Formulación inorgánica: conceptos básicos.

Elementos químicos.

En la naturaleza existen algo más de cien elementos químicos. Normalmente, se representan organizados en la tabla periódica y cada elemento representa una especie química constituida solo por un tipo de átomo.

Los elementos aparecen con su nombre abreviado. La abreviatura constará de una o dos letras (salvo algunos elementos del final de la tabla, raros e inestables, que se nombran con tres letras). La primera de las letras será mayúscula y la segunda minúscula.

Los nombres son comunes y corresponden a su acepción en castellano. Sin embargo, su abreviatura es universal. Esto quiere decir que aunque químicamente el hierro se denomina hierro en español o iron en inglés, su abreviatura es Fe (proviene del Ferrum, en latín) en cualquiera de los idiomas. Lo mismo ocurre al potasio, cuya abreviatura es K del latín, Kalium.

Lógicamente y a fin de evitar cualquier tipo de confusión, no existen dos elementos que posean el mismo nombre o la misma abreviatura.

Existen una serie de números que caracterizan a cada elemento químico. El más representativo es el número atómico. Expresa el número de protones que presenta su núcleo y su posición dentro de la tabla periódica. Cada elemento químico tiene su número atómico correspondiente e invariable. El número atómico del hidrógeno es 1. El del oxígeno, 8. El carbono, 6. El hierro 26. El oro, 79.

Otro número característico es el peso atómico. Es un valor que representa el peso relativo del elemento (actualmente respecto a la doceava parte del peso del átomo de carbono 12).  Es importante para realizar cálculos de concentraciones, reacciones químicas, etc. Por ejemplo, el peso atómico del oxígeno es 15,99, el del cloro 35,45 o el del oro 197.

Un tercer número o valor interesante es la valencia, necesario para formular las moléculas y al que nos referiremos a continuación.

Valencia.

Los átomos, al unirse para formar moléculas, no lo van a hacer de forma descontrolada o azarosa, sino con un cierto orden y solo en ciertas proporciones. Las valencias de los elementos tratan de describir estas proporciones. Cada elemento químico tiene una o varias valencias, que son los números que describen su tendencia de combinación con otros elementos (excepto los gases nobles, que al no combinarse, no puede decirse que tengan valencia).

Así, por ejemplo, el hidrógenos siempre actúa con valencia 1. El oxígeno, con valencia 2. El cloro puede usar las valencias 1, 3, 5 y 7. Es útil conocer las valencias de los elementos, sin ellas, no sabríamos como combinar los átomos, como formar moléculas.

Tabla periódica

Establezcamos, por lo tanto, una tabla con las valencias de los elementos químicos más importantes.

Moléculas.

Las moléculas se forman por la unión de dos o más átomos iguales o diferentes entre si. Podemos encontrar moléculas muy sencillas, en las cuales se unen dos átomos exactamente iguales, como ocurre en el caso de muchos compuestos que en su estado gaseoso se presentan como moléculas biatómicas. Por ejemplo el oxígeno aparece como O₂, el hidrógeno como H₂.

Otras moléculas, en cambio, son muy complejas, con multitud de átomos diferentes, pudiendo llegar a varios miles en grandes macromoléculas orgánicas.

A la hora de formar compuestos, las moléculas se clasifican en dos grandes tipos: inorgánicas y orgánicas. Que a su vez dan lugar a dos de las grandes ramas de la química.

Las moléculas inorgánicas son más sencillas, aparecen espontáneamente en la naturaleza sin la intermediación de seres vivos. En cambio las orgánicas se basan en cadenas de carbono a las que se unen diferentes átomos. Y la formulación de ambos tipos de moléculas difiere en cuanto a su complejidad y en cuanto a sus normas. Por eso analizaremos ambas formulaciones por separado.

Formulación inorgánica.

Introducción.

Para hacer más sencilla la formulación inorgánica, comenzaremos por las moléculas más simples, es decir, por aquellas formadas por solo dos elementos. Llamaremos a uno de estos elementos M y al otro X.

Supongamos, así mismo, que M tiene una valencia de valor a. Y que X tiene una valencia de valor B. Pues al formar la molécula, tendremos que poner la valencia de X al elemento M y la valencia de M al elemento X. Y la anotaremos como un número de pequeño tamaño en forma de subíndice. Es decir:

M_bX_a

En el caso de que a y b fuesen divisibles por el mismo número, es decir, simplificables, se realizará la división, debiendo ser los números más pequeños posible. A esto habrá varias excepciones, cuando la simplificación no de lugar a la fórmula real de la molécula; esta situación se dará, como veremos más adelante, en el caso de los peróxidos, en los cuales tendremos siempre dos oxígenos y no podremos nunca simplificarla más allá de eso.

La formulación debe aportarnos una serie de reglas que nos permitan dar un nombre a esta molécula y que este nombre sea inequívoco, es decir, que ninguna otra molécula pueda llevar ese nombre. Y también debe permitir que, conocido el nombre de una molécula, resulte relativamente sencillo deducir de qué molécula se trata.

El organismo regulador de la formulación química, tanto orgánica como inorgánica, es la IUPAC. Es la que decide las reglas de formulación.

Sin embargo, hay dos problemas que no se han podido solventar. Por una parte, en formulación inorgánica hay al menos tres maneras diferentes de formular, que son usadas de forma indistinta y con bastante frecuencia. Se denominan sistemática, tradicional y stock. Quizás la más reglamentada sea la sistemática, pero muchos compuestos son formulados y nombrados con mucha frecuencia por alguno de los otros sistemas y por eso debemos conocer al menos los rudimentos de los tres.

Por otro lado, multitud de compuestos tanto inorgánicos como orgánicos poseen un nombre común que se usa constantemente. Por ejemplo, el H₂O es el agua, o el NH₃ es el amoniaco, sin que ningún sistema de formulación pueda evitarlo. También ocurre con moléculas orgánicas, como el benzeno.

Comencemos con la formulación inorgánica. Veremos los tipos más importantes de moléculas orgánicas y la manera de nombrarlos mediante los tres sistemas más usados. Comenzaremos por compuestos binarios y después pasaremos a compuestos ternarios y algunos cuaternarios.

Compuestos binarios.

Óxidos y anhídridos.

Entendemos por óxidos a todos aquellos compuestos que se forman por la combinación de oxígeno con cualquier otro elemento, metálico o no metálico. El oxígeno actuará siempre con la valencia 2 y el otro elemento, con cualquiera de las que pueda actuar.

El oxígeno puede formularse, como hemos dicho, tanto con elementos metálicos como con elementos no metálicos. Tradicionalmente, cuando se formula con elementos no metálicos se habla de anhídridos. Esta diferencia solo se hará notar cuando nombremos el compuesto mediante la nomenclatura tradicional, ya que la sistemática y la stock solo hablan de óxidos, independientemente de la naturaleza del compuesto que se formule con el oxígeno.

También podemos encontrar otra diferencia a la hora de nombrar ambos tipos de compuestos, aunque no afecte directamente a su formulación. Y es que se dice que los óxidos metálicos son óxidos básicos, mientras que los óxidos no metálicos son denominados óxidos ácidos.

Comencemos por los óxidos metálicos. En cualquiera de las tres nomenclaturas se nombrarán como óxidos. Sin embargo, variará la forma en la que dejemos de manifiesto la valencia con la que está actuando el metal (ya indicamos que el oxígeno siempre actúa con la 2).

El sistema más sencillo es el sistemático. Ya que sencillamente, se lee la fórmula, sus componentes, indicando la cantidad relativa de cada uno y comenzando por el oxígeno. Por ejemplo:

FeO es el óxido que forma el oxígeno con el hierro cuando este último actúa con la valencia más baja, la valencia 2 (el hierro tiene valencias 2 y 3). Al formular obtendríamos Fe₂O₂, que se debe simplificar, obteniendo la ya indicada FeO. En la nomenclatura sistemática indicamos que hay un átomo de oxígeno y un átomo de hierro: monóxido de hierro.

Se usan los prefijos mono para 1, di para 2, tri para 3, tetra para 4, penta para 5, hexa para 6, hepta para 7, octa para 8. El prefijo mono suele usarse solo para el primero de los componentes, entendiéndose que el segundo será también único si no hay ningún prefijo (es decir, se habla de monóxido de hierro, dando a entender que el hierro está solo, no hace falta decir monóxido de monohierro).

Cuando el compuesto metálico tiene una sola valencia, puede omitirse el prefijo mono. Por ejemplo, el CaO puede nombrarse como óxido de calcio.

En el sistema stock nombramos directamente como óxido del metal correspondiente y pondremos entre paréntesis y en números romanos la valencia con la que está actuando el metal. Es decir, en el caso del FeO hablamos de óxido de hierro, pero debemos indicar la valencia con la que está actuando el hierro, para no confundirlo con el otro óxido de hierro posible. En este caso, el óxido de hierro (II).

La otra fórmula posible de óxido de hierro es que este actúe con valencia 3. Es decir, Fe₂O₃,se nombraría por la nomenclatura sistemática como trióxido de dihierro. Y por la stock como óxido de hierro (III).

Si el elemento que se combina con el oxígeno tiene una sola valencia, no debe indicarse entre paréntesis. Por ejemplo, el CaO, con nomenclatura stock, es óxido de calcio y no debe indicarse la valencia entre paréntesis, no es necesaria porque solo puede tener la 2.

Y por último, debemos analizar la nomenclatura tradicional. En ella seguimos hablando de óxido, pero para indicar la valencia con la que está actuando el metal, le añadimos un sufijo. Si solo tiene una valencia, el metal acabará en el sufijo –ico. Por ejemplo, el CaO se denominará óxido cálcico.

Si tuviese dos valencias, se añadiría el sufijo –ico si actuase con la mayor y el sufijo –oso si actuase con la menor. Por ejemplo, el Fe₂O₃ será el óxido férrico. El FeO será el óxido ferroso.

Si el compuesto tuviese tres valencias, añadiríamos el prefijo hipo- antes del nombre y el sufijo –oso después para la valencia más pequeña. El sufijo –oso para la segunda. Y el prefijo –ico para la más grande.

Y su hubiese cuatro valencias, el prefijo hipo- y sufijo –oso para la más pequeña. El sufijo –oso para la segunda. El sufijo –ico para la tercera. Y el prefijo per- y el sufijo –ico para la más grande.

En el caso de óxidos no metálicos las nomenclaturas sistemática y stock no varían. En cambio la tradicional los nombrará como anhídridos. Así, el CO₂ se nombrará como dióxido de carbono por la sistemática. Como óxido de carbono por la stock. Y como anhídrido carbónico por la tradicional.

Por poner otro ejemplo. el Cl₂O₇ es un óxido en el que el oxígeno se combina con un no metal, el cloro, actuando este último con valencia 7. Por la nomenclatura sistemática, hablaríamos del heptaóxido de dicloro. Por la stock de oxido de cloro (VII). Y por la tradicional, dado que el cloro está funcionando con su valencia más elevada, óxido perclorico.

El mayor problema de la nomenclatura tradicional es la existencia de compuestos en los que alguno de sus elementos actúa con una valencia poco común. En ese caso, el compuesto comienza a adoptar nombres que deben conocerse de memoria, lo cual complica su formulación. Por ejemplo, las valencias más habituales del nitrógeno son la 3 y 5. Por eso al N₂O₃ se le llama anhídrido nitroso y al N₂O₅ anhídrido nítrico. Sin embargo, al combinarse con el oxígeno, también puede adoptar valencia 1 y formar el compuesto N₂O. A este compuesto no le podremos llamar anhídrido, debiendo llamarle óxido nitroso o óxido de nitrógeno (I) por la stock. También encontraremos un óxido de nitrógeno en el que este actúa con valencia 2, siendo entonces el compuesto NO. En la nomenclatura tradicional se le denominará óxido nítrico y en la stock óxido de nitrógeno (II). La cosa se complica más todavía cuando el nitrógeno adquiere la capacidad de actuar con valencia 4, ya que puede formar dos moléculas diferentes, el NO₂ y el N₂O₄ (por su estructura, no puede simplificarse). El sistema tradicional denomina la primero dióxido de nitrógeno y al segundo tetróxido de nitrógeno. La stock no da opción para diferenciar moléculas, ya que su valencia es idéntica. Sin embargo, todo estos problemas se solventan con facilidad usando la formulación sistemática, ya que al N₂O₃ se le llama truóxido de dinitrógeno, al N₂O₅ pentaóxido de dinitrógeno, al NO monóxido de nitrógeno, al N₂O monóxido de dinitrógeno, al NO₂ dióxido de nitrógeno y al N₂O₄ tetraóxido de dinitrógeno. Cada compuesto tiene su nombre y no necesitamos ni conocer las valencias, ni conocer las excepciones, ni aplicar nombres tradicionales que requieren ser aprendidos de memoria. El único problema de la nomenclatura sistemática es que, en muchos compuestos, apenas se usa debido al enorme peso que aun tiene la tradición a la hora de nombrar productos químicos.

Existe una excepción importante a la hora de formular óxidos y es cuando se combinan con el flúor. Se debe a una propiedad de todos los elementos, la electronegatividad. El oxígeno es el elemento más electronegativo, si exceptuamos el flúor. Y como el flúor es más electronegativo, en la nomenclatura sistemática no podemos considerarlo un óxido, ya que en esta el nombre debe partir del más electronegativo. Por eso, las dos moléculas de oxígeno y flúor, deben en primer lugar, escribir primero el oxígeno, siendo OF₂ y O₂F₂. Y no se nombrarán como óxidos, sino como fluoruros, siendo el difluoruro de oxígeno y el bifluoruro de dioxígeno respectivamente.

Hidruros e hidrácidos

Entendemos por hidruro la combinación de hidrógeno con algún otro elemento químico. Este elemento puede ser un metal o un no metal, obteniendo compuestos diferentes con propiedades diferentes.

Los hidruros metálicos no suelen presentar problemas. Son combinaciones en las que el hidrógeno, que siempre actúa con valencia 1, se une a un metal, que puede actuar con cualquiera de sus valencias. En la nomenclatura stock, al igual que en los óxidos, debemos indicar entre paréntesis cuál es la valencia con la que está actuando el metal (siempre que tenga más de una valencia).

Y en el sistema tradicional, debemos indicar con prefijos y sufijos si está actuando con su valencia más grande, más pequeña o si las hubiese, alguna de las intermedias. Los prefijos y sufijos vuelven a ser hipo- -oso para la más pequeña, -oso para la segunda, -ico para la tercera y per- -ico para la más grande. Usando la terminación –ico si solo hay una valencia, -oso e –ico si hay dos y hipo- -oso, -oso e –ico si hay tres.

En la nomenclatura sistemática volvemos a nombrar la molécula según la vemos, indicando que se trata de un hidruro, poniendo el prefijo delante del hidruro en función del número de hidrógenos de la molécula y diciendo después el nombre del metal.

Veamos un ejemplo. El hierro tiene valencias 2 y 3, pudiendo por tanto formar dos hidruros. Si usa la valencia 3, la más grande, el compuesto sería FeH₃. Por la nomenclatura tradicional, la denominaríamos hidruro férrico. Por la stock, hidruro de hiero (III). Y por la sistemática, trihidruro de hierro.

Otro ejemplo, ahora con el níquel. Si el compuesto fuese NiH₂, ¿cómo lo denominaríamos? Por la tradicional debemos saber que el níquel tiene valencias 2 y 3, por lo que en este compuesto está actuando con la más pequeña. Por lo que será el hidruro niqueloso. Por la stock debemos saber que tiene más de una valencia (si no, no se pondría nada entre paréntesis) y por eso lo denominaríamos como hidruro de níquel (II). Por la sistemática, sencillamente, dihidruro de níquel. Nótese que, si el metal solo tiene una valencia, la nomenclatura stock y la sistemática coinciden en estos compuestos.

Cuando la molécula se forma entre el hidrógeno y un no metal, la nomenclatura sistemática usa el mismo sistema: los denomina hidruros indicando el número de átomos de cada uno que hay en la molécula. Por ejemplo, el SH₂ sería el dihidruro de azufre. El ClH, monohidruro de cloro. Sin embargo, en la nomenclatura tradicional se nombrará primero el compuesto no metálico, finalizado en –uro seguido de la indicación de que se mezcla con hidrógeno. Es decir, en los dos casos anteriores serían el sulfuro de hidrógeno y el cloruro de hidrógeno concretamente. Dado que el no metal suele actuar con su valencia más pequeña, no es necesario añadir ningún tipo de prefijo o sufijo.

Los hidruros de los elementos: flúor, cloro, bromo, yodo, azufre, selenio y teluro, al disolverse en agua, adquieren un marcado carácter ácido, por lo que suele denominárseles hidrácidos. Por la nomenclatura tradicional se habla de ácido y el nombre del no metal con el sufijo –hidrico a continuación. Además, al escribir la fórmula suelen invertirse el orden de los elementos. Por ejemplo, en el caso de bromo, el BrH se formularía como HBr y se denominaría ácido bromhídrico. El del yodo, azufre, H₂S se denominaría ácido sulfhídrico.

Esta nomenclatura obliga a saberse de memoria unos cuantos compuestos y elementos, no es cómoda y puede dar lugar a errores. Sin embargo, el peso de la tradición hace que siga siendo la forma más común para nombrar estos compuestos.

Muchos hidruros no metálicos poseen un nombre común, que se usa con más frecuencia que su nombre sistemático. Por ejemplo, nadie habla del trihidruro de hidrógeno cuando quieren referirse al NH₃, ya que todo el mundo lo conoce por amoniaco. El compuesto PH₃ se conoce como fosfina, el AsH₃ arsina, el SbH₃ estibina, el BH₃ borano, el SiH₄ silano, el CH₄ metano y  el H₂O agua.

Sales binarias.

Las sales binarias son compuestos binarios en los que se mezcla un metal y un no metal. Al escribir el compuesto, en la fórmula debemos escribir primero el metal y después el no metal. Y para nombrarlo, se añade el sufijo –uro al no metal y se continúa nombrando al metal.

En la mayor parte de las sales binarias el no metal funciona con la valencia más pequeña. El metal puede funcionar con cualquiera de ellas. Y esto diferenciará los tres sistemas de nomenclatura, tradicional, stock y sistemática.

Por ejemplo, cuando el hierro se une al cloro se pueden formar dos compuestos diferentes en función de si el hierro actúa con la valencia 2 ó 3. Supongamos que en este caso, actúa con la 3. El compuesto sería FeCl₃. Y se nombraría como cloruro férrico mediante la nomenclatura tradicional, como cloruro de hierro (III) mediante la stock y como tricloruro de hierro mediante la sistemática. El otro compuesto, el FeCl₂, sería el cloruro ferroso por la tradicional, cloruro de hierro (II) por la stock y dicloruro de hierro por la stock.

Es decir, las reglas son las mismas que en el resto de compuestos.

Compuestos binarios entre no metales.

La combinación de compuestos no metálicos entre si forman compuestos binarios relativamente frecuentes. A nivel de formulación, es como si uno actuase como metal y el otro como no metal. ¿Cómo saber cuál debemos hacer actuar como metal y como no metal? Por su posición en la tabla periódica. El elemento que se encuentre más al final de la siguiente lista actuará como no metal:

B – Si – C – Sb – As – P – N – H – Te – Se – S – At – I – Br – Cl – O – F

Por ejemplo, si se combinasen el fósforo y el cloro, el cloro se consideraría el no metal y el fósforo el metal. Imaginemos que el fósforo actúa con la valencia 3. El compuesto se formularía como PCl₃. Y siguen vigentes las tres nomenclaturas. Según la tradicional estaríamos hablando del cloruro fosforoso. Según la stock del cloruro de fósforo (III). Y según la sistemática tricloruro de fósforo.

Compuestos binarios entre metales.

Los compuestos metálicos pueden unirse entre si. Hablamos de aleaciones. Forman combinaciones muy variadas y no cumplen las reglas de las valencias en su formulación. En la fórmula se coloca primero el que se encuentre mas a la izquierda y más arriba (por ese orden), es decir, el de menor número atómico.

Dada su complejidad, no entraremos en su formulación.

Compuestos ternarios.

Hidróxidos.

Se formulan por la combinación entre un metal y un grupo (OH), denominado grupo hidroxi o grupo hidróxido. El grupo (OH) se coloca al final de la fórmula, entre paréntesis y con la valencia del metal debajo del paréntesis del grupo (OH). Bajo el metal no se coloca ningún número, ya que el grupo (OH) actúa como un elemento con valencia 1. La fórmula, por lo tanto, sería M(OH)_a.

Podemos nombrar el compuesto mediante las tres nomenclaturas, la tradicional, la stock y la sistemática. En las tres hablamos de hidróxido, pero en la tradicional indicamos la valencia del metal con los prefijos y sufijos (hipo- -oso, -oso, -ico y per- -ico, como siempre). En la stock indicamos la valencia del metal entre paréntesis y en números romanos. Y en la sistemática indicamos el número de hidroxilos que tiene la fórmula.

Así, el hierro puede formar hidróxidos con la valencia 2 y la 3. Cuando usa la 2 el hidróxido es el Fe(OH)₂. Y hablaremos de hidróxido ferroso según la tradicional. Hidróxido de hierro (II) según la stock. Y dihidróxido de hierro según la sistemática.

Con la valencia 3, Fe(OH)₃. Hablaremos de hidróxido férrico en la tradicional. Hidróxido de hierro (III) en la stock. Y trihidróxido de hierro en la sistemática.

Si el compuesto tiene una sola valencia, en la tradicional se usa el sufijo –ico y en la stock se suprime el paréntesis y la valencia. Así, si el metal es el calcio tendremos Ca(OH)₂ y se nombrará como hidróxido cálcico en la tradicional, hidróxido de calcio en la stock y dihidroxido de calcio en la sistemática.

Oxácidos.

Los oxácidos, o ácidos ternarios, son compuestos relativamente comunes, con marcado carácter ácido, como su nombre indica y formados por la combinación de hidrógeno y oxígeno generalmente con un no metal (aunque algunos metales, como el manganeso, el cromo o el vanadio pueden formar ácidos) con la fórmula general: H_aX_bO_c.

Obtener la fórmula de los oxácidos es relativamente fácil. Basta con sumar a un óxido una molécula de agua o, en algunos casos, dos o tres moléculas de agua.

Veamos un ejemplo. Partimos por ejemplo del óxido de azufre en el que este último está actuando con valencia 6. La fórmula de este óxido sería S₂O₆, es decir, simplificando, SO₃. Pues bien: SO₃ + H₂O ® H₂SO₄ y esta es la fórmula del ácido.

¿Cómo nombrarlo? Volvemos a poder optar por una nomenclatura sistemática, que intenta reproducir directamente la fórmula y por un sistema tradicional, que usa los mismos prefijos y sufijos que en el caso de los óxidos. Además, hay un tercer sistema que no corresponde exactamente al sistema stock y que se denomina sistemática funcional.

Por desgracia, el sistema más usado con mucha diferencia es la tradicional, que es con diferencia la más complicada y la que plantea más excepciones y exige conocer más valencias y compuestos de memoria.

En el sistema tradicional se aplican los mismos prefijos y sufijos que los usados para formar el óxido del que deriva el ácido. Como es una mezcla de oxígeno con no metal, según la nomenclatura tradicional solemos partir de anhídridos. En el caso del ejemplo anterior, el óxido correspondiente, el SO₃, es aquel en el que el azufre trabaja con la mayor de sus valencias. Por lo tanto es el anhídrido sulfúrico. Y como es el ácido derivado del anhídrido sulfúrico, lo denominaremos ácido sulfúrico.

Otro ejemplo. Si tenemos el anhídrido: Cl₂O₃ sabemos que el cloro está funcionando con la valencia 3 y que posee las valencias 1, 3, 5 y 7. Es, por lo tanto, la segunda valencia más pequeña. Por eso se trata del anhídrido cloroso. Para formar un ácido, se le sumará agua, de forma que: Cl₂O₃ + H₂O -> H₂Cl₂O₄ que simplificado quedaría HClO₂, que puesto que parte del anhídrido cloroso se denominará ácido cloroso.

Ya hemos indicado que algunos ácidos se formulan sumando más de una molécula de agua y debe indicarse de alguna manera. Los ácidos que forman los anhídridos de fósforo, arsénico y antimonio pueden sumar una, dos o tres moléculas de agua. Y en su nombre, debe quedar constancia. En la nomenclatura tradicional lo que hacemos es añadir un prefijo al nombre del ácido: meta- si se suma una molécula de agua, piro- si se suman dos moléculas de agua y –orto si se suman tres. Si no aparece ningún sufijo, en estos tres ácidos se sobreentiende que nos encontramos ante la forma –orto, ya que es la más común.

Veamos los tres ejemplos. Partimos de un anhídrido de fósforo en el que éste funciona con la valencia 3, la más pequeña. La fórmula del anhídrido es P₂O₃ y se denomina anhídrido fosforoso (es la valencia más pequeña del fósforo). Ahora podemos sumarle una, dos o tres moléculas de agua.

P₂O₃ + H₂O -> H₂P₂O₄ = HPO₂ y se nombraría ácido metafosforoso.

P₂O₃ + 2 H₂O -> H₄P₂O₅ y se nombraría ácido pirofosforoso.

P₂O₃ + 3 H₂O -> H₆P₂O₆ = H₃PO₃ se nombraría ácido ortofosforoso o ácido fosforoso.

La nomenclatura sistemática es de más sencilla aplicación y no difiere a la hora de nombrar ácidos según el número de moléculas de agua que se adicionan. Se trata, como siempre, de nombrar lo que se ve en la fórmula prescindiendo del hidrógeno, con el sufijo final –ato, comenzando por el oxígeno. No se indica el número de hidrógenos, sino que se indica la valencia con la que funciona el no metal entre paréntesis. En los tres ejemplos anteriores, al ácido metafosfórico se nombraría como dioxofosfato (III) de hidrógeno. El ácido pirofosforoso se denominará por la nomenclatura tradicional como pentaoxodifosfato (III) de hidrógeno. Y por último el fosforoso u ortofosforoso se nombraría trioxofosfato (III) de hidrógeno.

Otro ejemplo, el ácido sulfúrico, H₂SO₄ se nombraría como tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno.

Existe un tercer tipo de nomenclatura, que en el caso de oxácidos se denomina sistemática funcional. Es similar a la sistemática, pero comenzando por la palabra ácido y terminando el grupo con el sufijo –ico, añadiendo entre paréntesis la valencia del no metal y prescindiendo de nombrar al hidrógeno, que se presupone al tratarse de un ácido. Es decir, con los ejemplos anteriores, el ácido metafosforoso se nombraría ácido dioxofosfórico (III). El ácido pirofosfórico sería el ácido pentaoxidifosfórico (III). El ortofosfórico será el ácido trioxofosforico (III). El ácido sulfúrico se podría nombrar como ácido tetraoxisulfúrico (VI).

Como vemos, es trascendental saber calcular la valencia con la que trabaja el no metal en la nomenclatura tradicional o el número de hidrógenos que debemos añadir en las nomenclaturas sistemática y sistemática funcional. Los cálculos son muy sencillos.

Dada una fórmula cualquiera, H_aX_bO_c la valencia del no metal se calcularía multiplicando por 2 el número de oxígenos, es decir, c y le restamos el número de hidrógenos, es decir, a. Y dividimos el resultado por el número del elemento no metálico, es decir, b. En resumen:  valencia de X = (2*c – a) / b.

Por ejemplo, en el ácido sulfúrico, H₂SO₄ se calcularía:

Valencia azufre = (2*4 – 2) / 1 = 6.

En el caso del ácido pirofosforoso: H₄P₂O₅

Valencia del fósforo = (2*5 – 4) / 2 = 6/2 = 3

El caso opuesto es también sencillo de solventar. Es decir, si nos dan la fórmula sistemática o sistemática funcional, indicándonos la valencia del no metal, es muy fácil calcular el número de hidrógenos, ya que nos dicen también la cantidad de oxígeno y de no metal que tiene la fórmula. Por ejemplo, si nos hablan del ácido fosforoso, que se nombraría como trioxosufurato (IV) de hidrógeno, sabemos que el ácido posee tres átomos de oxígeno y no de azufre con valencia 4. ¿Cuántos hidrógenos necesito? Fácil: número de hidrógenos = c*2 – b*valencia no metal. En el caso que nos ocupa:

H_aSO₃ solo tenemos que calcular a. Sabemos que el azufre funciona con valencia 6. Por lo tanto: a = 3*2 – 4*1 = 6 – 4 = 2. Por lo tanto, hay dos hidrógenos por lo que la f´órmula es H₂SO₃.

Con la nomenclatura sistemática funcional la mecánica es la misma.

Existen algunos ácidos especiales, que suponen una excepción a la fórmula general. Se debe a que están constituidos por hidrógeno, oxígeno y un metal. Son especialmente importantes los ácidos de los metales Cromo, Manganeso y Vanadio. Veremos como ejemplos los dos primeros.

El cromo puede formar ácidos funcionando con la valencia 6. El ácido formado tendría la siguiente fórmula: Cr₂O₆ = CrO₃ + H₂O -> H₂CrO₄. Por el tradicional, hablamos de ácido crómico. En la sistemática, tetraoxocromato (VI) de hidrógeno. Y en la sistemática funcional, ácido tetraoxocrómico (VI).

El manganeso puede funcionar con valencias 6 y 7. Por lo tanto se formularán dos ácidos diferentes. Funcionando con la valencia 6, sería de la siguiente forma:

Mn₂O₆ = MnO₃ + H₂O -> H₂MnO₄. Por la tradicional, se le denomina ácido mangánico. Por la sistemática, tetraoxomanganato (VI) de hidrógeno. Y por la sistemática funcional ácido tetraoxomangánico (VI).

Cuando funciona con la valencia 7: Mn₂O₇ + H₂O -> H₂Mn₂O₈ = HMnO₄. Por la tradicional se le denomina ácido permangánico. Por la sistemática se le denomina tetraoxomanganato (VII) de hidrógeo. Y por la sistemática funcional le llamaremos ácido tetraoxomangánico (VII).

Existen ácidos derivados de combinaciones moleculares que no responden exactamente a estas leyes de valencia. No los estudiaremos, por sobrepasar los contenidos del curso. No obstante, en cualquier caso, serían fáciles de nombrar por la nomenclatura sistemática y si nos apareciese una fórmula sistemática de alguno de ellos, tampoco tendríamos dificultades en formularla correctamente. Por ejemplo, el compuesto H₂S₂O₅ se nombra tradicionalmente como ácido disulfuroso, nombre que tendríamos que saber de memoria si necesitásemos conocer el compuesto. En cambio, es fácil obtener un nombre por la nomenclatura sistemática. Sabemos que el azufre está trabajando con la valencia 4, ya que (5*2 – 2)/2 = 4. Por lo tanto, lo llamaríamos pentaoxodisulfato (IV) de hidrógeno.

Sales ternarias.

Las sales ternarias parten de la sustitución del hidrógeno o hidrógenos de un ácido ternario por algún metal. La fórmula general sería:

M_a(X_bO_c)_d

Correspondiendo a al número de hidrógenos que poseía el ácido y d a la valencia del metal. Si esa valencia fuese 1, no se escribiría (como siempre) y se quitará el paréntesis. Y si a y d son divisibles por el mismo número, es decir, simplificables, se simplificarían (si tras la simplificación d vuelve a ser 1, se elimina el paréntesis). Por ejemplo:

En el H₂SO₄ sustituimos el H por Ca. Ca₂(SO₄)₂ simplificamos CaSO₄.

Otro ejemplo HClO sustituimos H por Mg: Mg(ClO)₂

A la hora de nombrarlas, volvemos a tener los tres sistemas, el sistemático, el tradicional y la nomenclatura stock. Debemos tener en cuenta que el metal puede actuar con cualquiera de sus valencias, lo cual debe ser indicado.

En el caso de la nomenclatura tradicional, que sigue siendo la más compleja, pero la más usada, partimos del nombre del ácido. Pero sustituimos su sufijo. Cambiamos el sufijo –oso por el sufijo –ito y el sufijo –ico por el sufijo –ato. Y en caso de que el metal tuviese varias valencias, usamos los sufijos –oso e –ico (y en su caso los prefijos –hipo y –per) para indicar si está actuando con su valencia mayor o más pequeña. 

Si solo tiene una valencia, usamos el sufijo –ico como hemos hecho siempre.

En el ejemplo del CaSO₄ sabemos que parte del ácido sulfúrico. Por lo cual cambiamos el sufijo –ico por el sufijo –ato. Y hablamos entonces de sulfato cálcico.

En el ejemplo del Mg(ClO)₂ hemos partido del ácido hipocloroso. Por lo cual, cambiando –oso por –ito, hablaríamos del hipoclorito de magnesio o magnésico.

Si en vez de magnesio el metal fuese hierro, tendríamos que indicar si la valencia que usa es la 2 ó la 3. Y el Fe(ClO)₂ sería el hipoclorito ferroso. El Fe(ClO)₃ sería el hipoclorito férrico.

La nomenclatura stock sería exactamente igual a la tradicional, pero en este caso, en lugar de ponerle un sufijo –ico u –oso al metal, indicaríamos la valencia entre paréntesis. Es decir, el Fe(ClO)₂ sería el hipoclorito de hierro (II) y el Fe(ClO)₃ sería el hipoclorito de hierro (III).

La nomenclatura sistemática describirá la fórmula. Su sistema es exactamente igual que el de el ácido, solo que sustituimos el hidrógeno por el metal correspondiente. Y si este metal tuviese varias valencias, indicaríamos su valor entre paréntesis y con números romas.

Así, el CaSO₄ se denominaría tetraoxosulfato (VI) de calcio. El Mg(ClO)₂ se llamaría monoxoclorato (I) de magnesio. El Fe(ClO)₂ sería el monoxoclorato (I) de hierro (II). Y el Fe(ClO)₃ sería el monoxoclorato (I) de hierro (III).

Cuando el valor del paréntesis es diferente de 1 puede también indicarse, variando la manera de nombrarlo y pudiendo prescindir así de indicar la valencia del metal. Cuando ese valor es un 1, se escribe el prefijo bis. Si es 2, bis. Si es 3, tris. Si es 4, tetraquis,. Por ejemplo, el Mg(ClO)₂ se podría lamar bis(monoxoclorato (I)) de magnesio. El Fe(ClO)₃ sería el tris(monoxoclorato (I)) de hierro.

Compuestos cuaternarios.

Sales ácidas.

En las sales ácidas, al igual que en las sales, se sustituye hidrógeno por un metal. Pero en lugar de sustituir todos los hidrógenos, sustituimos solo una parte, quedando algún hidrógeno sin sustituir. La fórmula general sería:

M_e(H_fX_bO_c)_d

Debiendo darse la circunstancia de que e + f = a; es decir, que el número de hidrógenos que queda más el número de hidrógenos que se sustituyen es igual al número de hidrógenos que tenía al principio (es un cambio de parte de hidrógeno por metal, pero no añado nada nuevo).

El valor d vuelve a ser la valencia del metal. Si el número e y el número d son divisibles, se simplifica la fórmula.

Se verá mejor con un ejemplo. Partimos del H₂SO₄ sustituimos uno de los hidrógenos por calcio. Y quedaría: Ca(HSO₄)₂.

En el caso de ácidos como el fosfórico, H₃PO₄ tenemos la opción de cambiar uno o dos hidrógenos para obtener la sal ácida. En el ejemplo con el calcio obtendríamos Ca(H₂PO₄)₂ si sustituimos uno de los hidrógenos por calcio. O tendríamos Ca₂(HPO₄)₂ que se simplificaría como CaHPO₄ si sustituimos dos de los hidrógenos por calcio (lógicamente, si sustituimos los tres tendremos la sal ternaria, no sería una sal ácida).

A la hora de nombrarla, tenemos las mismas opciones que en la sales binarias y su formulación es muy similar.

Por la nomenclatura tradicional, el sistema de cambio de sufijos es el mismo, el nombre de la sal es muy similar, solo tengo que indicar que se trata de una sal ácida. Para ello puedo optar por varias opciones. Puedo añadir la palabra “ácido” al nombre de la sal, indicando así que conserva uno de sus hidrógenos.

En el caso del Ca(HSO₄)₂ sabemos que proviene del ácido sulfúrico. Entonces sería un sulfato y como conserva un hidrógeno se denominaría sulfato ácido de calcio.

Otra opción de nomenclatura tradicional es añadir la palabra hidrógeno antes del nombre de la sal, indicando así que lleva un hidrógeno. Así, en el ejemplo anterior hablaríamos de hidrogeno sulfato de calcio (o cálcico).

Una tercera opción, más compleja pero usada en ocasiones, es añadir el prefijo –bi al nombre de la sal. Así, esta sal se llamaría bisulfato de calcio.

¿Y como nombrar por la tradicional si se pueden sustituir varios hidrógenos? Pues indicando el número de hidrógenos que quedan de alguna manera. Por ejemplo, si hemos optado por la opción de añadir la palabra ácido, se usa ácido cuando queda un hidrógeno, diácido cuando quedan dos, triácido cuando quedan tres, etc.

En el caso del Ca(H₂PO₄)₂ se denominaría fosfato diácido de calcio. Frente a CaHPO₄ (en este hay que simplificar la fórmula) que se denominaría fosfato ácido de calcio.

En el caso de añadir la palabra hidrógeno, pues lo mismo. Añadimos di- si hay dos hidrógenos, tri- si hay tres, etc. Por ejemplo, el Ca(H₂PO₄)₂ se denominaría dihidrógeno fosfato de calcio (o cálcico) y el CaHPO₄ que se denominaría hidrógeno fosfato cálcico.

El caso del bi- solo se aplicará en casos en que no aparezca esta duda.

El metal puede tener varias valencias y debe indicarse, como en el caso de las sales ácidas, bien con el sufijo –ico u –oso, bien con un número entre paréntesis en el caso de la nomenclatura stock. Por ejemplo, el Fe₂(HPO₄)₃ sería el fosfato ácido de hierro (III) o fosfato ácido ferrico.

En la nomenclatura sistemática es mucho más sencillo. Se indica en el nombre de la sal la presencia de hidrógenos y la cantidad de los mismos. Por ejemplo, el FeHPO₄ sería el hidrógenotetraoxofosato (V) de hierro (II).  Otro ejemplo, el Ca(H₂PO₄)₂ se denominaría dihidrógenotetraoxofosfato (V) de calcio ó como vimos en al caso de las sales, bis(dihidrógenotetraoxofosfato (V)) de calcio.

Otros compuestos inorgánicos.

Peróxidos.

Los peróxidos son compuestos químicos binarios en los cuales encontramos un grupo O₂ que actúa como un solo elemento con valencia 2. Este grupo O₂ se une a otro elemento que, en general, será un metal.

Dado que el grupo O₂ actúa como un solo elemento, no puede ser simplificado, nunca debe desaparecer el 2 de debajo del oxígeno.

Ejemplos, Li₂O₂. Debe quedar así, no puede simplificarse. Aunque podría nombrarse como dióxido de dilitio, se usa siempre la nomenclatura tradicional, hablando de peróxido de litio. El Ca₂(O₂)₂ se simplificaría, quedando CaO₂ y se hablará de peróxido de calcio.

El peróxido más común y utilizado industrialmente es, con diferencia el peróxido de hidrógeno: H₂O₂.