Introducción al Lenguaje Químico.

La enorme cantidad de compuestos que maneja la química hace imprescindible la existencia de un conjunto de reglas que permitan nombrar de igual manera todo el mundo científico de un mismo compuesto. La escritura en clave de cualquier sustancia constituye su fórmula y da lugar a un modo de expresión peculiar de la química que, con frecuencia se le denomina lenguaje químico.

Conceptos fundamentales.

La formulación de un compuesto se rige por una determinadas normas que han sido retocadas en los últimos años con el único propósito de conseguir un lenguaje químico lo más sencillo y general posible. La I.U.P.A.C. es el encargado de tales menestres. La fórmula química de un compuesto dado, además de indicar los elementos que lo constituyen, proporciona la relación numérica en que intervienen sus respectivos átomos. Tales números están relacionados con el de enlaces posibles de unos átomos con otros y dan idea la capacidad de combinación de los elementos en cuestión.

Número de Oxidación.

A cada elemento dentro de un compuesto se le asigna un número positivo o negativo denominado índice, número o grado de oxidación. Dicho índice, que puede considerarse como el número de electrones perdidos o ganados en el ion correspondendiente tiene, no obstante, un carácter fundamental operativo, pues sirve para deducir con facilidad las fórmulas de las diferentes combinaciones posibles. De acuerdo con la tabla periódica se pueden deducir las siguientes reglas:

a)       Los elementos metálicos tiene índices de oxidación positivos.

b)       Los elementos no metálicos pueden tener índices de oxidación tanto positivos como negativos.

c)       El índice de oxidación positivo de un elemento alcanza como máximo el valor del grupo al que pertenece dentro del sistema periódico. En el caso de que tome otros valores, serán más pequeños, soliendo ser impares o pares.

d)       El índice de oxidación negativo de un elemento viene dado por la diferencia entre ocho y el número del grupo al que pertenece dentro del sistema periódico.

El índice de oxidación de un elemento sin combinar es cero.

Compuestos Binarios.

Aspectos generales.

Se denominan compuestos binarios a aquellos que resultan de la combinación de dos elementos; por tal razón en sus fórmulas intervendrán dos signos.

Formulación.

Para formular un compuesto binario se escribe en primer lugar el símbolo del elemento que se encuentra más ala izquierda en la anterior secuencia y a continuación el del otro. El número de oxidación del primer elemento, prescindiendo de su signo, se coloca como subíndice del símbolo del segundo elemento y viceversa, utilizando cifras de la numeración ordinaria.

Nomenclatura.

El nombre de cualquier compuesto binario se establece citando en primer lugar y en forma abreviada el elemento situado en la fórmula más a la derecha seguido de la terminación  uro(menos los óxidos); a continuación se nombra el elemento de la izquierda precedido de la preposición de. Otra forma de nomenclatura para los compuestos binarios, consiste en expresar el número de átomos e cada molécula, o sea subíndices, mediante los prefijos mono, di, Sri, tetar, penita, etc. Para los números 1, 2, 3, 4, 5,etc.

Compuestos binarios del oxígeno.

Las combinaciones binarias del oxígeno con cualquier otro elemento del sistema periódico reciben el nombre de óxidos.

Un ejemplo: el óxido de potasio. Primero se recuerdan los índices de oxidación de los elementos de oxígeno y potasio para después colocarlos en forma de subíndices intercambiados: Dado que K es un metal, es anterior al O, aparecerá así:

K(I)O(-II): K2O

Ejemplos de nomenclatura.

En la nomenclatura es inverso ala formulación. Si se tratase de nombrar el CI2O, por los símbolos se reconocería que es un óxido de cloro; pero dado que el cloro actúa con diferentes índices de oxidación , al observar la ausencia del subíndice en el oxígeno, en este caso, del cloro(I), por lo que el nombre será óxido de cloro(I). Así mismo podría haberse nombrado eligiendo la segunda forma de nomenclatura como el monóxido de dicloro.

Al igual que sucede con los átomos , la condición de molécula o de agrupación iónica equivalente lleva aparejada la neutralidad eléctrica. Por ésta razón el número que resulta de la suma algebraica de los índices de oxidación de cada uno de los átomos que interviene en la fórmula ha de ser igual a cero.

Compuestos binarios del hidrógeno.

La nomenclatura y la formulación es igual que el anterior, pero las combinaciones binarias el hidrógeno con los elementos: F,Cl,Br,I,Se,Te,  reciben el nombre de hidrácidos, pues tales compuestos en solución acuosa se comportan como hidrácidos. Cuando se hallan disueltos en el agua se les nombra anteponiendo la palabra ácido al nombre abreviado del elemento al que se le añade la terminación hídrico.

Un ejemplo de formulaciones la fórmula del ácido clorhídrico, que es una combinación binaria de cloro e hidrógeno en disolución acuosa:

H(I)Cl(-I) : HCl(aq)

Sales binarias.

Se las denomina en ocasiones genéricamente sales en uro, por ser ésta la terminación sistemática de su nombre. Son combinaciones iónicas de los no metales F,Cl,Br,S,Se,Te, con elementos metálicos. Tanto su formulación como su nomenclatura se ajusta estrictamente alas reglas iniciales dadas inicialmente.

Compuesto Seudobinarios.

En química existen algunos compuestos que sin ser binarios se pueden asimilar a ellos por ser la combinación de un grupo poliatómico iónico, siempre fijo y un ion variable de signo contrario. Los hidróxidos son los compuestos seudobianrios de mayor importancia. Un hidróxido esta formado por la combinación del grupo hidroxilo OH- con un ion positivo, por lo general metálico. El grupo OH-es un caso típico de ion poliatómico negativo y a efectos de nomenclatura se trata como si fuera un solo elemento con grado de oxidación (-I); de ahí que los hidróxidos sean considerados como compuestos seudobinarios. Los hidróxidos se comportan químicamente como bases.

La formulación de tales compuestos se lleva a efecto escribiendo en primer lugar el elemento metálico y a continuación el radical hidróxilo entre paréntesis, si el subíndice le corresponde es superior ala unidad. En cuanto ala nomenclatura, los hidróxidos se nombran anteponiendo la palabra hidróxido al nombre del metal que irá precedido de preposición de. En el caso de que el metal pueda actuar con más de un grado de oxidación, se hará constar este entre paréntesis de la forma habitutal.

Compuestos Ternarios.

Son compuestos formados por la combinación de tres elementos diferentes.

Oxoácidos.

Son ácidos formados por la combinación de hidrógeno, oxígeno y otro elemento X, por lo general no metálico, su fórmula es Haxboc. En ellos el oxígeno actúa con índice de oxidación –II, el hidrógeno I, por lo que conocida la fórmula y teniendo en cuenta que el índice de oxidación resultante para una molécula ha de ser nulo, resulta sencillo determinar el número de oxidación correspondiente al elemento central X, que será siempre positivo.

Formulación.

El hecho de que los óxidos no metálicos al combinarse con el agua den oxoácidos, puede ser utilizado inicialmente para elaborar las fórmulas de éstos. Considerando el elemento genérico X, que junto con el H y el O constituyen los oxoácidos, y suponiendo que actúa con todos los índices de oxidación positivos posible, es posible formular los diferentes tipos de oxácidos.

Nomenclatura.

Al nombre abreviado del elemento central X se el antepone la palabra ácido y se le hace terminar en oso  o en ico, según que dicho elemento que actúe con el índice de oxidación menor o mayor respectivamente. Esta regla que es válida para el caso de que el elementos posea dos diferentes grados de oxidación positivos puede extendérsela caso de que tenga cuatro, sin más que combinar los prefijos hipo- y per- con los sufijos –oso e –ico de la siguiente manera:

Ácido hipo……….oso para el grado de oxidación más bajo.

Ácido……….oso para el inmediato superior

Ácido……….ico para el siguiente

Ácido per……….ico para el grado de oxidación más alto

Se les agrega meta u orto según su contenido en agua sea el menor o mayor respectivamente.

Otra nomenclatura consiste en nombrar en primer lugar la palabra oxo precedida de los prefijos di-,tri-,tetra-,etc en el caso de que el subíndice del oxígeno en la fórmula del ácido sea 2,3,4., etc. A continuación se escribe el nombre del elemento central en forma abreviada unido ala terminación –ato y tras indicar entre paréntesis el grado de oxidación con el que actúa dicho elemento, se añade la palabra hidrógeno precedida de la preposición de.

Oxosales.

Resultan de la sustitución del hidrógeno en los oxoácidos por átomos metálicos. Al igual que las sales binarias son compuestos iónicos. El ion positivo o catión es un ion monoatómico metálico, pero a diferencia de aquéllas, el ion negativo o anion es un ion poliatómico, esto es, una agrupación de átomos con exceso de carga negativa. Si a efectos de formulación y nomenclatura dicho grupo se considera como si fuera un elemento entonces se procede como si fuera un compuesto binario del catión y del anión.

La fórmula del anión se obtiene haciendo perder ala del ácido sus átomos de hidrógeno y asignándole por consiguiente igual número de cargas negativas. En cuanto al nombre, se obtiene cambiando la terminación –oso de ácido por –ito y la –ico por ato y sustituyendo la palabra ácido por la de ion. Los prefijos, si los hubiere, permanecen inalterados. Si se desea proceder utilizando la nomenclatura sistemática bastará anteponer al nombre del ácido la palabra ion y suprimir de hidrógeno.

Formulación.

Para formular los oxosales se escribe primero el símbolo del elemento metálico y a continuación el anión sin hacer explícita su carga. Enseguida se escriben como subíndices los respectivos números de oxidación intercambiados, como si se tratara de un compuesto binario.

Nomenclatura.

El nombre de oxosales se forma anteponiendo el del anión poliatómico correspondiente al del elemento metálico, precedido de la preposición de y seguido del número de oxidación en el caso de que el metal pueda actuar con más de uno.