Formulación química

Formulación química es la encargada de regular las convenciones a emplear en la utilización de fórmulas químicas. Una fórmula química se compone de símbolos y subíndices, correspondiéndose los símbolos con los de los elementos que formen el compuesto químico a formular y los subíndices con las necesidades de átomos de dichos elementos para alcanzar la estabilidad molecular. Así, sabemos que una molécula descrita por la fórmula $H 2 S O 4$ posee dos átomos de Hidrógeno, un átomo de Azufre y 4 átomos de Oxígeno.

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Tabla de contenidos

1 Nomenclaturas de la IUPAC
2 Formulación básica
- 2.1 Formulación inorgánica
3 Formulación orgánica
4 Enlaces externos

Nomenclaturas de la IUPAC

Las maneras de formular un compuesto tienen que ser aceptadas por la IUPAC, "International Union of Pure and Applied Chemistry" Existen tres formas de nombrar una fórmula química:

Nomenclatura sistemática, la cual se vale de los prefijos numerales griegos mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona-, deca-, etc, para nombrar el número de átomos de cada elemento en la molécula.
Nomenclatura de Stock, utilizada con elementos que pueden usar distintos estados de oxidación, y caracterizada por incluir la valencia con la que actúa el elemento entre paréntesis y en números romanos.
Nomenclatura clásica o tradicional, la cual se vale de los prefijos y sufijos hipo-oso, -oso, -ico y per-ico, según la valencia con la que actúen los elementos.

Así, por ejemplo, la fórmula $F e 2 O 3$ podemos nombrarla respectivamente:

Trióxido de dihierro
Óxido de hierro (III)
Óxido férrico

Y la fórmula $F e O$ podemos nombrarla respectivamente:

Monóxido de hierro
Óxido de hierro (II)
Óxido ferroso

Sin embargo esto resulta demasiado general como para poder formular cualquier compuesto. Por lo cual procederemos a explicar cómo se formulan.

Formulación básica

Formulación inorgánica

Las normas que se exponen en este apartado son adecuadas para compuestos no basados en el carbono (esto no quiere decir que no tengan carbono, tómese como ejemplo $C O 2$ o dióxido de carbono)

Para indicar en el nombre de una sustancia el número de átomos o grupos de átomos de una fórmula se van a emplear en ocasiones prefijos numerales griegos. Tales son:

mono: 1
di: 2
tri: 3
tetra: 4
penta: 5
hexa: 6
hepta: 7
octa: 8
nona: 9
deca: 10
undeca: 11
dodeca: 12

Etc.

En el caso de que tales números hagan referencia a un grupo de átomos se emplean los siguientes prefijos multiplicativos griegos:

bis: 2
tris: 3
tetraquis: 4
pentaquis: 5
hexa/hepta/octaquis: 6, 7, 8, etc...

Óxidos

Son compuestos binarios (formado por dos elementos) que se componen del elemento oxígeno y cualquier otro (salvo el flúor).

Sus fórmulas se escriben siempre con el símbolo del oxígeno a la derecha y el del otro elemento a la izquierda, por ser el oxígeno el elemento más electronegativo de la Tabla Periódica. Es una excepción el flúor, que por ser más electronegativo que el oxígeno se escribe a su derecha, y el compuesto formado NO SE DENOMINA ÓXIDO. Se intercambian los estados de oxidación de los elementos y se colocan como subíndices, y si es posible se simplifican.

Se emplean las siguientes normas de nomenclatura:

Nomenclatura sistemática: Se escribe "Óxido de" y el nombre del elemento (tanto de un metal como de un no metal). Delante de la palabra "óxido" y del nombre del elemento se colocan los prefijos numerales griegos "mono", "di", etc, indicando el número de átomos en la fórmula. Si no hay posibilidades de duda (si no hay más óxidos del elemento) el prefijo "mono" se omite.

Óxido de diplata = $A g 2 O$ Trióxido de dialuminio = $A l 2 O 3$ Óxido de dicobre = $C u 2 O$ (El cobre tiene estado de oxidación (+1)) Óxido de monocobre = $C u O$ (El cobre tiene estado de oxidación (+2))

Nomenclatura de Stock: Se escribe "Óxido de" y el nombre del elemento (tanto de un metal como de un no metal). Si el elemento puede actuar con varios números de oxidación, se escribe el número de oxidación que usa sin signo, en números romanos y entre paréntesis. Para el oxígeno no se pone.

Óxido de cloro(III) = $C l 2 O 3$ Óxido de azufre(VI) = $S O 3$

Nomenclatura tradicional o clásica: Se usa la palabra "óxido" si el elemento unido al oxígeno es un metal o "anhídrido" o "anhidrido" si es un no metal. Se sigue con el nombre del elemento unido al oxígeno modificado con una serie de prefijos y sufijos, según los posibles estados de oxidación.

Si el elemento sólo actúa con un estado de oxidación no se modifica el nombre. Óxido de aluminio = $A l 2 O 3$

Si el elemento puede actuar con dos estados de oxidación, el nombre del elemento se termina en -oso cuando usa el estado de oxidación más bajo, y en -ico cuando usa el más alto.

Óxido ferroso = $F e O$

Óxido férrico = $F e 2 O 3$

Los nombres de los compuestos del hierro son a veces irregulares por derivar del término latino ferrum, en vez del español hierro. Lo mismo sucede con el azufre, en latín sulphur, y con otros elementos.

Si el elemento puede actuar con tres estados de oxidación, el nombre del elemento comienza con hipo- y termina en -oso cuando usa el estado de oxidación más bajo, termina en -oso cuando usa el intermedio, y acaba en -ico cuando emplea el más alto.

Anhidrido hiposulfuroso = $S O$

Anhídrido sulfuroso = $S O 2$

Anhidrido sulfúrico = $S O 3$

Si el elemento puede actuar con cuatro estados de oxidación, las combinaciones son hipo-oso, -oso, -ico y per-ico, desde el menor estado de oxidación al mayor.

Anhidrido hipocloroso = $C l 2 O$

Anhídrido cloroso = $C l 2 O 3$

Anhidrido clórico = $C l 2 O 5$

Anhídrido perclórico = $C l 2 O 7$

Cuando el flúor de combina con el oxígeno forma un compuesto de fórmula $O F 2$ que en la nomenclatura sistemática se llama difluoruro de oxígeno y en las de Stock y clásica fluoruro de oxígeno.

Hidruros

Hidruros metálicos: se forman cuando el hidrógeno se combina con un metal.

En estos compuestos el HIDRÓGENO actúa con estado de oxidación: -1.

Los metales actúan con su habitual estado de oxidación. Por ejemplo: el sodio con +1, el calcio con +2.

Obsérvese que en todos los hidruros metálicos el Hidrógeno se escribe a la derecha y el metal se escribe a la izquierda.

Hidruros volátiles: estos compuestos están unido por enlances covalentes no polares. Los elementos que forman estos compuestos son: N, P, As, Sb, C, Si, y B.

Haluros de hidrógeno o ácidos hidrácidos: los ácidos están dividos en dos grupos:

Hidrácidos: están formados por Hidrógeno(H) y un elemento de los grupos de la tabla periódica 16 y 17. Ejemplo: (HCl)->Ácido clorhídrico (HF)->Ácido fluorhídrico

Oxoácidos

Están formados por hidrógeno (H), un elemento no-metálico (X) y oxígeno (O). Cada ácido, al perder su(s) hidrógeno(s) en disolución acuosa produce su(s) respectivo(s) anión(es) con tantas cargas negativas como hidrógenos haya perdido. Dependiendo del número de H que tengan se dividen en 4 grupos:

 *Grupo 1 (1 H): Grupo de Cloro, Bromo, Yodo, Nitrógeno, Fósforo, Arsénico y Antimonio (los tres últimos con el prefijo meta).

            ÁCIDO                  ANIÓN
  HXO  Ácido hipo...oso.     XO¯  Hipo...ito.
  HXO₂ Ácido .......oso.     XO₂¯ .......ito.
  HXO₃ Ácido .......ico.     XO₃¯ .......ato.
  HXO₄ Ácido per....ico.     XO₄¯ Per....ato.

  HIO   Ácido hipoyodoso.     IO¯   Hipoyodito.
  HNO₂  Ácido nitroso.        NO₂¯  Nitrito.
  HPO₃  Ácido metafosfórico.  PO₃¯  Metafosfato.
  HBrO₄ Ácido perbrómico.     BrO₄¯ Perbromato.

 *Grupo 2 (2 H): Grupo de Azufre, Selenio y Teluro.

                ÁCIDO                 ANIÓN
  H₂XO₂  Ácido hipo...oso.     XO₂²¯  Hipo...ito.
  H₂XO₃  Ácido .......oso.     XO₃²¯  .......ito.
  H₂XO₄  Ácido .......ico.     XO₄²¯  .......ato.

  H₂SO₂   Ácido hiposulfuroso.  SO₂²¯  Hiposulfito.
  H₂SeO₃  Ácido selenioso.      SeO₃²¯ Selenito.
  H₂SO₄   Ácido sulfúrico.      SO₄²¯  Sulfato.
  H₂TeO₄  Ácido telúrico.       TeO₄²¯ Telurato.

 *Grupo 3 (3 H): Grupo de Fósforo, Arsénico y Antimonio. (Con prefijo orto o  sin prefijo).

                ÁCIDO                      ANIÓN
  H₃XO₂  Ácido (orto)hipo...oso.     XO₂³¯  (orto)hipo...ito.
  H₃XO₃  Ácido (orto).......oso.     XO₃³¯  (orto).......ito.
  H₃XO₄  Ácido (orto).......ico.     XO₄³¯  (orto).......ato.

  H₃SbO₂  Ácido (orto)hipoantimonioso.  SbO₂³¯ (orto)Hipoantimonito.
  H₃AsO₃  Ácido (orto)arsenioso.        AsO₃³¯ (orto)Arsenito.
  H₃PO₄   Ácido (orto)fosfórico.        PO₄³¯  (orto)Fosfato.

 *Grupo 4 (4 H): Grupo de Fósforo, Arsénico y Antimonio. (Con prefijo piro o di).

                ÁCIDO                                    ANIÓN
  H₄X₂O₃  Ácido dihipo...oso o pirohipo.......oso. X₂O₃⁴¯  dihipo.......ito o pirohipo...ito.
  H₄X₂O₅  Ácido di.......oso o piro.......oso.     X₂O₅⁴¯  di.......ito o piro.......ito.
  H₄X₂O₇  Ácido di.......ico o piro.......ico.     X₂O₇⁴¯  di.......ato o piro.......ato.

  H₄Sb₂O₃  Ácido dihipoantimonioso o piroantimonioso.  Sb₂O₃⁴¯ dihipoantimonito o piroantimonito.
  H₄As₂O₅  Ácido diarsenioso o piroarsenioso.          As₂O₅⁴¯ diarsenito o piroarsenito.
  H₄P₂O₇   Ácido difosfórico o pirososfórico.          P₂O₇⁴¯  difosfato o pirofosfato.

Existen otros ácidos que de la manera que están clasificados arriba no encajan en la plantilla y podríamos llamarlos "irregulares":

 *Con Boro:

   HBO₂   Ácido metabórico.     BO₂¯    Metaborato.
   H₃BO₃  Ácido ortobórico.     BO₃³¯   Ortoborato.

 *Con Azufre:

   H₂S₂O₇   Ácido disulfúrico o pirosulfúrico.                S₂O₇²¯   Disulfato o pirosulfato.
   H₂S₂O₈   Ácido peroxodisulfúrico o peroxopirosulfúrico.    S₂O₈²¯   Peroxodisulfato o peroxopirosulfato.
   H₂SO₅    Ácido peroxosulfúrico.                             SO₅²¯   Peroxosulfato.
   H₂S₂O₃   Ácido tiosulfúrico.                               S₂O₃²¯   Tiosulfato.

 *Con Silicio:

   H₂SiO₃   Ácido metasilícico o silícico.     SiO₃²¯   Metasilicato o silicato.
   H₄SiO₄   Ácido ortosilícico.                SiO₄²¯   Ortosilicato.

 *Con Carbono:

   H₂CO₃   Ácido carbónico.     CO₃²¯   Carbonato.

 *Con Carbono Y Nitrógeno:

   HOCN   Ácido ciánico.     OCN¯   Cianato.
   HSCN   Ácido tiociánico.  SCN¯   Tiocianato.

 *Con Manganeso:

   H₂MnO₄   Ácido mangánico.     MnO₄²¯   Manganato.
   HMnO₄    Ácido permangánico.   MnO₄¯   Permanganato.

 *Con Cromo:

   H₂CrO₄   Ácido crómico.       CrO₄²¯   Cromato.
   H₂Cr₂O₇  Ácido dicrómico.     Cr₂O₇²¯  Dicromato.

 *Otro importante es el Ácido acético o etanoico con el acetato o etanoato CH₃-COO¯

Como ya hemos visto los oxoácidos tienen aniones que se forman al perder todos los hidrógenos que tenían pero tambien pueden perder sólo 2 ó sólo 3. Por ejemplo el Ácido sulfúrico (H₂SO₄) puede perder los 2 ó sólo 1 hidrógeno, si pierde los 2 el anión se llamará sulfato (SO₄²¯) pero si sólo pierde 1 se llamará hidrogenosulfato (HSO₄¯) que es un ANIÓN ÁCIDO y tiene carga. El Ácido difosfórico (H₄P₂O₇) puede perder los 4: difosfato (P₂O₇⁴¯), 3: hidrogenodifosfato (HP₂O₇³¯), 2: dihidrogenofosfato (H₂P₂O₇²¯), 1: trihidrogenofosfato (H₃P₂O₇¯). Del Ácido carbónico se puede formar un anión ácido: el hidrogenocarbonato (HCO₃¯) aunque la IUPAC también acepta el término bicarbonato.

 *Sales Ternarias

   Las Sales Ternarias no son más que la combinación de un anión o anión ácido con otro elemento. Ejemplos:

   Ca(IO)₂ Hipoyodito de calcio.        Ca(HCO₃)₂    Hidrogenocarbonato de calcio.  
   AlSbO₃ Ortoantimonito de aluminio.   Pb(H₂As₂O₇)₂ Dihidrogenopiroarseniato de plomo(IV).
   CaS₂O₃ Tiosulfato de calcio.         CsH₃SiO₄     Trihidrogenoortosilicato de cesio.

 *Iones Poliatómicos Especiales de Uso Frecuente:

   NH₄⁺    Catión amonio.                    CN^-       Cianuro.
   Hg₂²⁺   Catión mercurioso.                OCN^-      Cianato.
   O₂^2-    Peróxido.                         SCN^-      Tiocianato.
   S₂^2-    Disulfuro.                        MnO₄^2-    Manganato.
   S₃^2-    Trisulfuro.                       MnO₄^-     Permanganato.
   S_n^2-    Polisulfuro.                      CrO₄^2-    Cromato.
   C₂^2-    Acetiluro.                        Cr₂O₇^2-   Dicromato.
   OH^-     Hidróxido.                        CH₃-COO^-  Acetato.

Hidrácidos

Son ácidos formados por hidrógeno (H) y un elemento no-metálico (X). En la nomenclatura se escribe el Ácido (HX) y después se indica que está en disolución acuosa (aq) o (ac) porque si no no habría diferencia entre las substancias binarias covalentes y los ácidos. Ejemplos:

   HF (aq)     Ácido fluorhídrico.    H₂S  (aq)      Ácido sulfhídrico.
   HBr(aq)     Ácido bromhídrico.     H₂Se (aq)      Ácido selenhídrico.
   HI (aq)     Ácido yodhídrico.      H₂Te (aq)      Ácido telurhídrico.

El ácido sulfhídrico produce el sulfuro y el hidrogenosulfuro o bisulfuro (HS). Si estos compuestos no se encuentran en disolución acuosa se les denominaría con la nomenclatura normal: Sulfuro de hidrógeno...

El Ácido cianhídrico (HCN) produce el anión cianuro (CN¯).

Formulación orgánica

Existen una gran variedad de compuestos orgánicos que se componen fundamentalmente por carbono C e hidrógeno H principalmente, también contienen oxígeno O, nitrógeno N ó fósforo P.

Enlaces externos

julian C ibarra Quintero

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