Formulación yNomenclatura

El lenguaje químico: Fórmulas

Hasta ahora has podido comprender que para que exista una sustancia sus átomos deben unirse para formar el compuesto. Hemos estudiado que sustancias como la sal de mesa, cloruro de sodio (NaCl), está formado por un átomo de cloro y otro de sodio; y que están unidos mediante una fuerza de atracción electrostática que denominamos: enlace iónico. También estudiamos el enlace ente el hidrógeno y el oxígeno, el que produce agua; en este caso unidos mediante un enlace  covalente, así como otras sustancias simples como el dihidrógeno, etc.

Los compuestos se pueden identificar por: un nombre, una fórmula o un modelo.  El nombre científico se ha variado y adaptado con el transcurrir  del tiempo, según lo propuesto por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (I.U.P.A.C.), que es el organismo internacional que elabora y propone las normas de nomenclatura y formulación de los compuestos químicos. 

La fórmula de un compuesto puede ser representada en forma global o desarrollada. La primera sólo establece la cantidad de átomos que la forman, mientras que la desarrollada indica, además, como se unen los átomos. Los modelos moleculares son representaciones tridimensionales que el científico propone para explicar la estructura y comportamiento de los compuestos químicos. Por ejemplo:

Los procesos en los que las sustancias cambian, originando otras diferentes, se denominan: reacciones químicas. Las sustancias obtenidas en una reacción difieren de las originales en sus propiedades características y en su estructura corpuscular. Cada vez que tiene lugar una reacción se rompen enlaces de los reactivos y se forman nuevos, los que dan lugar a las nuevas sustancias, los productos. Un ejemplo de reacción química es la formación del dióxido de carbono, que es el gas que exhalas en tu respiración y puede obtenerse al quemar un trozo de carbón en una atmósfera de oxígeno; podríamos representar dicha reacción de las siguientes formas:

En una ecuación química las sustancias intervinientes se denominan reactivos y las obtenidas productos, y se representan por sus símbolos y/o fórmulas químicas y el estado físico en el que se encuentran.

C(S)  +   O2(g)                 CO2(g)    Reactivos                       Productos

Un tipo de reacciones químicas: las combustiones:

Las reacciones químicas en las que interviene el oxígeno reaccionando con otro elemento, y que se caracteriza por liberar energía, se denominan reacciones de combustión y al producto óxido.

Formulación y nomenclatura de óxidos:

Ø  Óxido de magnesio:

ENMg= 1,2 ENO= 3,5 DEN=   2,3 Enlace iónico.

Fórmula: MgO

Al representar las fórmulas de los óxidos obtenidos en las combustiones, como por ejemplo el anteriormente representado, el oxígeno se representa al final, debido a una convención internacional establecida para todos los compuestos. Dicha convención establece que el elemento más electronegativo se representa primero.

Ø    Óxido de sodio:

ENNa= 0,9 ENO= 3,5 DEN=   2,6 Enlace iónico.

Fórmula: Na2O

Como puedes observar en el ejemplo anterior, se utilizan números como subíndices, en las fórmulas, que representan la atomicidad del elemento en dicho compuesto. Dichos subíndices se determinan experimentalmente mediante un análisis químico, pero por comodidad utilizaremos  un número que nos ayudará a poder formular compuestos que es el número de oxidación.

Número de oxidación:

Debido a la DEN entre dos elementos que forman un enlace, los electrones compartidos se desplazan hacia uno de ellos haciendo que cada uno de los átomos del enlace adquiera una carga aparente.

A la carga que adquiriría un átomo, que está formando un enlace, si le adjudicáramos los pares de electrones compartidos al más electronegativo, se denomina número de oxidación.

Para determinar el número de oxidación de los elementos debemos seguir las siguientes reglas:

1.                  El número de oxidación de un elemento en una sustancia simple es cero.

2.                  El número de oxidación del hidrógeno, en la mayoría de los compuestos es +1.

3.                  El número de oxidación del oxígeno, en la mayoría de los compuestos es -2.

4.                  El número de oxidación de un ion (catión o anión) es igual a la carga del ion.

5.                  La suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que forman una especie compuesta es cero.

Algunos ejemplos:

1.       Óxido de magnesio (MgO): dado que la suma de los números de oxidación en un compuesto debe ser cero  y el número de oxidación del oxígeno es -2, entonces el estado de oxidación del magnesio es +2.

2.       Óxido de azufre (SO₂): como el número de oxidación del oxígeno es -2, y la suma de los números de oxidación debe ser cero, entonces el número de oxidación del azufre en este compuesto es  +4.   

 

Estado de oxidación de algunos elementos:

Elementos metálicos			Elementos no metálicos
Elemento	Símbolo	Nº de oxidación	Elemento	Símbolo	Nº de oxidación
Litio	Li	+1	Flúor	F	+/-                     1
Sodio	Na		Cloro	Cl	+/-     1,  3, 5 y 7
Potasio	K		Bromo  (*)	Br	+/-              1 y 5
Plata	Ag		Iodo (*)	I	+/-          1,  5 y 7
Bario	Ba	+2	Oxígeno	O	-2
Calcio	Ca		Carbono	C	+/-              2 y 4
Magnesio	Mg		Azufre	S	+/-         2,  4  y 6
Zinc	Zn		Nitrógno(**)	N	+/-               3 y 5
Aluminio	Al	+3	Fósforo	P
Cobre	Cu	+1 y  +2	Semimetales
Mercurio	Hg		Boro	B	+3
Oro	Au	+1 y +3	Silicio	Si	+4
Hierro	Fe	+2 y +3	(*) por razones de simplificación, muchas  veces se supone que  los elementos I y Br actúan con nº de oxidación: 1, 3, 5 y 7
Cobalto	Co
Níquel	Ni
Platino	Pt	+2 y +4	(**) el nitrógeno también forma óxidos actuando con 2 y 4
Plomo	Pb
Estaño	Sn

Nomenclatura:

Se denomina nomenclatura al conjunto de reglas que permiten nombrar a las sustancias.

Para nombrar los óxidos deberás:

     Indicar primero la palabra óxido, seguida del nombre del elemento que acompaña al oxígeno.

     Si el elemento tiene número de oxidación variable se puede:

       Indicar con número romano su valor. A esta denominación se la conoce como Sistema de Stock, propuesto por el químico alemán Stock.

       Utilizar prefijos de cantidad para indicar el número de átomos de cada elemento interviniente. Esta denominación se conoce como nomenclatura I.U.P.A.C.

Nº de átomos	Prefijos	Nº de átomos	Prefijos
1	Mono	5	Penta
2	Di	6	Hexa
3	Tri	7	hepta
4	tetra