻, hidrogenofosfato HPO₄²⁻, di-hidrogenofosfato H₂PO₄⁻.
• Perclorato ClO₄⁻, clorato ClO₃⁻, clorito ClO₂⁻, hipoclorito ClO⁻ (os oxiânions de bromo e iodo são nomeados da mesma forma).
• Permanganato MnO₄⁻, cromato CrO₄²⁻, dicromato Cr₂O₇²⁻.

Prefixos para compostos moleculares binários

Em um composto de dois não metais, o elemento mais à esquerda na tabela periódica é, em geral, o que aparece por último no nome, depois de “de”; se ambos estão no mesmo grupo, o de baixo vem por último. O outro elemento recebe a terminação -eto. Nomes tradicionais de alguns compostos do oxigênio com cloro, bromo e iodo quebram esse padrão ao nomear o halogênio primeiro, como em monóxido de dicloro, Cl₂O; as recomendações da IUPAC de 2005 eliminam essa exceção e dão ao mesmo composto o nome dicloreto de oxigênio, OCl₂.

Os prefixos gregos indicam 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). O prefixo mono- nunca é usado no elemento que vem depois de “de”. A maioria dos livros elimina o a ou o o final de um prefixo antes de óxido, resultando em monóxido e pentóxido; as recomendações da IUPAC de 2005 mantêm a vogal, exceto em monóxido, por isso você também verá nomes como pentaóxido de dinitrogênio.

Exemplo resolvido: dê nome ao P₄S₁₀. Os dois elementos são não metais, portanto use prefixos. O fósforo está mais à esquerda, então fica por último: tetrafósforo. O enxofre recebe deca- e a terminação -eto: decassulfeto. O nome é decassulfeto de tetrafósforo. No sentido contrário, o trióxido de dinitrogênio é N₂O₃. Alguns compostos moleculares são conhecidos quase só por nomes comuns, como água, amônia e metano.

Nomes de ácidos a partir de seus ânions

O nome de um ácido deriva do ânion que resta depois de removidos os íons hidrogênio. Se o ânion termina em -eto, o ácido é nomeado ácido + raiz + -ídrico: HBr(aq) é o ácido bromídrico. Sem água presente, o HBr é um gás molecular chamado brometo de hidrogênio; o nome do ácido descreve a solução aquosa.

Nos oxiácidos, troque -ato por -ico e -ito por -oso, e mantenha qualquer prefixo per- ou hipo-. Os nomes de oxiácidos nunca usam a terminação -ídrico. 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 resolvido: dê nome ao HIO₃ e escreva a fórmula do ácido hipobromoso. Remover H⁺ do HIO₃ deixa IO₃⁻, iodato, por analogia com o clorato. A terminação -ato vira -ico, então o ácido é o ácido iódico. Para o ácido hipobromoso, a terminação -oso e o prefixo hipo- apontam para o hipobromito, BrO⁻. Um H⁺ balanceia uma carga negativa, portanto a fórmula é HBrO.

Hidratos: nomes, fórmulas e porcentagem de água

Um hidrato é um sólido, geralmente um composto iônico, com moléculas de água incorporadas ao cristal em proporção fixa. A fórmula mostra a água depois de um ponto centralizado, e o nome acrescenta um prefixo à palavra hidratado: CoCl₂·6H₂O é cloreto de cobalto(II) hexa-hidratado. Aquecer um hidrato pode expulsar a água e deixar o composto anidro.

Exemplo resolvido: porcentagem de água no CoCl₂·6H₂O. Use as massas atômicas padrão da IUPAC arredondadas para duas casas decimais: Co 58.93, Cl 35.45, H 1.01 e O 16.00 g/mol. A massa molar do CoCl₂ é 58.93 + 2(35.45) = 129.83 g/mol. A água é 2(1.01) + 16.00 = 18.02 g/mol, de modo que seis águas são 6 × 18.02 = 108.12 g/mol. A massa molar do hidrato é 129.83 + 108.12 = 237.95 g/mol, e a porcentagem em massa de água é (108.12 ÷ 237.95) × 100% = 45.44%.

A mesma razão prevê o que o aquecimento deve deixar. Se 3.500 g do hidrato perdem toda a sua água, o CoCl₂ anidro que resta é 3.500 g × (129.83 ÷ 237.95) = 1.910 g, e a água expulsa é 3.500 g − 1.910 g = 1.590 g. Quatro algarismos significativos se justificam porque a massa da amostra e todas as massas molares têm pelo menos quatro.

Erros de nomenclatura que mudam a fórmula

Um nome errado é uma substância errada, portanto trate todo nome como uma fórmula que você pode conferir. Depois de nomear um composto iônico, reconstrua a fórmula a partir do seu nome e confirme que as cargas positivas e negativas somam zero. Depois de nomear um composto molecular, confirme que cada prefixo corresponde a um índice.

Os erros a seguir são os primeiros a procurar.

• Usar prefixos em nomes iônicos, como chamar o MgCl₂ de dicloreto de magnésio. O nome correto é cloreto de magnésio.
• Ler o algarismo romano como um índice. O óxido de ferro(III) é Fe₂O₃, e não Fe₃O.
• Omitir o algarismo para um metal de carga variável, ou acrescentá-lo para o sódio ou o cálcio.
• Confundir sulfeto (S²⁻), sulfito (SO₃²⁻) e sulfato (SO₄²⁻).
• Dar a um oxiácido o nome de ácido binário (-ídrico). O ácido sulfídrico é H₂S(aq); H₂SO₄ é o ácido sulfúrico.
• Não perceber que o mercúrio(I) existe como a unidade Hg₂²⁺, de modo que o cloreto de mercúrio(I) é Hg₂Cl₂.