COMPUESTOS BINARIOS
Son sustancias formadas por la combinación de dos elementos, y por lo tanto de dos tipos diferentes de átomos.
Las normas generales de FORMULACIÓN son las siguientes:
- Se escribe en primer lugar el elemento menos electronegativo y a continuación el más electronegativo. El orden formal de electronegatividades se obtiene de la tabla siguiente:
El elemento más electronegativo es el flúor y va decreciendo en el orden establecido por las flechas. Se debe hacer notar que el hidrógeno está situado entre el Po y el N y que los gases nobles están a la izquierda de toda la tabla.
En definitiva observamos que se escribirá en primer lugar el elemento que está más a la izquierda en esta tabla, y si están en la misma columna, se escribirá en primer lugar el que esté más abajo de los dos.
- Los símbolos de los elementos tienen subíndices que corresponden a los números de oxidación con los que actúan en el compuesto considerado, pero intercambiados entre sí. El elemento que se escribe a la izquierda actuará con uno de sus números de oxidación positivos. El de la derecha lo hará con su número de oxidación negativo (el signo + y – no se escribe).
Las normas generales de NOMENCLATURA son las siguientes:
- Nombraremos en primer lugar el elemento que está a la derecha y a continuación el otro.
- Al elemento que se nombra primero le colocamos el sufijo –uro y el segundo no tiene ningún sufijo. La excepción son los compuestos con oxígeno que no se denominan oxigenuros sino óxidos.
A continuación vamos a estudiar con más detenimiento los compuestos binarios más importantes.
1. HIDRUROS
Se producen por la combinación de hidrógeno con un metal o un elemento de los grupos 13, 14 y 15.
Los hidruros de los metales son sólidos iónicos en los que se forma el ión H– y se denominan hidruros salinos; los hidruros de los elementos de los grupos 13, 14 y 15 son compuestos covalentes y son gases o líquidos volátiles, por esta razón se denominan hidruros volátiles.
Formulación
- Se escribe el símbolo del elemento y a continuación el del hidrógeno.
- Los subíndices corresponden a los números de oxidación con los que actúan los elementos (sin sus signos) y se colocan de la siguiente manera: al hidrógeno se le asigna como subíndice el número de oxidación con que actúa el metal y a este último el del hidrógeno, que por ser −1 no se escribe.
Nomenclatura
Algunos Hidruros tienen un nombre común que se utiliza muy frecuentemente y que están reconocidos por la IUPAC, como el amoniaco (NH3), metano (CH4), etc.
Los esquemas de nomenclatura en los diferentes sistemas son los siguientes:
CLÁSICA Hidruro (elemento)(sufijo)
El sufijo es –oso si actúa con el número de oxidación más pequeño e -ico si actúa con el mayor.
Ejemplos
LiH hidruro lítico
BeH2 hidruro berílico
BH3 hidruro bórico
CuH hidruro cuproso
CuH2 hidruro cúprico
STOCK Hidruro de (elemento)(nº de oxidación en números romanos)
El número de oxidación (en adelante “NOX”) debe escribirse en números romanos, entre paréntesis y en letra versalita. Cuando el elemento solamente posee un estado de oxidación no es necesario escribirlo entre paréntesis pues no hay lugar a confusión. El signo + del NOX tampoco se escribe.
Ejemplos
LiH hidruro de litio
BeH2 hidruro de berilio
BH3 hidruro de boro
CuH hidruro de cobre(i)
CuH2 hidruro de cobre(ii)
IUPAC (Prefijo numeral)hidruro de (elemento)
El prefijo numeral corresponde a mono–, di–, tri–, tetra–, etc, dependiendo del número de hidrógenos del hidruro. El prefijo mono– se suele omitir y solo se escribe en el caso de que existan varios hidruros del mismo elemento y uno de ellos tenga ese prefijo.
Ejemplos
LiH hidruro de litio
BeH2 dihidruro de berilio
BH3 trihidruro de boro
CuH monohidruro de cobre
CuH2 dihidruro de cobre
2. HIDRÁCIDOS
Son compuestos binarios fruto de la combinación del hidrógeno con los elementos de los grupos 16 y 17de la tabla periódica (S, Se, Te, F, Cl, Br, I, At ).
Tienen carácter covalente y son gases solubles en agua. Poseen propiedades ácidas y de ahí su nombre genérico.
Formulación
- Se escribe primero el símbolo del hidrógeno y luego el del otro elemento.
- Los subíndices obedecen a las mismas reglas que en los hidruros. Aquí el hidrógeno actúa con valencia +1 y el otro elemento con su valencia negativa.
Nomenclatura
Se suele usar la nomenclatura sistemática de la IUPAC para el compuesto puro y la nomenclatura clásica para la disolución acuosa de la sustancia.
CLÁSICA Ácido (elemento)hídrico
Se escribe la palabra ácido y a continuación el nombre del elemento añadiéndole la terminación –hídrico.
Ejemplos
HF ácido fluorhídrico
HBr ácido bromhídrico
H2S ácido sulfhídrico
H2Te ácido telurhídrico
IUPAC (Elemento)uro de hidrógeno
Se utiliza el sufijo –uro y luego se añade de hidrógeno.
Ejemplos
HF fluoruro de hidrógeno
HBr bromuro de hidrógeno
H2S sulfuro de hidrógeno
H2Te telururo de hidrógeno
Los hidruros e hidrácidos de los elementos de los grupos 13, 14, 15, 16 y 17 se consideran como los progenitores de numerosas sustancias, sobre todo en la rama de la química orgánica. Los hidrógenos se sustituyen por otros átomos o cadenas de átomos dando lugar a una gran cantidad de compuestos. Para nombrarlos se utiliza el tipo de nomenclatura denominada de SUSTITUCIÓN y se toman como base los hidruros mencionados a los que se les denomina de la siguiente manera:
IUPAC (SUSTITUCIÓN) (Elemento)ano
Estos nombres solo se recomiendan para este tipo de nomenclatura, no obstante pueden aparecer en los textos en otras ocasiones y es necesario conocerlos. Como los nombres que se forman son un poco peculiares doy la lista completa en la tabla siguiente:
| GRUPO 13 | GRUPO 14 | GRUPO 15 | GRUPO 16 | GRUPO 17 | |||||
| BH3 | borano | CH4 | metano | NH3 | azano | H2O | oxidano | HF | fluorano |
| AlH3 | alumano | SiH4 | silano | PH3 | fosfano | H2S | sulfano | HCl | clorano |
| GaH3 | Galano | GeH4 | germano | AsH3 | arsano | H2Se | selano | HBr | bromano |
| InH3 | indigano | SnH4 | estannano | SbH3 | Estibano | H2Te | telano | HI | yodano |
| TlH3 | talano | PbH4 | plumbano | BiH3 | bismutano | H2Po | polano | HAt | astatano |
3. ÓXIDOS
Son compuestos binarios del oxígeno con otro elemento. En la nomenclatura clásica se distingue entre ÓXIDOS (oxígeno + metal) y ANHÍDRIDOS (oxígeno + no-metal). Esta
distinción no existe en el resto de las nomenclaturas donde a todos estos compuestos se les denomina óxidos.
Los óxidos de los metales son compuestos iónicos y por tanto son sólidos que al disolverlos en agua (si ello es posible) dan carácter básico, razón por la que se les denomina óxidos básicos.
Los óxidos de los no-metales son compuestos covalentes y son generalmente gases solubles en agua, en la cual generan el oxoácido correspondiente, denominándose por ello óxidos ácidos.
Formulación
- Se escribe primero el símbolo del elemento y a continuación el del oxígeno. Cuando el elemento es un halógeno se escribe antes que el oxígeno.
- Los subíndices corresponden a las valencias (o NOX) de los elementos intercambiadas. (Al oxígeno se le asigna la valencia del otro elemento y a éste último la del oxígeno).
- El oxígeno siempre actúa con su NOX de -2 y el otro elemento con cualquiera de sus posibles NOX positivos. (El signo – por supuesto no se escribe).
- Si es posible se simplifican los subíndices. El subíndice 1 no se escribe.
Se deduce de las reglas anteriores que si tenemos un óxido con una fórmula general XaOb la valencia del elemento X vendrá dada por:
Nomenclatura
CLÁSICA Óxido (prefijo)(metal)(sufijo)
Anhídrido (prefijo)(no-metal)(sufijo)
Se advierte que existe diferencia de nomenclatura cuando se combina un metal (óxido) o un no metal (anhídrido).
Los prefijos y sufijos utilizados son los siguientes:
- Si el elemento tiene una sola valencia
ico
- Si el elemento tiene dos valencias
ico la mayor
oso la menor
- Si el elemento tiene tres valencias
ico la mayor
oso la mediana hipo– –oso la menor
- Si el elemento tiene cuatro posibles valencias
per– –ico la mayor
ico la segunda
oso la tercera
hipo– –oso la menor
Estas reglas generales pueden tener excepciones en algunos de los elementos.
Ejemplos
Li2O óxido lítico
BaO óxido bárico
FeO óxido ferroso
Fe2O3 óxido férrico
SO2 anhídrido sulfuroso
SO3 anhídrido sulfúrico
OCl2 anhídrido hipocloroso
O3Cl2 anhídrido cloroso
O5Cl2 anhídrido clórico
O7Cl2 anhídrido perclórico
Existen prefijos especiales que se utilizan a menudo:
Hemi- Cuando el elemento tiene subíndice 2 y el oxígeno 1
Sesqui- Cuando el elemento tiene subíndice 2 y el oxígeno 3
Ejemplos
Fe2O3 sesquióxido de hierro
N2O hemióxido de nitrógeno
Cl2O hemióxido de cloro
Al2O3 sesquióxido de aluminio
STOCK Óxido de (elemento)(NOX en números romanos)
Como es habitual se deben escribir los números entre paréntesis en letra versalita. No debe existir un espacio entre la última letra y el paréntesis. . Cuando el elemento solamente posee un solo estado de oxidación no es necesario escribirlo entre paréntesis pues no hay lugar a confusión.
Ejemplos
Li2O óxido de litio
BaO óxido de bario
FeO óxido de hierro(ii)
Fe2O3 óxido de hierro(iii)
SO2 óxido de azufre(iv)
SO3 óxido de azufre(vi)
OCl2 óxido de cloro(i)
O3Cl2 óxido de cloro(iii)
O5Cl2 óxido de cloro(v)
O7Cl2 óxido de cloro(vii)
EWENS-BESSET Óxido de (elemento)(NOX en nº árabes +)
En este caso la nomenclatura es casi idéntica a la de Stock pero cambiando los números romanos del paréntesis por sus correspondientes números árabes, seguidos del signo +. Cuando el elemento solamente posee un estado de oxidación no es necesario escribirlo entre paréntesis pues no hay lugar a confusión.
Ejemplos
Li2O óxido de litio
BaO óxido de bario
FeO óxido de hierro(2+)
Fe2O3 óxido de hierro(3+)
SO2 óxido de azufre(4+)
SO3 óxido de azufre(6+)
OCl2 óxido de cloro(1+)
O3Cl2 óxido de cloro(3+)
O5Cl2 óxido de cloro(5+)
O7Cl2 óxido de cloro(7+)
IUPAC (Prefijo)óxido de (prefijo)(elemento)
Los prefijos son los numerales griegos mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-,… que deben coincidir con el subíndice del elemento en la fórmula química.
Si el subíndice del oxígeno o del elemento es 1 (es decir, no tiene subíndice) se indica con el prefijo mono-, que cuando no hay posible confusión, se omite y no se escribe.
Se debe recordar que los óxidos de los halógenos no se nombrarán como tales óxidos sino como haluros de oxígeno pues formalmente dichos elementos son más electronegativos y sus símbolos se escriben antes que el del oxígeno.
Ejemplos
Li2O óxido de dilitio
BaO óxido de bario
FeO monóxido de hierro
Fe2O3 trióxido de dihierro
SO2 dióxido de azufre
SO3 trióxido de azufre
OCl2 dicloruro de oxígeno
O3Cl2 dicloruro de trioxígeno
O5Cl2 dicloruro de pentaoxígeno
O7Cl2 dicloruro de heptaóxigeno
4. PERÓXIDOS
Además de los óxidos habituales existen otros compuestos binarios con oxígeno donde éste elemento interviene con otras valencias diferentes a 2. Es el caso de los peróxidos, formados al combinarse un elemento con el grupo peróxido, que consiste en una molécula de O2 que ha ganado dos electrones:
Grupo Peróxido
El oxígeno posee en estos compuestos un número de oxidación formal de 1–, por tanto el elemento tendrá uno de sus números de oxidación positivos. Se conocen los peróxidos inorgánicos de los metales de los grupos 1, 2, 11 y 12 y sobre todo el peróxido que forma el hidrógeno, conocido con el nombre común de agua oxigenada H2O2.
Formulación
- Se escribe primero el símbolo del elemento y a continuación el grupo O2.
- El subíndice del elemento es un 2, que corresponde a la valencia del grupo peróxido.
- El grupo peróxido se encierra en un paréntesis, al cual se le coloca como subíndice la valencia del elemento.
- La valencia con que actúa el elemento en teoría corresponde a cualquiera de sus nº de oxidación positivos. En la práctica los peróxidos se forman con el nº de oxidación más elevado del metal.
- Se debe simplificar si es posible, teniendo en cuenta que el subíndice del oxígeno no puede ser menor de 2
Nomenclatura
CLÁSICA Peróxido (elemento)(sufijo)
El sufijo puede ser –oso o –ico, para la valencia menor y la mayor respectivamente.
Ejemplos
Li2O2 peróxido lítico
Na2O2 peróxido sódico
BaO2 peróxido bárico
CuO2 peróxido cúprico
Cu2O2 peróxido cuproso
ZnO2 peróxido zincico
H2O2 agua oxigenada
STOCK Peróxido de (elemento)(NOX en nº romanos)
Como es habitual cuando el elemento solo tiene un número de oxidación o valencia no es necesario ponerlo entre paréntesis, pues no hay lugar a confusión.
Ejemplos
Li2O2 peróxido de litio
Na2O2 peróxido de sodio
BaO2 peróxido de bario
CuO2 peróxido de cobre(ii)
Cu2O2 peróxido de cobre(i)
ZnO2 peróxido de zinc
H2O2 peróxido de hidrógeno
IUPAC Se nombran de manera similar a los óxidos normales, es decir con
los prefijos numerales mono–, di–, tetra–,…
Ejemplos
Li2O2 dióxido de dilitio
Na2O2 dióxido de disodio
BaO2 dióxido de bario
CuO2 dióxido de cobre
Cu2O2 dióxido de dicobre
ZnO2 dióxido de zinc
H2O2 dióxido de dihidrógeno
5. SUPERÓXIDOS
Los superóxidos(o hiperóxidos) se forman al combinarse un elemento con el grupo superóxido, consistente en una molécula de O2 que ha ganado un electrón:
Grupo Superóxido
Como se puede observar, el oxígeno posee un número de oxidación formal de ½ –. Son sustancias muy reactivas y oxidantes poderosos. Solo se han aislado en el laboratorio los superóxidos de los metales alcalinos (salvo el del Li). También se han detectado pequeñas cantidades de los correspondientes superóxidos de los metales alcalinotérreos, Zn y Cd que acompañan a sus peróxidos en estado sólido.
Formulación
- Se escribe primero el símbolo del elemento y a continuación el O.
- El subíndice del elemento es un 1, que corresponde a la valencia del grupo peróxido.
- El oxígeno tendrá como subíndice la valencia del elemento multiplicada por 2.
Nomenclatura
CLÁSICA Se nombran de manera similar a los peróxidos pero cambiando esa palabra por la de superóxido (o hiperóxido).
Ejemplos
KO2 superóxido potásico (hiperóxido potásico)
MgO4 superóxido magnésico (hiperóxido potásico)
CdO4 superóxido cádmico (hiperóxido cádmico)
STOCK Se nombran de manera similar a los peróxidos pero cambiando esa palabra por la de superóxido (o hiperóxido).
Ejemplos
KO2 superóxido de potasio (hiperóxido de potasio)
MgO4 superóxido de magnesio (hiperóxido de magnesio)
CdO4 superóxido de cadmio (hiperóxido de cadmio)
IUPAC Se nombran de manera similar a los óxidos normales, es decir con
los prefijos numerales mono, di, tetra,…
Ejemplos
KO2 dióxido de potasio
MgO4 tetraóxido de magnesio
CdO4 tetraóxido de cadmio
6. OZÓNIDOS
Los ozónidos inorgánicos están formados por la unión iónica de un metal con el grupo ozono, que consiste en una molécula de ozono O3 que ha ganado un electrón:
Grupo Ozono
Como se puede observar, el oxígeno posee un número de oxidación formal de ⅓–. Son sustancias muy inestables y explosivas que se deben manejar con extremo cuidado. Los ozónidos aislados en el laboratorio son fundamentalmente los de los metales alcalinos (además de los ozónidos orgánicos).
Formulación
- Se escribe primero el símbolo del elemento y a continuación el O.
- El subíndice del elemento es un 1, que corresponde a la valencia del grupo peróxido.
- El oxígeno tendrá como subíndice la valencia del elemento multiplicada por 3.
Nomenclatura
STOCK Se nombran de manera similar a los peróxidos pero cambiando esa palabra por la de ozónido.
Ejemplos
KO3 ozónido de potasio
NaO3 ozónido de sodio
IUPAC Se nombran de manera similar a los óxidos normales, es decir con
los prefijos numerales mono, di, tetra,…
Ejemplos
KO3 trióxido de potasio
NaO3 trióxido de sodio
7. SALES BINARIAS
Son compuestos binarios formados por la combinación de un metal y un elemento no-metálico. Poseen un enlace iónico y por lo tanto son sales iónicas sólidas.
Formulación
- Se escribe primero el símbolo del metal y a continuación el no-metal.
- Los subíndices corresponden a las valencias con que actúan los elementos, intercambiadas y posteriormente simplificadas, si es posible.
- El metal actúa con cualquiera de sus valencias positivas. El no-metal actúa con su valencia negativa principal.
Nomenclatura
CLÁSICA (No-metal)uro (metal)(sufijo)
Los sufijos para el metal son los ya conocidos –oso e –ico.
Ejemplos
CaF2 fluoruro cálcico
NaCl cloruro sódico
CrB boruro crómico
Ni2Si siliciuro niqueloso
FeCl2 cloruro ferroso
FeCl3 cloruro férrico
Sb2S5 sulfuro antimónico
STOCK (No-metal)uro de (metal)(NOX en nº romanos)
El NOX se puede omitir en el caso de que el metal solamente posea uno y por tanto no se pueda confundir con ningún otro compuesto suyo.
Ejemplos
CaF2 fluoruro de calcio
NaCl cloruro de sodio
CrB boruro de cromo(iii)
Ni2Si siliciuro de niquel(ii)
FeCl2 cloruro de hierro(ii)
FeCl3 cloruro de hierro(iii)
Sb2S5 sulfuro de antimonio(v)
EWENS-BESSET (No-metal)uro de (metal)(NOX en nº árabes +)
Ejemplos
CaF2 fluoruro de calcio(2+)
NaCl cloruro de sodio(1+)
CrB boruro de cromo(3+)
Ni2Si siliciuro de niquel(2+)
FeCl2 cloruro de hierro(2+)
FeCl3 cloruro de hierro(3+)
Sb2S5 sulfuro de antimonio(5+)
IUPAC (Prefijo)(no-metal)uro de (prefijo)(metal)
Los prefijos son los numerales griegos mono, di, tri,…
Estos prefijos deben coincidir con los subíndices numéricos de cada elemento dentro de la fórmula. Si no hay posibilidad de confusión se puede omitir el prefijo mono.
Ejemplos
CaF2 difluoruro de calcio
NaCl cloruro de sodio
CrB monoboruro de cromo
Ni2Si siliciuro de diniquel
FeCl2 dicloruro de hierro
FeCl3 tricloruro de hierro
Sb2S5 pentasulfuro de diantimonio
8. COMPUESTOS BINARIOS ENTRE NO METALES
Están constituidos por la combinación de dos elementos no-metálicos, con lo cual son sustancias covalentes que suelen adoptar el estado gaseoso o ser líquidos volátiles. Por esta razón a veces se les denomina sales volátiles.
Formulación
- Se escribe en primer lugar el elemento menos electronegativo y luego el más electronegativo. (Ver la tabla de electronegatividades de la página 13).
- Los subíndices corresponden a las valencias con que actúan los elementos, intercambiadas y simplificadas, si es posible.
- El elemento de la izquierda tiene como valencia alguno de sus posibles nº de oxidación positivos y el de la derecha con su nº de oxidación negativo (solo poseen uno).
Nomenclatura
STOCK (Elemento más electronegativo)uro de (elemento menos electronegativo)(NOX en nº romanos)
Ejemplos
BrF fluoruro de bromo(i)
BrF5 fluoruro de bromo(v)
IF7 fluoruro de yodo(vii)
SF4 fluoruro de azufre(iv)
SF6 fluoruro de azufre(vi)
As2Se3 seleniuro de arsénico(iii)
CS2 sulfuro de carbono(iv)
Si3N4 nitruro de silicio(iv)
EWENS-BESSET (Elemento más electronegativo)uro de (elemento menos electronegativo)(NOX en nº árabes+)
Ejemplos
BrF fluoruro de bromo(1+)
BrF5 fluoruro de bromo(5+)
IF7 fluoruro de yodo(7+)
SF4 fluoruro de azufre(4+)
SF6 fluoruro de azufre(6+)
As2Se3 seleniuro de arsénico(3+)
CS2 sulfuro de carbono(4+)
Si3N4 nitruro de silicio(4+)
IUPAC (Prefijo)(elemento 1)uro de (prefijo)(elemento 2)
El elemento 1 es el más electronegativo y el elemento 2 el menos electronegativo (consultar la tabla de la página 12).
Como siempre los prefijos son los numerales griegos, que deben coincidir con los subíndices de cada elemento en la fórmula del compuesto.
El prefijo mono- se puede omitir si esto no da lugar a ninguna posible confusión
Ejemplos
BrF monofluoruro de bromo
BrF5 pentafluoruro de bromo
IF7 heptafluoruro de yodo
SBr4 tetrabromuro de azufre
SiS2 disulfuro de silicio
As2Se3 triseleniuro de diarsénico
FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA 