Formulación 3º ESO



Tipos de formulación
Formulación Óxidos
Formulación Hidruros
Formulación Metal + No Metal
Formulación No Metal + No Metal
Formulación Hidróxidos
Formulación Oxoácidos
Juego Formulación

Para empezar a plantar cara a la formulación, y por mucho que nos pese, es necesario conocer los elementos de la tabla periódica con sus diferentes valencias.

En la tabla periódica cada columna la nombramos con un número, desde la columna de la izquierda (Grupo 1) hasta la columna de la derecha de los gases nobles (Grupo 18). Vamos a ver las columnas y elementos sueltos que necesitamos conocer para poder formular el 95% de los compuestos químicos.

Columnas tabla periódica

Columna

Valencia

Grupo 1 – Alcalinos

Valencia 1

Grupo 2 – Alcalinos-térreos

Valencia 2

Grupo 13 – Grupo del Boro

Valencia 3

Grupo 14 – Grupo del Carbono

Valencia 4 y 2

Grupo 15 – Grupo del Nitrógeno

Valencia 1, 3 y 5

Grupo 16 – Grupo del Oxígeno

Valencia 2, 4 y 6

Grupo 17 – Halógenos

Valencia 1, 3 , 5 y 7 (fluor solo 1)

Otros compuestos con sus valencias

Además de estas columnas existen algunos elementos que aparecen frecuentemente en formulación y necesitamos conocer e identificar sus valencias.

Columna

Valencia

Titanio – Ti

2, 3 y 4

Vanadio – V

4 y 5

Oro – Au

1 y 3

Hierro – Fe

2 y 3

Cobalto – Co

2 y 3

Zinc – Zn

2

Niquel – Ni

2 y 3

Manganeso – Mn

2, 3, 4 y 7

Plata – Ag

1

Mercurio – Hg

1 y 2

Cobre – Cu

1 y 2

Platino – Pt

2 y 4

Cromo – Cr

3 y 6

Cadmio – Cd

2

Las valencias de cada átomo van a ayudarnos a saber como se unen los átomos en la formulación, por ejemplo, si el Hidrógeno tiene valencia 1 y el Oxígeno tiene valencia 2, eso significa que un Hidrógeno comparte 1 enlace y un Oxígeno 2 enlaces, de tal manera que un átomo de Oxígeno se juntará con 2 átomos de Hidrógeno y obtendremos la molécula del agua.
H2O



Tipos de formulación



La formulación permite identificar un compuesto con un nombre, de tal manera que nos permite expresar en forma de palabras el compuesto químico al que nos referimos, pero tenemos 3 tipos principales de nombrar o formular los compuestos, son estas:

Nomenclatura sistemática

Este tipo de nomenclatura se basa en nombrar a las sustancias usando prefijos numéricos griegos que indican el número de átomos de cada elemento en la molécula, con el ejemplo anterior del agua la formula H2O tendremos Monoxido de dihidrogeno, que significa que hay 1 átomo de oxígeno y 2 átomos de hidrógeno.
Los prefijos griegos para 1, 2, 3… son mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-,…

Nomenclatura de stock

Consiste en reflejar la valencia del elemento químico mediante números romanos y entre paréntesis a continuación de su nombre. Este sistema es conocido también por el nombre de IUPAC.

Nomenclatura tradicional

En este sistema de nomenclatura se indica la valencia del elemento con una serie de prefijos y sufijos.
Sufijos ICO y OSO
Usaremos esta tabla para ver las reglas que aplicaremos en función de la valencia que esté tomando el elemento (como máximo sabemos que pueden tomar 4 valores distintos, como en el caso de los halógenos con valencias 1, 3, 5 y 7):



Formulación Oxidos



Los óxidos son aquellos compuestos donde interviene el oxígeno junto con otro elemento químico. El oxígeno siempre actúa con valencia -2.
En este tipo de combinaciones pondremos delante el símbolo del otro elemento y después el símbolo del oxígeno, intercambiado entre ellos las valencia y simplificando para obtener el resultado final.
Por ejemplo, el oxígeno actúa con valencia -2 y se une a un azufre con valencia 4, de este modo al intercambiar valencia quedaría S2O4 pero como podemos simplificar dividiendo todos los números por 2 quedaría SO2.

Fórmula Nomenclatura Sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
Al2O3 Trióxido de dialuminio Óxido de aluminio (III) Óxido de aluminio u Óxido alumínico
BaO Monóxido de bario Óxido de bario (II) Óxido de bario u Óxido bárico
SO2 Dióxido de azufre Óxido de azufre (IV) Óxido sulfuroso
Cu2O Monóxido de dicobre Óxido de cobre (I) Óxido cuproso
Cl2O7 Heptaóxido de dicloro Óxido de cloro (VII) Óxido perclórico



Formulación Hidruros



Son los compuestos químicos que incluyen el hidrógeno más otro elemento perteneciente a los grupos 13, 14, 15, 16 y 17 (no metálicos) o a un metal. Veamos algunos ejemplos de como formular estos hidruros en cada uno de los tipos de nomenclatura.

Hidruros no metálicos de los grupos 13, 14 y 15.

Pondremos primero el elemento no metálico que actuará con valencia negativa y después el hidrógeno que como sabemos siempre actúa con valencia +1.

Fórmula Nomenclatura Sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
NH3 Trihidruro de nitrógeno   Amoniaco
AsH3 Trihidruro de arsénico   Arsina
BH3 Trihidruro de boro   Borano
SbH3 Trihidruro de antimonio   Estibina
PH3 Trihidruro de fósforo   Fosfina
CH4 Tetrahidruro de carbono   Metano
SiH4 Tetrahidruro de silicio   Silano

Hidruros no metálicos de los grupos 16 y 17 (hidrácidos).

En este caso particular se denominan ácidos hidrácidos pues el compuesto da una solución ácida cuando se disuelve en agua.
Aquí formulamos estos compuestos escribiendo primero el símbolo del hidrógeno, que sigue actuando con valencia +1 seguido del símbolo químico del elemento no metálico que actuará con valencia negativa.

Fórmula Nomenclatura Sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
HBr Bromuro de hidrógeno Bromuro de hidrógeno Ácido bromhídrico
HCl Cloruro de hidrógeno Cloruro de hidrógeno Ácido clorhídrico
HF Fluoruro de hidrógeno Fluoruro de hidrógeno Ácido fluorhídrico
H2Se Seleniuro de dihidrógeno Seleniuro de hidrógeno Ácido selenhídrico
H2S Sulfuro de dihidrógeno Sulfuro de hidrógeno Ácido sulfhídrico
H2Te Telururo de dihidrógeno Telururo de hidrógeno Ácido telurhídrico
HI Yoduro de hidrógeno Yoduro de hidrógeno Ácido yodhídrico

Hidruros metálicos

Corresponden con aquellos compuestos binarios formados por átomos de hidrógeno y otro elemento químico perteneciente al grupo de los metales. Se formulan escribiendo primero el símbolo del elemento metálico y a continuación el hidrógeno. En las nomenclaturas se llaman hidruros.

Fórmula Nomenclatura Sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
CoH3 Trihidruro de cobalto Hidruro de cobalto (III) Hidruro cobáltico
CuH Hidruro de cobre Hidruro de cobre (I) Hidruro cuproso
AlH3 Trihidruro de aluminio Hidruro de aluminio (III) Hidruro de aluminio o hidruro alumínico
BaH2 Dihidruro de bario Hidruro de bario (II) Hidruro de bario o hidruro bárico
NaH Hidruro de sodio Hidruro de sodio (I) Hidruro de sodio o hidruro sódico
FeH3 Trihidruro de hierro Hidruro de hierro (III) Hidruro férrico
NiH2 Dihidruro de níquel Hidruro de niquel (II) Hidruro niqueloso
PtH2 Dihidruro de platino Hidruro de platino (II) Hidruro platinoso
PbH4 Tetrahidruro de plomo Hidruro de plomo (IV) Hidruro plúmbico



Formulación metal + no metal



Consideramos como no metal:
– grupo 17, (halógenos) – fluor, cloro, bromo y yodo,
– grupo 16, azufre, selenio y teluro, (excluimos el oxígeno)
– grupo 15, nitrógeno, fósforo, arsénico y antimonio,
– grupo 14, carbono y silicio,
– grupo 13, boro.

Todos ellos actuarán con valencias negativas desde -1 hasta -4 según el caso.
Estos compuestos suelen caracterizarse por ser malos conductores de la electricidad y del calor y no suelen tener brillo, cosa que caracteriza a los elementos metálicos, como son por ejemplo, el cobre, manganeso, cromo, estaño, sodio, calcio, hierro, potasio, níquel, vanadio, …
A la unión de estos 2 tipos de compuestos se le denomina sales de ácidos hidrácidos.
Se formula poniendo el símbolo del metal en primer lugar (valencia positiva) y en segundo lugar el símbolo del no metal, intercambiándose las valencias y simplificando si es posible.
Como criterio para nombrar ese tipo de compuestos comenzamos a nombrar por la derecha (no metal) con su subíndice y acabado en “uro” seguido de la preposición “de” hacia la izquierda con su subíndice griego numérico precediendo al nombre del metal. Veamos unos ejemplos de formulación metal-no metal.

Fórmula Nomenclatura Sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
NiBr2 Dibromuro de níquel Bromuro de níquel (II) Bromuro niqueloso
FeCl3 Tricloruro de hierro Cloruro de hierro (III) Cloruro férrico
CaF2 Difluoruro de calcio Fluoruro de calcio (II) Fluoruro de calcio o fluoruro cálcico
ZnSe Monoseleniuro de cinc Seleniuro de cinc (II) Seleniuro de cinc
Hg2S Monosulfuro de dimercurio Sulfuro de mercurio (I) Sulfuro mercurioso
Bi2Te3 Tritelururo de dibismuto Telururo de bismuto (III) Telururo bismutoso
CuI Monoyoduro de mercurio Yoduro de cobre (II) Yoduro cúprico



Formulación no metal + no metal



Ya sabemos que compuestos son los no metales, por lo tanto pasaremos directamente a ver como intercambian las valencias. El elemento que esté mas a la derecha actúa con valencia negativa (-1, -2, -3 ó -4 según el caso) y el otro metal situado a la izquierda actuará con valencia positiva. Al igual que antes se intercambian valencias y se simplifican.

Para formular estos compuestos primero se dice el prefijo del subíndice correspondiente al elemento de la derecha y le añadimos la terminación “uro” y a continuación se dice el nombre del otro elemento con su subíndice.

Fórmula Nomenclatura Sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
PBr3 Tribromuro de fósforo Bromuro de fósforo (III) Bromuro fosforoso
CCl4 Tetracloruro de carbono Cloruro de carbono (IV) Cloruro de carbono o cloruro carbónico
NF5 Pentafluoruro de nitrógeno Fluoruro de nitrógeno (V) Fluoruro nítrico
CS2 Disulfuro de carbono Sulfuro de carbono (IV) Sulfuro de carbono o sulfuro carbónico
P2S5 Pentasulfuro de difósforo Sulfuro de fósforo (V) Sulfuro fosfórico
CTe2 Ditelururo de carbono Telururo de carbono (IV) Telururo carbónico



Formulación Hidróxidos


Los hidróxidos se forman combinándose, por una parte el grupo hidróxido (OH) que actúa como valencia (-1) y por otro lado los elementos metálicos que tendrán valencia positiva.

Para nombrar estos compuestos se comienza por la derecha con el subíndice correspondiente seguido de hidróxido y a continuación el metal, siguiendo las normas anteriormente explicadas.

Fórmula Nomenclatura Sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
Al(OH)3 Trihidróxido de aluminio Hidróxido de aluminio (III) Hidróxido de aluminio
Be(OH)2 Dihidróxido de berilio Hidróxido de berilio (II) Hidróxido berílico
Fe(OH)2 Dihidróxido de hierro Hidróxido de hierro (II) Hidróxido ferroso
AuOH Monohidróxido de oro Hidróxido de oro (I) Hidróxido auroso



Formulación Oxoácidos


En raizcuadrada vamos a seguir ahora hablando de los oxoácidos. Estos son compuestos ternarios formados como combinación de un no metal, hidrógeno y oxígeno.

Para formular este tipo de molécula debemos partir de los óxidos correspondientes, formados por el oxígeno más el elemento no metal, para después añadir una molécula de agua, salvo excepciones donde se puede añadir más de una.

La fórmula general de los oxoácidos es:

\boxed{H_aX_bO_c} siendo H hidrógeno, X un no metal y O oxígeno.

En este tipo de compuestos el oxígeno actúa con valencia -2, el hidrógeno con +1 y el elemento X con la valencia positiva que le corresponda según que elemento sea, pudiéndose determinar en base a la fórmula:
Valencia de X = \frac{2 \cdot c-a}{b}
Por ejemplo, para azufre (+6) tenemos el óxido SO_3, y añadiendo una molécula de agua obtendremos el ácido sulfúrico:
SO_3 + H_2O = H_2SO_4
Esto sería un caso general, pero algunas veces se les puede añadir una, dos o tres moléculas de agua obteniendo diferente nomenclatura en cada uno de esos casos añadiendo el prefijo meta, piro u orto respectivamente al nombre del ácido.

Excepciones en los oxoácidos

Como acabamos de decir existen algunos elementos, pudiéramos llamar excepciones, donde el oxácido puede formarse añadiendo una, dos o tres moléculas de agua. Estos elementos son el el boro (B), el silicio (Si), el fósforo (P), el arsénico (As) y el antimonio (Sb). Si a estos óxidos se les añade una molécula de agua el ácido se nombra con el prefijo meta, si se les suma dos moléculas de agua usaremos el prefijo piro y si añadimos tres moléculas de agua entonces no ponemos nada (se puede poner prefijo orto pero generalmente no se usa).

Por ejemplo:
P_2O_5 + H_2O = HPO_3 Ácido metafosfórico
P_2O_5 + 2 H_2O = H_4P_2O_7 Ácido pirofosfórico
P_2O_5 + 3 H_2O = H_3PO_4 Ácido fosfórico (ácido ortofosfórico)
P_2O_3 + H_2O = HPO_2 Ácido metafosfóroso
P_2O_3 + 2 H_2O = H_4P_2O_5 Ácido pirofosfóroso
P_2O_3 + 3 H_2O = H_3PO_3 Ácido fosfóroso (ácido ortofosfóroso)

Oxoácidos en la nomenclatura tradicional

En la nomenclatura tradicional nombramos con 2 palabras. La primera es ácido y la segunda palabra estará formada por un prefijo que indica el número de moléculas de agua (meta, piro u orto), seguido del prefijo per o hipo del nombre del elemento no metal y con un sufijo acabado en oso o ico según la valencia con la que se haya formulado.

Oxoácidos en la nomenclatura sistemática

En la nomenclatura sistemática se nombra leyendo de derecha a izquierda. El número de átomos de oxígeno se indica mediante prefijo numeral correspondiente seguido de la raíz oxo. El átomo central se nombra con el sufijo ato seguido de su valencia entre paréntesis, escrito en números romanos. Y por último el hidrógeno que no lleva ni sufijo ni prefijo numeral que indique su cantidad.

Oxoácidos en la nomenclatura de stock

Por último, en nomenclatura de stock usamos primer nombre ácido seguido del prefijo numeral del número de oxígenos acabado en oxo, seguido del átomo central en ico y con la valencia entre paréntesis y en números romanos.

Fórmula Nomenclatura Sistemática Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
HBrO3 Trioxoborato (III) de hidrógeno Ácido trioxobórico (III) Ácido bórico
HClO2 Dioxoclorato(III) de hidrógeno Ácido dioxoclórico (III) Ácido cloroso
H2CO3 Trioxocarbonato (IV) de hidrógeno Ácido trioxocarbónico (IV) Ácido carbónico
HFO Oxofluorato (I) de hidrógeno Ácido oxofluórico (I) Ácido hipofluoroso



Iones


Para poder seguir con la formulación de las oxosales es necesario profundizar en el concepto de los iones y eso es lo que vamos a ver ahora en raizcuadrada. Los iones son especies cargadas eléctricamente. Podemos distinguir dos tipos, los cationes que son aquellas especies con carga positiva y los aniones, especies con carga negativa.

Cationes monoatómicos

Son átomos que han perdido uno o más electrones.

Se nombran anteponiendo el nombre catión (ión) al nombre del elemento.

Si presenta más de un estado de oxidación (valencia) se indica por la nomenclatura de stock con la valencia en números romanos y entre paréntesis y por la nomenclatura tradicional utilizando los sufijos correspondientes (…oso, e ..ico).

Fórmula Nomenclatura de Stock Nomenclatura tradicional
Ni2+ Catión níquel (II) Catión niqueloso
Fe3+ Catión hierro (III) Catión ferrico
Cu2+ Catión cobre (II) Catión cúprico
Hg+ Catión mercurio (I) Catión mercurioso



Juego Formulación