FORMULACION QUÍMICA INORGANICA (II): COMPUESTOS TERNARIOS Y CUATERNARIOS

Compuestos ternarios: Formados por tres elementos químicos.

A) Hidróxidos: M(OH)m, donde el grupo hidróxido OH^- ,  ion hidróxido, actúa con valencia 1- y M = Metal

B) Oxoácidos u oxácidos: HaXbOc  Donde X = No metal; a, b y c, no son las valencias.

C) Sales ternarias u oxosales: A "efectos de formulación" surgen de sustituir los H de los oxoácidos por un metal.

Combinaciones cuaternarias: las sales ácidas.

2. COMPUESTOS TERNARIOS

A) HIDRÓXIDOS:

                                         M(OH)m

Son combinaciones de un metal (valencia positiva) con un grupo hidróxido (OH) que actúa con valencia -1. Proceden de añadir agua a un óxido básico.

Fórmula	Con prefijos multiplicadores	Con números romanos
LiOH	Hidróxido de litio	Hidróxido de litio
Fe(OH)2	Dihidróxido de hierro	Hidróxido de hierro (II)
CuOH	Monohidróxido de cobre*	Hidróxido de cobre (I)
Co(OH)3	Trihidróxido de cobalto	Hidróxido de cobalto (III)

* Como en los óxidos, como el cobre puede formar 2 compuestos, en la nomenclatura estequiométrica se pone "mono" para distinguirlo del dihidróxido de cobre.

PRACTICA: Actividad interactiva hidróxidos.

ACTIVIDAD 10: Nombra y formula los siguientes hidróxidos:

(Hoy en día la IUPAC en sus últimas recomendaciones permite escribir las valencias, además de con números romanos, con el número y el signo. No obstante, utilizaremos números romanos)

SOLUCIÓN:

B) ÁCIDOS OXOÁCIDOS:

HaXbOc

H - No metal (X) - O

Hidrógeno con +1,  No metal con valencia positiva ,  Oxígeno con -2

NOMENCLATURA: 

La IUPAC reconoce la nomenclatura tradicional (además de la de adición y de hidrógeno, que no desarrollaremos).

Se nombran de la siguiente manera: 
 1º.- La palabra ácido.
 2º- Hay que reconocer qué tipo de ácido es (meta -que no se indica-, di/piro u orto)
 3º- Calcular la valencia con la que actúa el no metal y ver su correspondiente prefijo-sufijo

ácido + (meta)/di (o piro)/orto- prefijo - raíz nombre NM -sufijo

2º- TIPO DE ÁCIDO.

Existen varios tipos de oxoácidos: los meta, los di o piro y los orto. Los reconoceremos por el número que va con el hidrógeno.

meta: 1 o 2 hidrógenos en la fórmula. Ej: HClO, H₂TeO_3,  

orto: más de 2 hidrógenos en la fórmula. Ej: H₃PO_4 , H₄SeO₄

di/piro: en el elemento central (NM) aparece un 2. Ej: H₂Cr₂O₇

_{Los ácido meta son la mayoría por eso al nombrarlos, salvo alguna excepción que veremos más adelante, se omite el prefijo. Así, decimos: ácido hipocloroso (y no ácido metahipocloroso)}

3º- Sufijos y prefijos de Tradicional:  Según el número de valencias que posea el elemento, se colocan estos prefijos antes y después de la raíz del nombre del elemento.

- Con una valencia: el sufijo que se utiliza es -ico 

- Con dos valencias: -ico para la mayor; -oso para la menor.

- Con tres valencias: 

    * hipo- elemento- oso para la menor: 

    * -oso para la 2ª; 

    * -ico para la mayor

- Con cuatro valencias: 

    * hipo- elemento- oso para la menor; 

    * -oso para la 2ª; 

    * -ico para la 3ª; 

    * per -  elemento - ico para la mayor. 

El cromo (Cr) y el manganeso (Mn) pueden también formar ácidos con sus valencias covalentes (no metal): +6 para el cromo y +4,+6, y +7 para el manganeso.   

 Cromo solo actúa con  valencia +6 (no metal): -ico.

 Manganeso: +4 -oso; +6 -ico; +7 per-  -ico (EXCEPCIÓN)

Ácidos META: 

Nomenclatura tradicional: ácido + elemento (con los prefijos y sufijos de la nomenclatura tradicional) Ej.:     HClO: ácido hipocloroso

                               H₂SO₄: ácido sulfúrico

Calculo de la valencia o del estado de oxidación: Para nombrarlos debemos conocer la valencia del no metal, una forma rápida de obtener la valencia es hacer el balance de cargas nulo (ya que el compuesto es neutro):

En el ácido teluroso H₂TeO₃ 

La valencia del teluro es x = 3.2 - 2.1 = 6 - 2 = +4

_{La valencia del teluro es la que cumple que el compuesto resultante sea eléctricamente neutro (O  -2 y H  +1);  2.(+1) + x + 3.(-2) = 0;  
x= 4 (la valencia del no metal)}

Fórmula	Tradicional
H2TeO3	Ácido teluroso	Es un metal. El teluro actúa con estado de oxiación  +4. El teluro tiene +2 +4 +6 . A +4 le correspondo -oso
H2CO3	Ácido carbónico
HBO2	Ácido metabórico
HBrO4	Ácido perbrómico

Fórmula	Tradicional
Cromo (Cr) en los ácidos sólo con +6
H2CrO4	Ácido crómico	E.O. +6 del cromo. Como no metal solo actúa con E.O. +6. Luego: -ico
Manganeso en los ácidos con +6 y +7
H2MnO4	Ácido mangánico	Recuerda que el manganeso como no metal
HMnO4	Ácido permangánico	actúa con +4.+6 y +7 (oso, ico, per-ico)
Nitrógeno en los ácidos sólo con +1, +3, +5
HNO	Ácido hiponitroso	Tienen bastante importancia industrial
HNO2	Ácido nitroso
HNO3	Ácido nítrico

Además, el Carbono (C) y el Silicio usan sólo (Si) el E.O. +4
 H₂CO₃   Ácido carbónico 

Como puedes comprobar, se cumple que si el elemento no metálico que se combina tiene valencia par, hay dos hidrógenos. Si la valencia es impar, queda un solo hidrógeno.

Ácidos ORTO:

Fórmula	Tradicional
H3NO3	Ácido ortonitroso
H4SeO4	Ácido ortoselenioso
H3BrO4	Ácido ortobrómico
H3IO5	Ácido ortoperyódico

Recuerda un truco para reconocer los ácidos orto: hay más de dos hidrógenos en el ácido.

Excepciones con el boro (B), fósforo (P), arsénico (As) y silicio (Si) 

Hay excepciones y a los ácidos orto siguientes se les quita el prefijo orto al nombrarlos. Sin embargo, el prefijo meta debe permanecer.

Fórmula	Tradicional
Con el Fósforo (P), se especifica meta y no orto
HPO3	Ácido metafosfórico	No se omite el prefijo meta
H3PO4	Ácido fosfórico	Se omite el prefijo orto
HPO2	Ácido metafosforoso	No se omite el prefijo meta
H3PO3	Ácido fosforoso	Se omite el prefijo orto
Con el Arsénico (As) igual que con el fósforo
HAsO3	Ácido metarsénico	No se omite el prefijo meta
H3AsO4	Ácido arsénico	Se omite el prefijo orto
HAsO2	Ácido metarsenioso	No se omite el prefijo meta
H3AsO3	Ácido arsenioso	Se omite el prefijo orto
Con el Silicio (Si) y el Boro (B) se especifican las dos – meta y orto-
H2SiO3	Ácido metasilícico	No se elimina el prefijo meta
H4SiO4	Ácido ortosilícico
HBO2	Ácido metabórico	No se elimina el prefijo meta
H3BO3	Ácido ortobórico

Ácidos DI (o piro)

Se distinguen fácilmente pues en la fórmula el no metal tiene un 2 como subíndice

Fórmula	Tradicional
H2Se2O5	Ácido diselenioso	Practica calculando el número de oxidación.
H2S2O5	Ácido disulfuroso	Ej: H2Se2O5
H2S2O7	Ácido disulfúrico	5x2 - 2 = 8       8/2 = 4
H2C2O5	Ácido dicarbónico	+4 es el número de oxidación del Selenio

Fórmula	Tradicional
H4As2O5	Ácido diarsenioso	Siempre se deja el prefijo DI
H4P2O7	Ácido difosfórico	el prefijo PIRO indica lo mismo que el DI
H4P2O5	Ácido difosforoso

Más sobre OXOÁCIDOS

FORMULACIÓN

 Forma "clásica" o sumándole moléculas de agua. 

Con la siguiente regla podrás formular todos los tipos de oxácidos: los meta, los di (o piro) y los orto. Actualmente no se suele enseñar así

VALENCIA	ACIDO META	ACIDO DI,  TRI, TETRA ...	ACIDO ORTO
IMPAR	ÓXIDO + 1H2O	ÓXIDO  + 2 (3, 4, ...) H2O	ÓXIDO + 3H2O
PAR	ÓXIDO + 1H2O	2ÓXIDO + 1H2O	ÓXIDO + 2H2O

Los oxoácidos provienen de la reacción de un anhídrido (como antiguamente se llamaban a los óxidos no metálicos) al disolverse en agua:

ÓXIDO + AGUA  = ÁCIDO

Así, en el caso meta (el prefijo meta se omite al nombrarlos), el caso más sencillo, su fórmula la podemos construir sumando una molécula de agua.

CO₂ + H₂O → H₂CO₃ (ácido carbónico)

SO₃ + H₂O → H₂SO₄ (ácido sulfúrico)

N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃ (ácido nítrico)

Forma 1:

Forma 2: Por balance de carga. "clásica" 

o sumándole moléculas de agua.

Hay quien prefiere una forma más rápida y sencilla para los ácido meta. 
Ej: Imaginad que nos piden formular el ácido sulfúrico.
1º-  -ico corresponde a número de oxidación +6
2º- Se colocan los elementos según fórmula del oxoácido: H S O
3º- Le colocamos un 2 al hidrógeno porque la valencia es par.
4º- Conocemos que en los oxoácidos el hidrógeno actúa con +1 y el oxígeno con -2, luego realizamos el cálculo del coeficiente estequiométrico (número) que debe ir bajo el azufre para que el compuesto sea neutro (balance de carga cero).  

PRACTICA: Formulación interactiva de oxoácidos (ejemplos sencillos)

ACTIVIDADES

11. Formula los siguientes oxoácidos:   Ácido brómico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido perclórico, ácido sulfuroso, ácido hipoyodoso, ácido manganoso, ácido dicrómico, ácido metabórico y ácido selénico.

12. Nombra los siguientes oxoácidos:  

13. Formula o nombra, según corresponda:

C) SALES TERCIARIAS (OXOSALES):

A efectos de formulación, surgen de sustituir un metal en el hidrógeno del ácido.

FORMULACIÓN

Dos maneras:

(1) POR IONES.
Para hacerlas eliminamos el/los hidrógeno/s obteniendo un grupo cargado negativamente (que actuará como un elemento) que podremos combinar con un metal.

Es decir, H₂SO₄, sustraemos los hidrógenos, (SO₄)^2- y obtenemos el oxoanión,  un grupo que podremos combinar con un metal.

Como puedes comprobar, al oxoanión le faltarán tantas cargas como hidrógenos tenía el ácido (si el ácido tenía dos hidrógenos, el ión tiene índice negativo, 2-)

Ejemplo: Ión sultato (SO₄)^2- con hierro de valencia 3+ : Fe₂(SO₄)₃

Cuando hay más de dos grupos de ácidos, 

el grupo se coloca entre paréntesis y el subíndice fuera 

Se cumple: ÁCIDO + METAL forman   SAL + HIDRÓGENO

Recuerda: TIPOS DE IONES.
1) Cationes metálicos (Izquierda y centro de la tabla periódica): Se nombran con el nombre del elemento y entre paréntesis en números romano su valencia (cuando hay más de una): Catión o ion calcio, ión hierro (II), ion cromo (III), etc.
2) Aniones:
- De no metales: sufijo -uro (recuerda los hidruros no metálicos):

- Oxoaniones: ito/ato. Ver la siguiente tabla.

Otros iones de interés son el ión óxido, el ión hidróxido, el ión peróxido, el ión amonio, el ion oxonio (hidronio), etc.

TABLAS con los oxoaniones más comunes:

.

(2) SUSTITUCIÓN Sustituyendo el hidrógeno del ácido por el metal sin olvidar de multiplicar todo el ion ( ) por la valencia del metal. 
Ej: Fe₂(SO₄)₃  El 3 es la valencia del hierro.

Se simplifican. Así, FeSO₄ es la sal que surge entre el ion sulfato y el catión hierro (II).

NOMENCLATURA Nomenclatura tradicional (IUPAC)

- Si el ácido acaba en –oso en las sales ternarias utilizaremos el sufijo –ito. 
Ej: Fe (II) con (SO₃)^2- (que proviene del H₂SO₃, ácido sulfuroso) 
FeSO₃  sulfito de hierro(II)

- Si el ácido acaba en –ico en las sales binarias utilizaremos el sufijo -ato 
Ej: Fe (II) con (ClO₃)^- (que proviene del HClO₃, ácido clórico) 
Fe(ClO₃)₂ (clorato de hierro(II))

- Cuando tenemos un ácido con los prefijos hipo- y per- mantenemos estos prefijos en la sal binaria. 
Ej: Ni(BrO₄)₂  perbromato de niquel(II); K₂TeO₃  telurito de potasio

          Actualmente, en la nomenclatura tradicional, los sufijos oso e ico no se permiten para referirnos al metal. No se dice clorato ferroso, sino, clorato de hierro (II)

Fórmula	Tradicional
Al2(SO3)3	Sulfito de aluminio (III)
CaSO4	Sulfato de calcio
Pb(ClO)2	Hipoclorito de plomo (II)
Ca3(PO3)2	Fosfito de calcio
Fe2(Cr2O7)3	Dicromato de hierro (III)

  

PRACTICA: Formulación interactiva oxisales


ACTIVIDADES 

14. Formula o nombra los siguientes iones.

3) COMBINACIONES CUATERNARIAS:

SALES ÁCIDAS:

Se forman a partir de los ácidos oxoácidos cuando quedan hidrógenos por sustituir por el metal, es decir, no todos los hidrógenos son sustituidos. Se añade la palabra anión delante.
- Tradicional: como las sales ternarias pero añadiendo el prefijo hidrógeno (o dihidrógeno).

Ejemplos: Primero sistemática, luego tradicional.

Se prefiere la nomenclatura de la forma:

 (di)hidrógenoNOMETALito/ato de METAL 

Ej: hidrógenocarbonato de sodio, y no bicarbonato de sodio.

SALES ÁCIDAS DERIVADAS DE HIDRÁCIDOS.

 

Los hidrácidos que contienen dos átomos de hidrogeno en su fórmula, pueden perder un H⁺ y dar lugar a la formación de un anión que contiene hidrogeno.

 

Estos aniones se nombran: “hidrogeno” +nombre del elemento“-uro”.

 

Cuando estos aniones se combinan con cationes metálicos, originan sales acidas y se nombran de acuerdo a las reglas de los compuestos binarios.

 

Fórmula	anión	nombre anión	nombre sal ácida
KHS	HS-	hidrogeno sulfuro	hidrogeno sulfuro de potasio
NH4HS	HS-	hidrogeno sulfuro	hidrogeno sulfuro de amonio
Ca(HSe)2	HSe-	hidrogeno seleniuro	hidrogeno seleniuro de calcio
Cu(HTe)2	HTe-	hidrogeno telururo	hidrogenotelururo de cobre(II)

ACTIVIDAD 15. FORMULA O NOMBRA DE TODAS LAS FORMAS POSIBLES:

Fe de erratas: 

- Potásico: de potasio. 

-Sodio no tiene tilde, ni bario. 

- Estano es estaño.

AUTOEVALUACIÓN

PRACTICA con la formulación interactiva:  AQUÍ

OJO: Los oxoácios y las oxosales nombrar solamente por la  tradicional.

REFUERZO:

Errores comunes al formular:

La mayoría de los errores corresponden a:

• No saber los símbolos que corresponden a cada elemento
• Utilizar mal los prefijos, sufijos y las raíces de los nombres de los elementos
• Utilizar mal las valencias
• Poner a la izquierda el elemento que tiene que ir a la derecha, y viceversa
• Escribir con mayúscula el nombre del elemento: Sería incorrecto escribir óxido de Hierro (II). Lo correcto sería: Óxido de hierro (II).
• Más sobre los símbolos de los elementos químicos:

- El símbolo de muchos elementos proviene de su nombre en latín, no de su nombre castellano. Así, es un error común que al hierro (cuyo símbolo es Fe, del latín ferrum) se le asigne el símbolo H (que corresponde al hidrógeno), o incluso Hi (que ni siquiera es un símbolo químico).

- Los elementos que suelen confundirse son: Fósforo (P), flúor (F), sodio (Na), azufre (S), cobre (Cu), mercurio (Hg), plata (Ag), oro (Au), potasio (K), magnesio (Mg) y manganeso (Mn), antimonio (Sb),...

- Otro error común en formulación es escribir CL (por cloro), CO (por cobalto) o MG (por magnesio); en lugar de Cl, Co y Mg. Cuando un símbolo tiene una sola letra (como H), ésta se escribe en mayúscula. Si el símbolo tiene dos o más letras, la primera es mayúscula, y las demás minúsculas. De esta manera, distinguiremos en una fórmula carbono (C) y oxígeno (O) de cobalto (Co):

H₂CO₃ = aćido carbónico

CoH₂ = hidruro de cobalto (II)
- Hay que vigilar las raíces de los nombres de los elementos:

Algunos elementos cambian la raíz de su nombre para adaptarles un sufijo (y a veces, un prefijo). lo cual suele ser fuente de errores. Como ejemplos clásicos tenemos el "ácido azúfrico" (en vez de sulfúrico) o el "óxido plomoso" (en lugar de plumboso). Los elementos más importantes a los que hay que cambiar su raíz para nombrar sus compuestos son (ejemplo entre paréntesis):

• Azufre: sulfur- (sulfuroso) o sulf- (sulfhídrico)
• En la "antigua" nomenclatura tradicional (ya no permitida en óxidos, hidruros, sales): Hierro: ferr- (ferroso, férrico); Oro: aur- (aúrico); Plata: argent- (argéntico); Plomo: plumb- (plúmbico), Estaño: estánn- (estánnico); Cobre: cupr- (cúprico).

IMPORTANTE: Un enlace para practicar la tabla periódica y las valencias

BIBLIOGRAFÍA:

Para saber más:

Libro IUPAC nomenclatura 2005

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VIDEOS RECOMENDADOS:

... Y MUCHOS MÁS VÍDEOS EN LA LISTA DE REPRODUCCIÓN.