[0:08]Sean todos bienvenidos a un nuevo videotutorial de Aula +. En la presente lección vamos a estudiar la nomenclatura química inorgánica. La nomenclatura química inorgánica trata de establecer las normas para nombrar los compuestos químicos, y estas normas son establecidas por la IUPAC: Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. El cual es el ente internacional más importante respecto de las normas y reglas que regulan el establecimiento de nombres para los compuestos químicos. La importancia de la nomenclatura química se basa en que antiguamente se asignaban nombres arbitrarios a los compuestos, que variaban de un lugar a otro, dependiendo del aspecto físico, de sus propiedades, su origen o sus aplicaciones. Es así como a determinados compuestos se les asignaban nombres como leche de magnesia, gas hilarante, piedra caliza, sosa cáustica, lejía, polvo para hornear, entre otros. Por tanto, como en distintas partes del mundo se asignaban nombres diferentes a un mismo compuesto, era necesario establecer un sistema para nombrar los compuestos químicos, de modo que a nivel mundial se pudiera establecer un mismo lenguaje, es decir, sin importar de qué país se tratara, se pudiera nombrar un compuesto de la misma manera.
[1:36]De esa forma, entonces, a partir del nombre de un compuesto se podía interpretar la fórmula química del compuesto o viceversa, a partir de la fórmula química, determinar el nombre técnico real del compuesto. Y esto permite entonces una comunicación más asertiva entre la comunidad de químicos a nivel mundial. Tenemos entonces que antiguamente al hidróxido de magnesio se le denominaba leche de magnesia, incluso hoy en día se utiliza como nombre vulgar de este compuesto. El gas hilarante se trata de óxido nitroso, que también se conoce como gas de la risa. La roca caliza, está constituida por carbonato de calcio, que es una roca sedimentaria. La sosa cáustica consiste de hidróxido de sodio, la lejía es hipoclorito de sodio y el polvo para hornear consiste de bicarbonato de sodio. La importancia de la nomenclatura radica en que, por ejemplo, para el caso de la leche de magnesia, si sabemos que el nombre técnico es hidróxido de magnesio, hay unas normas que nos permiten establecer que la fórmula química de este compuesto es Mg(OH)2. Y viceversa, conociendo esta fórmula química, podemos llegar al nombre técnico, que es el hidróxido de magnesio, pero si nos hablan de leche de magnesia, siendo este un nombre vulgar, nos es difícil determinar, por ejemplo, cuál es la fórmula química precisa de este compuesto. El óxido nitroso tiene fórmula química N2O. Carbonato de calcio es CaCO3, hidróxido de sodio es NaOH, hipoclorito de sodio es NaClO y bicarbonato de sodio es NaHCO3. Es muy importante el concepto de número de oxidación cuando vamos a establecer el nombre de un compuesto. El número de oxidación también se denomina estado de oxidación o valencia, y su importancia radica en que para establecer el nombre de un compuesto, se requiere conocer el número de oxidación de cada uno de los átomos que constituyen la molécula. Aunque la molécula sea neutra, por ejemplo, una molécula puede ser neutra, es decir, su carga total es igual a cero, pero los átomos que constituyen la molécula dentro de esta molécula pueden presentar una carga parcial, que es lo que se define entonces como número de oxidación. El número de oxidación, entonces, es la carga que posee un átomo dentro de una molécula, y es una carga parcial porque esta carga la adopta un átomo dependiendo de la molécula que esté conformando. Hay átomos que presentan varios números de oxidación, entonces, en una molécula específica, van a presentar un solo número de oxidación. Y puede que en otra molécula presenten otro número de oxidación. Entonces, se denomina carga parcial porque va a depender de la molécula donde se presente o se encuentre este átomo. Y también vamos a considerar los números de oxidación de los átomos de los elementos cuando se encuentran en su forma elemental o en su estado natural. Cuando hablamos de estado natural, es como se encuentra un elemento en la naturaleza, por ejemplo, el oxígeno se encuentra en forma gaseosa. O si miramos, por ejemplo, el hierro, en la naturaleza lo encontramos como un metal, como un sólido. Ahora bien, el número de oxidación depende principalmente de tres factores, siendo el primero de ellos los electrones de valencia (electrones del último nivel de energía). El segundo factor son los valores de electronegatividad de los átomos que conforman la molécula. Y el tercero, aunque los átomos presenten cargas dentro de una molécula, la molécula en sí misma puede ser neutra. Recordemos que al considerar la carga total o neta de una molécula, vamos a sumar la cantidad de cargas positivas y la cantidad de cargas negativas. Entonces, al sumar el valor de las cargas positivas, restamos el valor de las cargas negativas, y si la suma total nos da cero, entonces la molécula es neutra. Pero dentro de esa molécula, los átomos presentan unas cargas. La influencia de los electrones de valencia es muy importante, ya que recordemos, hay átomos que son electropositivos y otros que son electronegativos. Los electropositivos son aquellos que tienden a ceder sus electrones para cumplir con la regla del octeto.
[6:20]Eso ocurre principalmente con los metales alcalinotérreos y con los metales alcalinos. Esos metales tienden a ceder, en el caso de los metales alcalinos, su único electrón de valencia para alcanzar la configuración electrónica del gas noble más cercano, es decir, cumplir la regla del octeto o, en el caso de los metales alcalinotérreos, ceder sus dos electrones de valencia. Porque para ellos es más fácil ceder un electrón, por ejemplo, en el caso de los metales alcalinos como el sodio, para cumplir con la regla del octeto que tratar de conseguir otros siete electrones, para cumplir con los ocho electrones en el último nivel. Entonces, para ellos es más fácil perder uno que conseguir otros siete electrones, por ejemplo. Debemos tener en cuenta que no hay un procedimiento estandarizado para conocer el número de oxidación de los elementos químicos, por lo que se establece como punto de partida cuando vamos a determinar el número de oxidación de un elemento, observar si hay presencia o no de oxígenos e hidrógenos. El oxígeno presenta en la mayoría de los compuestos que forma número de oxidación -2 y el hidrógeno tiene número de oxidación +1. Por tanto, empezamos asignando en en una fórmula, cuando nos den una fórmula química, esos números de oxidación, al oxígeno le ponemos -2 y al hidrógeno +1.
[7:47]Y ya luego efectuamos un procedimiento algebraico, considerando la carga neta o total de la molécula para determinar el número de oxidación de los otros elementos, si es que no los podemos conocer con anticipación. Vamos a ver entonces algunos números de oxidación de los elementos químicos, por ejemplo, en el caso de los elementos representativos, que son elementos que se encuentran en los grupos de la tabla periódica con la letra A. Es decir, presentan el número del grupo en números romanos y al lado se encuentra la letra A. Todos estos son elementos representativos. Para el caso de los elementos del grupo IA, los metales alcalinos, que ya hemos hablado de ellos, esos presentan número de oxidación +1. Porque ellos tienden a ceder su único electrón de valencia para alcanzar la configuración electrónica del gas noble más cercano y así cumplir con la regla del octeto. Entonces, lo que es el litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio, cuando los encontremos en la fórmula química de un compuesto, ya vamos a saber que tienen número de oxidación +1. Los elementos del grupo IIA son los metales alcalinotérreos, ahí encontramos el berilio, el magnesio, el calcio, el estroncio, el bario y el radio. Y todos estos tienen número de oxidación +2, es decir, que ceden sus dos electrones de valencia para cumplir con la regla del octeto. En el caso de los elementos del grupo IIIA, los elementos térreos. Aquí encontramos metaloides y también algunos metales, metaloides como el boro y el aluminio. También encontramos el galio, el indio y el talio. Vemos que el boro presenta dos números de oxidación, -3 y +3. El aluminio y el galio de +3, y el indio y el talio presentan número de oxidación de +1 y +3. Por tanto, en un compuesto donde haya aluminio, vamos a saber de antemano que se presenta número de oxidación de +3. Pero en el caso del boro, por ejemplo, es necesario determinarlo a partir del número de oxidación de otro elemento. Por lo general, el boro se combina, por ejemplo, con el oxígeno, entonces, como sabemos que el oxígeno tiene número de oxidación -2, ya podremos intuir o deducir, más bien, cuál será el número de oxidación del boro. Los elementos del grupo IVA, que son elementos carbonoideos. Aquí encontramos el carbono, el silicio, el germanio, el estaño y el plomo. El carbono presenta tres números de oxidación, -4, +2 y +4. El silicio, de +4. Y el germanio, el estaño y el plomo, de +2 y +4. Los elementos del grupo VA, elementos nitrogenoideos, o cuyo primer elemento químico es el nitrógeno. El nitrógeno presenta varios números de oxidación, + o -3, + o -2, + o -1, +4 y +5. Cuando nos dicen + o -3, nos están diciendo que el nitrógeno puede adquirir como número de oxidación en un compuesto tanto el tres positivo o puede tener número de oxidación de -3.
[10:58]El fósforo, el arsénico, el antimonio y el bismuto también hacen parte de este grupo VA. En el caso del fósforo, el arsénico y el antimonio presentan números de oxidación de -3, +3 y +5, y en el bismuto, de +3 y +5. Los elementos del grupo VIA, los anfígenos. Tenemos el oxígeno, el azufre, el selenio, el teluro y el polonio. El oxígeno presenta, aquí podemos observar, realmente tres números de oxidación posibles. En la mayoría de compuestos, el número de oxidación del oxígeno es -2, pero ya veremos los casos donde puede tener número de oxidación, por ejemplo, -1. El azufre presenta cuatro números de oxidación. El selenio, el teluro, tres. Y el polonio, dos números de oxidación. Tenemos los elementos del grupo VIIA, los halógenos. Aquí encontramos el flúor, que en los compuestos presenta número de oxidación de -1. El cloro, el bromo, el yodo y el astato, pueden presentar los siguientes números de oxidación, ya sea -1, +1, +3, +5, +7. Por tanto, en el caso de estos elementos del grupo VIIA, es muy común que sea necesario determinar el número de oxidación de los elementos con los cuales se combinan. El cloro, por ejemplo, suele combinarse con oxígeno, entonces, conociendo que el número de oxidación del oxígeno es -2, se determina el del cloro o cuando se combina con hidrógeno. Entonces, sabiendo que el hidrógeno tiene número de oxidación de +1, determinamos el número de oxidación del cloro. Vamos ahora a los elementos de transición, que son los elementos que se encuentran en los grupos cuyo número romano acompañado de la letra B mayúscula. Son elementos que van del grupo IB al VIIIB. Y aquí encontramos, por ejemplo, el hierro, el cobalto y el níquel, que presentan números de oxidación de +2 y +3. El zinc y el cadmio, de +2. El mercurio y el cobre, de +1 y +2. La plata, el oro, el paladio, el platino, el cromo y el manganeso. El manganeso presenta, por ejemplo, cinco números de oxidación. El cromo presenta cuatro. Esos elementos de transición se caracterizan, principalmente, por eso, por presentar varios números de oxidación. Para determinar el número de oxidación en el cual participan en la formación de una molécula, es necesario entonces analizar con qué otro elemento se une para poder determinar su número de oxidación. Ahora bien, hay unas consideraciones generales para determinar el número de oxidación. La primera de ellas es cuando tenemos elementos aislados. Los elementos en su estado natural, los gases nobles (grupo VIIIA) y las moléculas homonucleares tienen número de oxidación igual a 0 (cero). También aquí vamos a considerar los gases nobles, recordemos que los gases nobles no se combinan con otros elementos, por tanto, su número de oxidación es igual a cero. También las moléculas homonucleares tienen número de oxidación igual a cero. Veamos los ejemplos respecto de esta consideración. Tenemos, por ejemplo, el oxígeno molecular, que es O2. El oxígeno en la naturaleza, o en su estado natural, se encuentra como una molécula homonuclear, es decir, una molécula constituida por dos átomos de oxígeno, es decir, dos átomos iguales. Y por tanto, el número de oxidación del oxígeno molecular es cero, que se indica como un superíndice, es decir, como un número en la parte superior. Recordemos que el subíndice, por ejemplo, en el caso del O2, indica la cantidad de oxígenos, que son dos. Y el superíndice, o sea, el número que está arriba, indica el número de oxidación, que para el caso del oxígeno es cero, porque está en su estado natural. El helio es un gas noble, presenta número de oxidación igual a cero, es decir, un superíndice o un número en la parte superior igual a cero. El azufre molecular, S8, presenta número de oxidación igual a cero. Y el hierro, en su estado natural o como un elemento aislado, también tiene número de oxidación igual a cero. La segunda consideración son los metales del grupo IA, que son los metales alcalinos. Ya hemos visto que todos estos presentan número de oxidación igual a +1. Entonces, cuando se presente un metal alcalino, de antemano vamos a saber que su número de oxidación es +1.
[15:15]En los compuestos donde va a estar, va a ser +1. Por ejemplo, en el cloruro de potasio, KCl. El potasio pertenece al grupo IA, entonces tiene número de oxidación igual a +1. Y aquí podemos determinar el del cloro, que como están en la misma proporción, es decir, un átomo de potasio por un átomo de cloro, entonces la carga del cloro en este compuesto será -1. Lo mismo para el bromuro de sodio. Aquí tenemos, entonces, que el sodio, perteneciente al grupo IA, tiene entonces número de oxidación +1.
[15:46]Y como hay un átomo de sodio y un átomo de bromo, entonces, ese átomo de bromo debe aportar una carga negativa para contrarrestar la carga positiva, con lo cual la molécula logra ser neutra, es decir, tener una carga neta igual a cero. Los metales del grupo IIA, la tercera consideración. Los metales alcalinotérreos, ya vimos que presentan un número de oxidación igual a +2. Como ejemplos, tenemos, entonces, el calcio, por ejemplo, en el carbonato de calcio, presenta número de oxidación de +2. Y el magnesio, en el hidróxido de magnesio, presenta número de oxidación de +2. Entonces, en todo compuesto donde esté el calcio, presenta número de oxidación de +2. En todo compuesto donde esté el magnesio, presenta número de oxidación de +2. Lo mismo el berilio y todos los elementos del grupo IIA. Los elementos del grupo IIIA, la cuarta consideración, los elementos térreos, presentan número de oxidación igual a +3. Como ejemplos, tenemos el boro y tenemos el aluminio. El aluminio en el tribromuro de aluminio presenta número de oxidación de +3. O el boro en el borato de sodio, presenta número de oxidación de +3. Entonces, donde haya aluminio, ya sabemos de antemano que tiene número de oxidación de +3. Si analizamos, por ejemplo, el tribromuro de aluminio, o simplemente bromuro de aluminio, podemos ver que el bromo tiene número de oxidación de -1. Esto por qué? Porque si un átomo de bromo tiene una carga negativa y son tres átomos de bromo, entonces -1 por 3, me da tres cargas negativas. Tres átomos de bromo aportan tres cargas negativas, que contrarrestan las tres cargas positivas de un átomo de aluminio, logrando así que la molécula sea neutra. Veamos otra consideración. Los no-metales de los grupos representativos VA al VIIA. Cuando se combinan con un metal tienen número de oxidación negativo e igual al número de electrones que les falta para completar el octeto. O sea que, a partir del grupo VA, los elementos ya presentan número de oxidación negativo. Porque para ellos ya es más fácil, por ejemplo, en el caso de los elementos del grupo VA, lograr conseguir tres electrones para cumplir la regla del octeto. Los elementos del grupo VA tienen cinco electrones de valencia, les falta tres electrones para ajustar los ocho electrones de valencia. Entonces, prefieren adquirir tres electrones, que son cargas negativas, que perder cinco. Entonces, como adquieren tres electrones, que son cargas negativas, entonces en la molécula van a tener un número de oxidación negativo, igual a -3. Por ejemplo, este compuesto que tiene sodio y nitrógeno. El nitrógeno tiene número de oxidación de -3. O sea, este otro compuesto que tiene calcio y fósforo. El fósforo ahí tiene número de oxidación de -3. Podemos hacer el mismo análisis para los elementos del grupo VIA. Los elementos del grupo VIA tienen seis electrones de valencia, y para ajustar ocho electrones de valencia, les falta dos electrones. Por tanto, cuando adquieren esos dos electrones, combinándose con otro elemento, tienen entonces una carga parcial negativa, igual a -2 en la molécula. Vemos aquí el caso de una molécula que tiene sodio y azufre. El azufre tiene número de oxidación de -2. Y otra molécula que tiene calcio y oxígeno, que es el óxido de calcio, que tiene entonces número de oxidación de -2. Igual análisis se realiza para los elementos del grupo VIIA. Los del grupo VIIA solo necesitan un electrón para cumplir, para completar ocho electrones y cumplir así la regla del octeto. Por ejemplo, en el caso del cloruro de sodio, que ya lo analizamos, NaCl. Entonces, el cloro tiende a adquirir un electrón, el electrón que le cede el sodio, y por ello, su número de oxidación en este compuesto es de -1 para poder cumplir la regla del octeto. Ya que el cloro tiene siete electrones de valencia y le falta uno, que es esa carga negativa para cumplir con los ocho electrones. Igual análisis vamos a hacer para este compuesto, que es el dibromuro de calcio. La sexta consideración son los metales de los grupos de transición, grupos IB al VIIIB. Esos elementos forman compuestos con varios números de oxidación, por lo tanto, el valor de su número de oxidación se determina a partir del valor del número de oxidación de los otros elementos con los cuales se combina. Por ejemplo, en el caso del hierro. El hierro presenta, como ya vimos, dos números de oxidación, +2 y +3. Puede formar dos compuestos diferentes con el cloro, el FeCl2 y el FeCl3. En el primer compuesto, el hierro tiene número de oxidación de +2, y en el segundo, tiene número de oxidación de +3. Entonces, para determinar su número de oxidación, tenemos que determinar primero el número de oxidación del elemento con el cual se combina, en este caso, el cloro. Que como vimos, el cloro, en la mayoría de los compuestos, tiene número de oxidación de -1, específicamente cuando se combina con metales o con el hidrógeno.
[21:18]Entonces, en el caso del hierro, y en el caso de otros elementos de transición, es necesario conocer el número de oxidación de los átomos con los cuales se combinan esos elementos de transición. Vamos a la siguiente consideración, la del oxígeno. El oxígeno, en la mayoría de los compuestos, presenta un número de oxidación igual a -2. Por ejemplo, cuando forma el óxido de hierro II, también llamado óxido ferroso, FeO. El oxígeno presenta número de oxidación de -2. O cuando forma el dióxido de azufre, pero hay unos casos muy específicos donde el oxígeno trabaja con número de oxidación de -1. Que es cuando tenemos peróxidos y trabaja con número de oxidación de -1/2, cuando forma superóxidos. Un peróxido, es decir, un compuesto donde el oxígeno trabaje con número de oxidación de -1, es, por ejemplo, este, el Na2O2. Y un superóxido, es decir, donde el oxígeno trabaje con -1/2 como número de oxidación, un número de oxidación fraccionario, es, por ejemplo, el NaO2. La octava consideración es el hidrógeno, y el hidrógeno, en la mayoría de los compuestos, trabaja con número de oxidación de +1. Como en el caso del HCl, ácido clorhídrico, o en el caso, por ejemplo, del ácido sulfúrico, aquí nos faltó un dos porque es H2SO4, también trabaja entonces el hidrógeno con +1. Donde no trabaja el hidrógeno con +1, cuando se combina con metales, por ejemplo, en la formación de hidruros metálicos. En el hidruro de sodio, el sodio es el que tiene la carga positiva, pero el hidrógeno va a tener carga negativa. Entonces, en este caso, en el caso de los hidruros metálicos, el hidrógeno trabaja con -1. Estas son, entonces, las consideraciones respecto de las reglas para nombrar compuestos químicos inorgánicos. Y de esta forma, concluimos la presente lección. Te invito a que sigas estudiando con nuestras lecciones, a darle me gusta a este videotutorial y a suscribirte a nuestro canal Aula +, tu canal para aprender más.
