Formulación y nomenclatura inorgánica

Para dominar la formulación, es imprescindible conocer los símbolos químicos de los elementos. La tabla periódica se organiza en grupos (columnas) y periodos (filas).

• Metales: Se sitúan a la izquierda y centro de la tabla (ej. $Na, Ca, Fe, Cu$). Tienden a perder electrones.
• No metales: Se sitúan a la derecha (ej. $Cl, O, N, S$). Tienden a ganar electrones.
• Gases nobles: Grupo 18. Son inertes y no suelen formar compuestos en este nivel educativo.

Es vital memorizar los símbolos de los elementos más frecuentes, ya que una letra mal escrita (por ejemplo, $Co$ para cobalto frente a $CO$ para monóxido de carbono) cambia totalmente el significado de la fórmula.

El estado de oxidación (o número de oxidación) es un valor numérico (positivo o negativo) que indica el número de electrones que un átomo pone en juego al formar un compuesto.

1. Regla de la suma cero: En un compuesto neutro, la suma de los estados de oxidación de todos los átomos debe ser cero.
2. Oxígeno: Normalmente actúa con $-2$ (excepto en peróxidos y con flúor).
3. Hidrógeno: Actúa con $+1$ frente a no metales y con $-1$ frente a metales.
4. Metales alcalinos (G1): Siempre $+1$.
5. Alcalinotérreos (G2): Siempre $+2$.

Diferencia clave: Mientras que la valencia es la capacidad de combinación (un número natural), el estado de oxidación tiene signo y representa la carga teórica del átomo.

La IUPAC establece dos formas principales de nombrar compuestos binarios:

1. Nomenclatura de composición (Prefijos multiplicadores): Se utilizan prefijos griegos para indicar el número de átomos de cada elemento: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta- (5), hexa- (6), hepta- (7).
2. Nomenclatura de Stock (Número de oxidación): Se indica el estado de oxidación del elemento menos electronegativo (el de la izquierda) con números romanos entre paréntesis al final del nombre, solo si ese elemento tiene más de un estado posible.

Orden de escritura: Por regla general, en la fórmula se escribe primero el elemento menos electronegativo (el más metálico) y después el más electronegativo. Sin embargo, al leerlos, se empieza por la derecha.

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Son aquellas formadas por un solo tipo de elemento.

• Metales y Gases Nobles: Se representan simplemente por su símbolo ($Fe, Au, He$). Se nombran igual que el elemento.
• Moléculas Diatómicas: Algunos no metales existen de forma natural en parejas. Debes memorizar estos siete: $H_2, N_2, O_2, F_2, Cl_2, Br_2, I_2$. Se nombran como "Dihidrógeno", "Dioxígeno", etc., aunque comúnmente se aceptan sus nombres elementales (gas nitrógeno, etc.).
• Alótropos: Formas diferentes del mismo elemento, como el ozono ($O_3$, trioxígeno).

Son combinaciones del oxígeno (con estado $-2$) con un metal.

• Fórmula: Se intercambian los estados de oxidación como subíndices y se simplifican si es posible. Ejemplo: Hierro (+3) y Oxígeno (-2) $\rightarrow Fe_2O_3$.
• Nomenclatura de Stock: Óxido de [Metal] (número de oxidación en romanos). Ejemplo: $Fe_2O_3$ es óxido de hierro (III).
• Nomenclatura sistemática: [Prefijo]óxido de [Prefijo][Metal]. Ejemplo: $Fe_2O_3$ es trióxido de dihierro.

Anteriormente llamados anhídridos, son combinaciones de oxígeno con un no metal.

En las combinaciones con halógenos ($F, Cl, Br, I$), el oxígeno se escribe a la izquierda de la fórmula porque los halógenos son más electronegativos según la nueva norma de 2005. Ejemplo: $O_5Cl_2$ (dicloruro de pentaoxígeno).

Para el resto de no metales, se sigue la regla general:

• $SO_3$: Trióxido de azufre o Óxido de azufre (VI).
• $CO_2$: Dióxido de carbono.

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Combinación de un metal con el hidrógeno. El hidrógeno actúa con estado de oxidación $-1$.

• Fórmula: $Metal + H$. Ejemplo: $CaH_2$.
• Nomenclatura: Se utiliza la palabra "hidruro".
  • $AlH_3$: Trihidruro de aluminio o Hidruro de aluminio. (No se pone romanos porque el Al solo tiene valencia 3).
  • $FeH_2$: Dihidruro de hierro o Hidruro de hierro (II).

Cuando el hidrógeno se combina con elementos de los grupos 16 ($S, Se, Te$) y 17 ($F, Cl, Br, I$), el hidrógeno actúa con $+1$ y se escribe a la izquierda.

1. En estado gaseoso: Se nombran con el sufijo -uro seguido de "de hidrógeno".
   • $HCl(g)$: Cloruro de hidrógeno.
   • $H_2S(g)$: Sulfuro de hidrógeno.
2. En disolución acuosa: Se nombran como ácidos con el sufijo -hídrico.
   • $HCl(aq)$: Ácido clorhídrico.
   • $H_2S(aq)$: Ácido sulfhídrico.

Estos compuestos tienen nombres especiales aceptados por la IUPAC (nombres progenitores) que son de uso muy común:

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Resultan de la combinación de un metal y un no metal. El no metal siempre usa su estado de oxidación negativo y se sitúa a la derecha.

• Nomenclatura: Se añade el sufijo -uro al nombre del no metal.
• Ejemplo: $NaCl$. El cloro actúa con $-1$ y el sodio con $+1$. Nombre: Cloruro de sodio.
• Ejemplo: $CuCl_2$. El cobre actúa con $+2$. Nombre: Dicloruro de cobre o Cloruro de cobre (II).

Para calcular los subíndices, recuerda que la carga total debe ser neutra. Si el Calcio es $+2$ y el Flúor es $-1$, necesitamos dos de Flúor: $CaF_2$.

Se siguen las mismas reglas que en las sales binarias, pero el orden de escritura viene determinado por la siguiente lista de prioridad (el último se escribe a la derecha y se le añade "-uro"): $B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, I, Br, Cl, O, F$.

• $CCl_4$: Tetracloruro de carbono.
• $IF_7$: Heptafluoruro de yodo.

1. De nombre a fórmula: "Sulfuro de hierro (III)". El sulfuro ($S$) es $-2$. El hierro ($Fe$) es $+3$. Cruzamos: $Fe_2S_3$.
2. De fórmula a nombre: $MgCl_2$. Es una sal binaria. Magnesio solo tiene valencia $+2$. Nombre: Cloruro de magnesio.
3. Error común: Escribir $Ca_2O_2$. Recuerda que en óxidos y sales binarias, si los subíndices son pares, deben simplificarse a $CaO$.

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Los hidróxidos son compuestos ternarios (tres elementos), pero se comportan como binarios porque el grupo $(OH)^-$ actúa como un bloque único con carga total $-1$.

• El oxígeno y el hidrógeno están unidos, y el conjunto capta un electrón para ser estable.
• En la fórmula, este grupo se escribe a la derecha.

Se combina un catión metálico ($Me^{n+}$) con el anión hidróxido $(OH)^-$.

• Fórmula general: $Me(OH)_n$.
• Uso de paréntesis: Si el metal tiene valencia 1, no se pone paréntesis (ej. $NaOH$). Si la valencia es mayor que 1, el paréntesis es obligatorio para indicar que el subíndice afecta a todo el grupo (ej. $Mg(OH)_2$).

Los hidróxidos son conocidos como bases. Son sustancias que en disolución acuosa liberan iones hidróxido.

• Ejemplos comunes:
  • $NaOH$: Hidróxido de sodio (Sosa cáustica, usada en limpieza).
  • $Ca(OH)_2$: Dihidróxido de calcio o Hidróxido de calcio (Cal apagada).
  • $Al(OH)_3$: Trihidróxido de aluminio o Hidróxido de aluminio.

Regla de nomenclatura: Se usa la palabra "Hidróxido" seguida del metal, aplicando las mismas reglas de Stock o prefijos multiplicadores que en los óxidos.