Compuestos químicos inorgánicos

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Para iniciar el estudio de la nomenclatura es necesario distinguir primero entre compuestos orgánicos e inorgánicos. Los compuestos orgánicos son los que contienen carbono, comúnmente enlazados con hidrógeno, oxígeno, boro, nitrógeno, azufre y algunos halógenos. El resto de los compuestos se clasifican como compuestos inorgánicos. Éstos se nombran según las reglas establecidas por la IUPAC.

Los compuestos inorgánicos se clasifican según la función química que contengan y por el número de elementos químicos que los forman, con reglas de nomenclatura particulares para cada grupo. Una función química es la tendencia de una sustancia a reaccionar de manera semejante en presencia de otra. Por ejemplo, los compuestos ácidos tienen propiedades características de la función ácido, debido a que todos ellos tienen el ion H⁺¹; y las bases tienen propiedades características de este grupo debido al ion OH^-1 presente en estas moléculas. Las principales funciones químicas son: óxidos, bases, ácidos y sales.

Nomenclaturas

Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para nombrar compuestos químicos inorgánicos:

• Nomenclatura sistemática o estequiométrica: Este sistema de nomenclatura se basa en nombrar a las sustancias usando prefijos numéricos griegos que indican la atomicidad de cada uno de los elementos presentes en la molécula. La atomicidad indica el número de átomos de un mismo elemento en una molécula, como por ejemplo H₂O que significa que hay un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno presentes en la molécula, aunque en una fórmula química la atomicidad también se refiere a la proporción de cada elemento en el que se llevan a cabo las reacciones para formar el compuesto; en este estudio de nomenclatura es mejor tomar la atomicidad como el número de átomos en una sola molécula. La forma de nombrar los compuestos es prefijo-nombre genérico + prefijo-nombre específico (Véase en la sección otras reglas nombre genérico y específico).

Prefijos griegos	Atomicidad
mono-	1
di-	2
tri-	3
tetra-	4
penta-	5
hexa-	6
hepta-	7
octa-	8
nona- (o eneá)	9
deca-	10

Por ejemplo, CrBr₃ = tribromuro de cromo; CO = monóxido de carbono

En casos en los que puede haber confusión con otros compuestos (sales dobles y triples, oxisales y similares) se pueden emplear los prefijos bis-, tris-, tetras-, etc.

Ejemplo: Ca₅F (PO₄)₃ = fluoruro tris (fosfato) de calcio, ya que si se usara el término trifosfato se estaría hablando del anión trifosfato [P₃O₁₀]^5-, en cuyo caso sería:

Ca₈F (P₃O₁₀)₃.

• Nomenclatura Stock: Este sistema de nomenclatura se basa en nombrar a los compuestos escribiendo al final del nombre con números romanos la valencia atómica del elemento con nombre específico (valencia o número de oxidación, es el que indica el número de electrones que un átomo pone en juego en un enlace químico, un número positivo cuando tiende a ceder los electrones y un número negativo cuando tiende a ganar electrones), anteponiendo a este número, encerrado entre paréntesis, se escribe el nombre genérico y el específico del compuesto de esta forma: nombre genérico + de + nombre del elemento + el No. de valencia. Normalmente, a menos que se haya simplificado la fórmula, la valencia puede verse en el subíndice del otro átomo (en compuestos binarios y ternarios). Los números de valencia normalmente se colocan como superíndices del átomo en una fórmula molecular.

Ejemplo: Fe₂⁺³S₃^-2. sulfuro de hierro (III) [se ve la valencia III del hierro en el subíndice o atomicidad del azufre].

• Nomenclatura tradicional o clásica o funcional: En este sistema de nomenclatura se indica la valencia del elemento de nombre específico con una serie de prefijos y sufijos griegos.

Cuando el elemento sólo tiene una valencia, se usa el sufijo –ico o simplemente se coloca el nombre del elemento precedido de la sílaba “de”.

Cuando tiene dos valencias diferentes se usan los sufijos -oso e -ico.

… -oso cuando el elemento usa la valencia menor: FeO, valencia del hierro (II), óxido ferroso

… -ico cuando el elemento usa la valencia mayor: Fe₂O₃, valencia del hierro (III), óxido férrico

Cuando tiene tres distintas valencias se usan los prefijos y sufijos

hipo - … - oso (para la valencia inferior)

… -oso (para la valencia intermedia)

… -ico (para números de valencia superior)

Cuando tiene cuatro distintas valencias se usan los prefijos y sufijos

hipo - … - oso (para la valencia inferior)

… -oso (para la valencia intermedia inferior)

… -ico (para la valencia intermedia superior)

per - … - ico (para la valencia superior):Ejemplo: Mn₂⁺⁷O₇^-2 óxido permangánico (ya que el manganeso tiene más de dos números de valencia y en este compuesto está trabajando con la valencia 7).

Otras reglas y conceptos generales

Los compuestos (binarios y ternarios) en su nomenclatura están formados por dos nombres: el genérico y el específico. El nombre genérico o general es el que indica a qué grupo de compuestos pertenece la molécula o su función química, por ejemplo si es un óxido metálico/básico, un óxido no metálico/ácido, un peróxido, un hidruro, un hidrácido, un oxácido, una sal haloidea, etc. Y el nombre específico es el que diferencia a las moléculas dentro de un mismo grupo de compuestos. Por ejemplo, óxido ferroso y óxido férrico, estos dos compuestos pertenecen al grupo de los óxidos y por eso su nombre genérico es óxido y a la vez los nombres específicos ferroso y férrico hacen referencia a dos compuestos diferentes FeO y Fe₂ O₃, respectivamente.

En general, en una fórmula molecular de un compuesto se coloca a la izquierda el elemento con carga o número de valencia positivo (elemento más electropositivo) y a la derecha el que contenga el número de valencia negativo (elemento más electronegativo). Y al contrario de esto, en nomenclatura se coloca el nombre genérico de primero, que es el que designa al elemento de la derecha (el más electronegativo) y el nombre específico en segundo lugar que es el que designa al elemento de la izquierda (el menos electronegativo). Por ejemplo: óxido de sodio - Na₂O, el nombre genérico óxido hace referencia al segundo elemento de la fórmula que es el “oxígeno”, el más electronegativo, y el nombre específico “sodio” hace referencia al primer elemento de la fórmula que es el sodio y el menos electronegativo o más electropositivo.

Cómo se trabajan los números de valencia: muchos elementos pueden trabajar con más de un número de valencia, hasta el número 7 de valencia en los elementos representativos. Con las fórmulas moleculares se puede determinar con que número trabajan los elementos del compuesto. En la fórmula de un compuesto la suma de los números de valencia entre los elementos debe ser cero, lo que significa que la molécula será neutra y sin carga, a menos que la fórmula indique lo contrario con una carga positiva o negativa de la molécula o ion. Por ejemplo: FeO, este compuesto es un óxido y el oxígeno en los óxidos trabaja con una valencia de -2, así que para que la molécula sea neutra el hierro debe sumar el número de valencias suficientes para que la suma de valencias sea cero. Los números de valencia con los que puede trabajar el hierro son +2 y +3, así que, para esta molécula el hierro va a utilizar la valencia +2. Como solo hay un átomo de hierro y la valencia es +2, el elemento en esa molécula tiene carga de +2 y de igual manera como solo hay un átomo de oxígeno y trabaja con la valencia -2, la carga de este elemento es de -2. Y ahora la suma de valencias o cargas es igual a cero (+2) + (-2) = 0. La fórmula con valencias para este compuesto sería Fe²O^-2. En otro ejemplo, en el compuesto Fe₂O₃ se busca también un cero en la suma de valencias para que la molécula sea neutra, así que como hay 3 átomos de oxígeno y este trabaja con la valencia -2, la carga para este elemento en la molécula son el número de átomos del elemento multiplicado por el número de valencia con el que este trabaja, que en total seria -6. De esta manera los átomos de hierro deben de sumar valencias para hacer cero al -6 de los oxígenos, en la sumatoria final. Como hay 2 átomos de hierro, este va a trabajar con el número de valencia +3 para hacer un total de +6, que sumados con los -6 de los oxígenos seria cero, que significa una carga neutra para la molécula. Los números de átomos y valencias en la molécula son:

No. de átomos de hierro = (2)

No. de valencia para cada uno de los átomos de hierro = (+3)

No. de átomos de oxígeno = (3)

No. de valencia para cada uno de los átomos de oxígeno = (-2)

La operatoria completa se vería así: [2(+3)] + [3(-2)] = 0. La fórmula con valencias seria Fe₂³O₃^-2 (los números de valencia normalmente se colocan como superíndices del átomo en una fórmula molecular). Como ya se había explicado anteriormente el número de valencias indica los electrones que se juegan en un enlace, y en este último compuesto, Fe₂³O₃^-2, cada uno de los 2 átomos de hierro está cediendo 3 electrones a los átomos de oxígeno, que a la vez cada uno de los 3 oxígenos está ganando 2 electrones. 2 de los 3 átomos de oxígeno reciben 2 electrones de los 2 átomos de hierro, y el 3er átomo de oxígeno recibe 2 electrones, 1 electrón sobrante de cada uno de los 2 átomos de hierro.

En la siguiente tabla se presentan los elementos que generalmente se usan para formar compuestos. Los números de valencia están en valor absoluto.

Elemento	Símbolo	Número de Valencia		Elemento	Símbolo	Número de Valencia
Aluminio	Al	3		Antimonio	Sb	3 y 5
Arsénico	As	3 y 5		Astato	At	1, 3, 5 y 7
Azufre	S	2, 4 y 6		Bario	Ba	2
Berilio	Be	2		Bismuto	Bi	3 y 5
Boro	B	3		Bromo	Br	1 y 5
Cadmio	Cd	2		Calcio	Ca	2
Carbono	C	2 y 4		Cesio	Cs	1
Cinc	Zn	2		Circonio	Zr	4
Cloro	Cl	1, 3, 5 y 7		Cobalto	Co	2 y 3
Cobre	Cu	2 y 1		Cromo	Cr	2, 3, 4, 5 y 6
Escandio	Sc	3		Estaño	Sn	2 y 4
Estroncio	Sr	2		Flúor	F	1
Fósforo	P	1,3 y 5		Galio	Ga	3
Germanio	Ge	2,4 y -4		Hafnio	Hf	4
Hidrógeno	H	1 y -1		Hierro	Fe	2 y 3
Iridio	Ir	2, 3, 4 y 6		Itrio	Y	3
Lantano	La	3		Litio	Li	1
Magnesio	Mg	2		Manganeso	Mn	2, 3, 4, 6, 7
Mercurio	Hg	1 y 2		Molibdeno	Mo	2, 3, 4, 5 y 6
Niobio	Nb	3		Níquel	Ni	2 y 3
Nitrógeno	N	2, 3, 4 y 5		Oro	Au	1 y 3
Osmio	Os	2, 3, 4 y 6		Plata	Ag	1
Platino	Pt	2 y 4		Plomo	Pb	2 y 4
Potasio	K	1		Renio	Re	1, 2, 4, 6 y 7
Rodio	Rh	2, 3 y 4		Rubidio	Rb	1
Rutenio	Ru	2, 3, 4 y 6		Selenio	Se	2, 4 y 6
Silicio	Si	4		Sodio	Na	1
Talio	Tl	1 y 3		Tántalo	Ta	5
Tecnecio	Tc	7		Telurio	Te	2, 4 y 6
Titanio	Ti	3 y 4		Vanadio	V	2, 3, 4 y 5
Yodo	I	1,3, 5 y 7

Óxidos (compuestos binarios con oxígeno)

Son compuestos químicos inorgánicos diatómicos o binarios formados por la unión del oxígeno con otro elemento diferente a los gases nobles. Según si este elemento es metal o no metal serán óxidos básicos u óxidos ácidos. El oxígeno siempre tiene valencia -2 con excepción en los peróxidos (ion peróxido enlazado con un metal) donde el oxígeno utiliza valencia -1. Los óxidos se pueden nombrar en cualquiera de los tres sistemás de nomenclaturas; si se utiliza el sistema Stock el número romano es igual a la valencia del elemento diferente del oxígeno, si se utiliza el sistema tradicional los sufijos y prefijo se designan de acuerdo a la valencia del elemento diferente del oxígeno y si se utiliza la nomenclatura sistemática no se tienen en cuenta las valencias, sino que, se escriben los prefijos en cada elemento de acuerdo a sus atomicidades en la fórmula molecular.

Óxidos básicos (metálicos)

Son aquellos óxidos que se producen entre el oxígeno y un metal cuando el oxígeno trabaja con un número de valencia -2. Su fórmula general es: Metal₂ + O. Si la valencia del metal es par, se simplifica el subíndice 2 del metal. En la nomenclatura Stock los compuestos se nombran con las reglas generales anteponiendo como nombre genérico la palabra óxido precedido por el nombre del metal y su número de valencia. En la nomenclatura tradicional se nombran con el sufijo -oso e -ico dependiendo de la menor o mayor valencia del metal que acompaña al oxígeno. Y en la nomenclatura sistemática se utilizan las reglas generales con la palabra óxido como nombre genérico.

En la nomenclatura tradicional para los óxidos que se enlazan con metales que tienen más de dos números de valencia se utilizan las siguientes reglas: metales con números de valencia hasta el 3 se nombran con las reglas de los óxidos y los metales con números de valencia iguales a 4 y mayores se nombran con las reglas de los anhídridos. Ejemplos: V₂O₃ se nombra como óxido, óxido vanádico; V₂O₅ se nombra como anhídrido, anhídrido vanádico. Los átomos de vanadio con número de valencia 2 (-oso) y 3 (-ico) se nombran como óxidos y los átomos de vanadio con números de valencia 4 (-oso) y 5 (-ico) como anhídridos.

Ver Ecuaciones ajustadas (Discusión)

Metal + Oxígeno → Óxido básico 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

Compuesto	Nomenc. sistemática	Nomenc. Stock	Nomenc. tradicional
K2O	monóxido de dipotasio u óxido de dipotasio	óxido de potasio (I) u óxido de potasio	óxido potásico u óxido de potasio
Fe2O3	trióxido de dihierro // sesquióxido de hierro	óxido de hierro (III)	óxido férrico
FeO	monóxido de hierro	óxido de hierro (II)	óxido ferroso
SnO2	dióxido de estaño	óxido de estaño (IV)	óxido estánico dióxido de cobre ii

Cuando los no metales, nitrógeno y fósforo, trabajan con números de valencia 4 y 2 mientras se enlazan con el oxígeno se forman óxidos (ver la sección de anhídridos, penúltimo párrafo).

Óxidos ácidos o anhídridos (no metálicos)

Son aquellos formados por la combinación del oxígeno con un no metal. Su fórmula general es No Metal₂O. De ser posible, se simplifica. En este caso, la nomenclatura tradicional emplea la palabra anhídrido en lugar de óxido, a excepción de algunos óxidos de nitrógeno y fósforo. La nomenclatura sistemática y la Stock nombran a los compuestos con las mismas reglas que en los óxidos metálicos. En la nomenclatura tradicional se nombran con los siguientes sufijos y prefijos.

hipo - … - oso (para números de valencia 1 y 2)

… -oso (para números de valencia 3 y 4)

… -ico (para números de valencia 5 y 6)

per - … - ico (para el número de valencia 7)

No metal + Oxígeno → Anhídrido 2S + 3O₂ → 2SO₃

Compuesto	Nomenc. sistem.	Nomenc. Stock	Nomenc. tradicional
Cl2O	óxido de dicloro o monóxido de dicloro	óxido de cloro (I)	anhídrido hipocloroso
SO3	trióxido de azufre	óxido de azufre (VI)	anhídrido sulfúrico
Cl2O7	heptóxido de dicloro	óxido de cloro (VII)	anhídrido perclórico

Cuando el flúor reacciona con el oxígeno se crea un compuesto diferente ya que el oxígeno deja de ser el elemento más electronegativo, distinto a como pasa con todos los óxidos donde el oxígeno es el elemento más electronegativo. El único elemento más electronegativo que el oxígeno es el flúor con 4.0 mientras el oxígeno tiene 3.5. Así que el compuesto deja de llamarse óxido y se nombra como fluoruro de oxígeno para el sistema tradicional, fluoruro de oxígeno (II) para el sistema Stock y difluoruro de oxígeno para el sistemático. La fórmula es O²F₂^-1. Los óxidos de nitrógeno, al igual que los óxidos del azufre, son importantes por su participación en la lluvia ácida. Con el término óxido de nitrógeno se hace alusión a cualquiera de los siguientes:

• Óxido nítrico u Óxido de nitrógeno (II), de fórmula NO.
• Dióxido de nitrógeno, de fórmula NO₂.
• Óxido nitroso o Monóxido de dinitrógeno, de fórmula N₂O.
• Trióxido de dinitrógeno, de fórmula N₂O₃.
• Tetróxido de dinitrógeno, de fórmula N₂O₄.
• Pentóxido de dinitrógeno, de fórmula N₂O₅.

Entre las excepciones a las reglas de anhídridos para la nomenclatura tradicional están los óxidos de nitrógeno y óxidos de fósforo. Estos compuestos se nombran así:

• N₂¹O^-2 Anhídrido hiponitroso

• N²O^-2 Óxido hiponitroso

• N₂³O₃^-2 Anhídrido nitroso

• N₂⁴O₄^-2 Óxido nitroso

• N⁴O₂^-2 Óxido nitroso

• N₂⁵O₅^-2 Anhídrido nítrico

• P₂³O₃^-2 Anhídrido fósforoso

• P⁴O₂^-2 Óxido fósforoso

• P₂⁵O₅^-2 Anhídrido fosfórico

Cuando los metales con más de dos números de valencia y que trabajan con los números de valencia iguales o mayores a 4 mientras se enlazan con el oxígeno, forman anhídridos (ver la sección de óxidos, segundo párrafo).

Peróxidos

Los peróxidos son obtenidos cuando reacciona un oxído con el oxígeno monoatómico y se caracterizan por llevar el grupo peróxido o unión peroxídica (-o-o-). Son compuestos diatómicos en donde participan el grupo peróxido y un metal. La fórmula general de los peróxidos es Metal + (O^-1) ₂^-2. En el sistema tradicional se utiliza el nombre peróxido en lugar de óxido y se agrega el nombre del metal con las reglas generales para los óxidos en esta nomenclatura. En las nomenclaturas Stock y sistemática se nombran los compuestos con las mismás reglas generales para los óxidos. No todos los metales forman peróxidos y habitualmente lo hacen los del grupo 1A y 2A de la tabla periódica. (Angeloni, Sanie Maria. Lima, Juan. PROTON 1. Fundación en Alianza.2007. Asunción. Paraguay.)

Metal + Grupo peróxido → Peróxido 2Li⁺¹ + (O)₂^-2 → Li₂(O)₂

Compuesto	Nomenc. sistemática	Nomenc. Stock	Nomenc. tradicional
H2O2	dióxido de dihidrógeno	óxido de hidrógeno (I) u óxido de hidrógeno	peróxido de hidrógeno
CaO2	dióxido de calcio	dióxido de calcio (II)	peróxido de calcio
ZnO2	dióxido de zinc	óxido de cinc (II)	peróxido de zinc

Superóxidos

También llamados hiperóxidos, son compuestos binarios que contienen el grupo o anión superóxido, la fórmula general es Metal + (O ₂)^-1 Aparentemente, el oxígeno tiene valencia -1/2. Generalmente el grupo superóxido reacciona con los elementos alcalinos y alcalinotérreos. Se nombran como los peróxidos tan sólo cambiando peróxido por superóxido o hiperóxido.

Metal + Grupo superóxido → Superóxido Li⁺¹ + (O₂)^-1 → LiO₂

Compuesto	Nomenclatura
KO2	superóxido o hiperóxido de potasio
CaO4 ó Ca (O2)2	superóxido de calcio
CdO4	superóxido de cadmio

Ozónidos

Son compuestos binarios formados por el grupo ozónido, que son 3 oxígenos enlazados con una valencia total de -1. La fórmula general para los ozónidos es Metal + (O₃)^-1. Los ozónidos se nombran de forma análoga a los peróxidos con la diferencia que en estos compuestos se utiliza el nombre ozónido en lugar de peróxido.

Metal + Grupo ozónido → Ozónido K + (O₃)^-1 → KO₃

Compuesto	Nomenclatura
KO3	ozónido de potasio
RbO3	ozónido de rubidio
CsO3	ozónido de cesio

Hidruros (Compuestos binarios con hidrógeno)

Hidruros metálicos

Son compuestos binarios o diatómicos formados por hidrógeno y un metal. En estos compuestos, el hidrógeno siempre tiene valencia -1. Se nombran con la palabra hidruro. Su fórmula general es MH_x (x=valencia del metal). Para nombrar estos compuestos en el sistema tradicional se utiliza la palabra hidruro y se agrega el nombre del metal con los prefijos -oso o -ico con las reglas generales para esta nomenclatura. Para los sistemas Stock y sistemático se utilizan las reglas generales con la palabra hidruro como nombre genérico.

Metal + Hidrógeno → Hidruro metálico 2K + H₂ → 2KH

Compuesto	Nomenc. sistemática	Nomenc. Stock	Nomenc. tradicional
KH	monohidruro de potasio o hidruro de potasio	hidruro de potasio (I) o hidruro de potasio	hidruro potásico o hidruro de potasio
NiH3	trihidruro de níquel	hidruro de níquel (III)	hidruro niquélico
PbH4	tetrahidruro de plomo	hidruro de plomo (IV)	hidruro plúmbico

Hidrácidos e hidruros no metálicos

Los hidrácidos (compuestos binarios ácidos) e hidruros no metálicos son compuestos formados entre el hidrógeno y un no metal de las familias VIA y VIIA ( anfígenos y halógenos respectivamente). Los elementos de estas dos familias que pueden formar hidrácidos e hidruros no metálicos son: S, Se, Te, F, Cl, I y Br, que por lo general trabajan con el menor número de oxidación, -2 para los anfígenos y -1 para los halógenos. Estos compuestos se nombran en el sistema tradicional y de forma diferente según si están disueltos (estado acuoso) o en estado puro (estado gaseoso). Los hidrácidos pertenecen al grupo de los ácidos, Ver la sección oxácidos.

Los hidruros no metálicos son los que se encuentran en estado gaseoso y se nombran agregando al no metal el sufijo -uro y la palabra hidrógeno precedido de la sílaba “de”. En este caso el nombre genérico es para el elemento más electropositivo que sería el del hidrógeno y el nombre especifico es para el elemento más electronegativo que sería el del no metal, por ejemplo H⁺¹ Br^-1 _(g) bromuro de hidrógeno, bromuro como nombre especifico e hidrógeno como nombre genérico.

No metal + Hidrógeno → Hidruro no metálico Cl₂ + H₂ → 2HCl_(g)

Los hidrácidos provienen de disolver en agua a los hidruros no metálicos y por esa misma razón son estos los que se encuentran en estado acuoso. Se nombran con la palabra ácido, como nombre genérico, y como nombre específico se escribe el nombre del no metal y se le agrega el sufijo –hídrico. Al igual que en estado gaseoso el nombre genérico es nombrado por el elemento más electropositivo.

Hidruro No metálico + Agua → Hidrácido HCl_(g) + H₂O → H⁺¹ + Cl^-1

Compuesto	en estado puro	en disolución
HF	fluoruro de hidrógeno	ácido fluorhídrico
HCl	cloruro de hidrógeno	ácido clorhídrico
HBr	bromuro de hidrógeno	ácido bromhídrico
HI	yoduro de hidrógeno	ácido yodhídrico
H2S	sulfuro de hidrógeno	ácido sulfhídrico
H2Se	seleniuro de hidrógeno	ácido selenhídrico
H2Te	teluluro de hidrógeno	ácido telurhídrico

Boranos

Son compuestos binarios entre el hidrógeno y el boro que generalmente se enlazan siguiendo la fórmula B_nH_n+4. Estos compuestos no se nombran en un sistema de nomenclatura específico ya que las reglas para nombrarlos son especiales. Se utiliza la palabra borano con un prefijo numérico griego (tabla) que depende del número de átomos de borano presentes en la molécula.

Compuesto	Nombre
BH3	monoborano o borano
B2H6	diborano
B3H7	triborano
B4H8	tetraborano
B10H14	decaborano

Silanos

Son compuestos binarios de hidrógeno y silicio que se enlazan generalmente siguiendo la fórmula Si_nH_2n+2. Los silanos al igual que los boranos no tienen un sistema de nomenclatura específico para ser nombrados y utilizan las mismas reglas de nomenclatura, con la palabra silano como base.

Compuesto	Nombre
SiH4	monosilano, silano o tetrahidruro de silano
Si2H6	disilano
Si3H8	trisilano
Si4H10	tetrasilano
Si10H22	decasilano

Germanos

Son compuestos binarios de hidrógeno y germanio que se enlazan generalmente siguiendo la misma fórmula que los silanos Ge_nH_2n+2. Los germanos al igual que los boranos y silanos no tienen un sistema de nomenclatura específico para ser nombrados y utilizan las mismas reglas de nomenclatura que los silanos, con la palabra germano como base.

Compuesto	Nombre
GeH4	monogermano, germano o tetrahidruro de germano
Ge2H6	digermano
Ge3H8	trigermano
Ge4H10	tetragermano
Ge10H22	decagermano

Hidruros con los nitrogenoides

Estos hidruros son compuestos binarios de hidrógeno y un elementos de la familia V que se enlazan siguiendo la fórmula N.M.H₃. A estos compuestos se les llama por sus nombres comunes, aunque muy raramente se les nombra con las reglas de nomenclatura de los hidruros (metálicos). En estos hidruros no metálicos el hidrógeno es el elemento más electronegativo en el compuesto.

No metal + Hidrógeno → Hidruro no metálico N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Compuesto	Nombre
NH3	amoníaco o trihidruro de nitrógeno
PH3	fosfina o trihidruro de fósforo
AsH3	arsina o trihidruro de arsénico
SbH3	estibina o trihidruro de antimonio
BiH3	bismutina o trihidruro de bismuto

Hidrocarburos

Son compuestos orgánicos poliatómicos formados por hidrógeno y carbono.

Véase también: Nomenclatura química de los compuestos orgánicos

Véase también: Química orgánica

Oxácidos (compuestos ternarios ácidos)

También llamados oxoácidos y oxiácidos, son compuestos ternarios originados de la combinación del agua con un anhídrido u óxido ácido. La fórmula general para los oxácidos es H.X.O donde “X” representa al no metal. En el sistema tradicional se les nombra con las reglas generales para los anhídridos sustituyendo la palabra anhídrido por ácido (ya que de los anhídridos se originan). Para el sistema Stock se nombra al no metal con el sufijo –ato, luego el número de valencia del no metal y por último se agrega “de hidrógeno”. Y para la nomenclatura sistemática se indica el número de átomos de oxígeno con el prefijo correspondiente (según reglas generales para este sistema) seguido de la partícula “oxo” unida al nombre del no metal y el sufijo –ato, por último se agrega al nombre las palabras “de hidrógeno”.

Anhídrido + Agua → oxácido SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Compuesto	Nomenclatura sistemática	Nom. Stock	Nom. tradicional
H2SO4	ácido tetraoxosulfato o tetraoxosulfato de hidrógeno	sulfato (VI) de hidrógeno	ácido sulfúrico
HClO4	ácido tetraoxoclórato o tretraoxoclórato de hidrógeno	clorato (VII) de hidrógeno	ácido perclórico
H2SO2	ácido dioxosulfato o dioxosulfato de hidrógeno	sulfato (II) de hidrógeno	ácido hiposulfuroso

Como se indica en la sección de los anhídridos, el nitrógeno y el fósforo no forman anhídridos cuando se enlazan con el oxígeno, mientras estos trabajan con los números de valencia 4 y 2, si no que forman óxidos y por esta razón el nitrógeno y el fósforo no pueden formar oxácidos con estos números de valencia.

Ya que para nombrar a los compuestos se necesita saber con qué números de valencia trabajan los elementos, una manera muy fácil para determinar los números, según la fórmula molecular, es sumando los números de valencia del oxígeno y el hidrógeno planteando una ecuación para la valencia del no metal, ya que la suma de cargas debe ser cero para que la molécula sea neutra (ver la sección reglas generales). Estos compuestos siguen la fórmula general H X O donde “X” representa al no metal, y donde el oxígeno es el elemento más electronegativo y el hidrógeno y el no metal son los elementos más electropositivos. El hidrógeno trabaja con la valencia +1 y el oxígeno con la valencia -2, siempre en estos compuestos. Por ejemplo: H₂SO₄, como hay 4 átomos de oxígeno y este trabaja con -2, en total para los oxígenos la carga seria de -8. De la misma manera, como hay 2 hidrógenos y este trabaja con valencia +1 la carga para este elemento es de +2. Como la suma de las cargas debe ser igual a cero, entonces el azufre trabajara con la valencia +6. Los elementos con valencias y la operatoria serían: H₂⁺¹ + S⁺⁶ + O₄^-2 => (+1)2 + (+6) + (-2)4 = 0. Como el azufre trabaja con +6 su terminación o sufijo sería –ico y el compuesto se nombraría “ácido sulfúrico”.

Por otra parte, ciertos anhídridos pueden formar hasta tres oxácidos distintos dependiendo de cuantas moléculas de agua se agreguen por molécula de anhídrido. En otras palabras, en ciertos oxácidos especiales, un solo “no metal” con una sola valencia puede formar hasta tres oxácidos. Estos no metales son el boro, fósforo, arsénico y el antimonio. Para diferenciar a estos oxácidos en el sistema tradicional se utilizan tres prefijos dependiendo de cuantas moléculas de agua se agregan por cada una molécula de anhídrido. Estos son:

meta-… (1 molécula de agua)

piro-… (2 moléculas de agua)

orto-… (3 moléculas de agua) este prefijo se puede omitir

El silicio y el yodo también pueden formar oxácidos con más de una molécula de agua, en dos casos especiales.

Compuesto	Nom. sistemática	Nom. Stock	Nom. tradicional
P2O5 + H2O → 2HPO3	ácido trioxofosfato (V) o trioxofosfato de hidrógeno (V)	trioxofosfato (V) de hidrógeno	ácido metafosfórico
P2O5 + 2H2O → H4P2O7	ácido heptaoxofosfato (V) o heptaoxofosfato de hidrógeno (V)	heptaoxofosfato (V) de hidrógeno	ácido pirofosfórico
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4	ácido tetraoxofosfato (V) o tetraoxofosfato de hidrógeno (V)	tetraoxofosfato (V) de hidrógeno	ácido ortofosfórico o ácido fosfórico
I2O7 + 5H2O → 2H5IO6	ácido hexaoxoyodato (VII) o hexaoxoyodato de hidrógeno (VII)	hexaoxoyodato (VII) de hidrógeno	ácido ortoperyódico
SiO2 + 3H2O → H6SiO5	ácido tetraoxosilisato (IV) o tetraoxosilisato de hidrógeno (IV)	tetraoxosilisato (IV) de hidrógeno	ácido ortosilicico o ácido silicico

Los óxidos están formados por un anhídrido (no metal y oxígeno) y el hidrógeno, pero como se indica en la secciones de anhídridos y óxidos básicos algunos metales, también pueden formar anhídridos, y por esta razón, también pueden formar oxácidos.

Compuesto	Nomenclatura sistemática	Nom. Stock	Nom. tradicional
H2CrO4	ácido tetraoxocromato o tetraoxocromato de hidrógeno	cromato (VI) de hidrógeno	ácido crómico
H2MnO3	ácido trioxomanganato o trioxomanganato de hidrógeno	manganato (IV) de hidrógeno	ácido manganoso
H2MnO4	ácido tetraoxomanganato o tetraoxomanganato de hidrógeno	manganato (VI) de hidrógeno	ácido mangánico
HMnO4	ácido tetraoxomanganato (VII) o tetraoxomanganato de hidrógeno (VII)	manganato (VII) de hidrógeno	ácido permangánico
HVO3	ácido trioxovanadato (V) o trioxovanadato de hidrógeno (V)	vanadato (V) de hidrógeno	ácido vanádico

Los oxiácidos son compuestos que presentan uniones covalentes, pero cuando se disuelven en agua ceden fácilmente iones H⁺¹ (protones). Esto se debe a que el agua, por la naturaleza polar de sus moléculas, tiene tendencia a romper las uniones covalentes polares de los ácidos, con formación de iones H⁺¹ y del anión ácido correspondiente. Por ejemplo, el ácido nítrico que se disuelve en agua da lugar a un anión nitrato y un catión hidrógeno.

_(Agua)………. HNO₃ →→→→ NO₃^-1 + H⁺¹

La ionización de un oxácido al disolverse en agua es un ejemplo de proceso que se cumple en ambos sentidos, es decir que, al mismo tiempo que se forman iones a partir del ácido, este se regenera constantemente por la unión de aniones y cationes. Los procesos de esta naturaleza se denominan reversibles.

_(Agua)………. HNO₃ →→→→ NO₃^-1 + H⁺¹ ………._(Agua) NO₃^-1 + H⁺¹ →→→→ HNO₃

Ácidos

Los ácidos son compuestos que se originan por combinación del agua con un anhídrido u óxido ácido, o bien por disolución de ciertos hidruros no metálicos en agua. En el primer caso se denominan oxácidos y en el segundo, hidrácidos. Ácido, también es toda sustancia que en solución acuosa se ioniza, liberando cationes hidrógeno.

Hidróxidos (compuestos ternarios básicos)

Son compuestos formados por la unión de un óxido básico o ácido con agua. Se caracterizan por tener en solución acuosa el radical o grupo oxhidrilo o hidroxilo OH^-1. Para nombrarlos se escribe con la palabra genérica hidróxido, seguida del nombre del metal electropositivo terminado en oso o ico según las reglas generales para el sistema tradicional. La fórmula general es M (OH)^-1_x. En la nomenclatura Stock y sistemática se nombran con el nombre genérico hidróxido y las respectivas reglas generales.

Óxido básico + Agua → Hidróxido Na₂O + H₂O → 2Na(OH)

Compuesto	Nomenclatura sistemática	Nomenclatura Stock	Nomenclatura tradicional
LiOH	hidróxido de monolitio o de litio	hidróxido de litio (I) o hidróxido de litio	hidróxido lítico
Pb (OH)2	dihidróxido de plomo	hidróxido de plomo (II)	hidróxido plumboso
Al (OH)3	trihidróxido de aluminio	hidróxido de aluminio (III)	hidróxido alumínico

Los hidróxidos cuando se disuelven en agua se ionizan formando cationes metal e iones hidroxilo u oxhidrilo. Este proceso de ionización es reversible, es decir que así como se forma los cationes metal e iones hidroxilo a partir de un hidróxido, inversamente, también se pueden formar hidróxidos a partir de los cationes e iones ya mencionados.

_(Agua)…….. Na(OH) →→→→ Na⁺¹ + (OH)^-1 …….._(Agua) Na⁺¹ + (OH)^-1 →→→→ Na(OH)

Un caso especial lo constituye el hidróxido de amonio. El amoníaco es un gas muy soluble en agua, su fórmula es NH₃. Al disolverse reacciona con el agua formando el compuesto hidróxido de amonio. Este proceso es reversible.

….._(Agua) NH₃ + H₂O →→→→ NH₄(OH) _(Agua)….. NH₄(OH) →→→→ NH₃ + H₂O

Sales

Las sales son compuestos que resultan de la combinación de sustancias ácidas con sustancias básicas. Las sales comprenden tanto compuestos binarios o diatómicos, como ternarios. Y hay distintos tipos o formas de clasificarlas que son: sales neutras, sales ácidas, sales básicas y sales mixtas.

Sales neutras

Las sales neutras son compuestos formados por la reacción de un ácido con un hidróxido formando también agua. Entre las sales neutras se encuentran las binarias y las ternarias, que dependen si el ácido reaccionante es un hidrácido o un oxácido. Cuando reacciona un ácido con un hidróxido para formar una sal neutra se combinan todos los cationes hidronio (H⁺¹) con todos los iones hidroxilo (OH^-1). Los iones H⁺¹ son los que dan la propiedad de ácido a los hidrácidos y oxácidos, y los iones OH^-1 son los que dan propiedad de base a los hidróxidos, y cuando estos ácidos y bases reaccionan dan lugar a una neutralización, que es la formación de agua, y los iones restantes de la reacción forman una sal. Es por esta razón que estas sales reciben el nombre de neutras.

Las sales neutras binarias o sales haloideas son compuestos formados por un hidrácido y un hidróxido. Para nombrarlos en el sistema tradicional, stock y sistemático se aplican las reglas generales usando el nombre del no metal con el sufijo –uro como nombre genérico y el nombre del metal como nombre especifico.

En las dos primeras ecuaciones se ejemplifica por separado la neutralización y la formación de la sal neutra; y en las dos últimas el proceso completo de las reacciones.

H⁺¹ + OH^-1 → H²O Cl^-1 + Na⁺¹ → NaCl

Hidrácido + Hidróxido → Agua + Sal neutra HCl + Na(OH) → H₂O + NaCl

Compuesto	Nomenclatura sistemática	Nomenclatura Stock	Nomenclatura tradicional
CaF2	difluoruro de calcio	fluoruro de calcio	fluoruro cálcico
FeCl3	tricloruro de hierro	cloruro de hierro (III)	cloruro férrico
CoS	monosulfuro de cobalto	sulfuro de cobalto (II)	sulfuro cobaltoso

Las sales neutras ternarias son compuestos formados por un hidróxido y un oxácido. La denominación que reciben las sales proviene del nombre del ácido que las origina. Para nombrar una sal cuando deriva de un ácido cuyo nombre especifico termina en -oso, se reemplaza dicha terminación por -ito. Análogamente cuando el nombre especifico del ácido termina en –ico, se reemplaza por -ato. Otra manera para saber cuándo utilizar los sufijos –ito o –ato, en lugar de determinar de qué ácido proviene la sal neutra, para así nombrarla; se determina el número de valencia con el que trabaja el no metal en el compuesto. El procedimiento es similar al utilizado en los oxácidos (sección oxácidos, tercer párrafo). Los puntos que hay que tener en cuanta son: el elemento más electropositivo es el oxígeno y los elementos menos electronegativos son el metal y el no metal diferente del oxígeno; en la fórmula molecular el metal va a la izquierda, el no metal va al centro y el oxígeno va a la derecha; el oxígeno trabaja con el número de valencia -2; los elementos que formaran el radical son el no metal y el oxígeno, lo que significa que la suma de valencias o cargas entre estos dos será un número negativo; la suma de cargas entre los tres elementos o entre el metal y el radical será igual a cero, lo que significa que la molécula es neutra. Por ejemplo: Ca(ClO₃)₂. En resumen el procedimiento se basa en determinar la carga del radical, que será negativo, y con esto se puede establecer el número con el que debe trabajar el metal, para que la suma entre este y el radical sea cero. Como primer paso hay que determinar la carga del radical; como hay 3 oxígenos en el radical y cada oxígeno trabaja con -2 la carga total de los oxígenos en un radical es de -6; como hay 1 cloro en el radical y la suma de valencias entre el oxigeno y el cloro debe ser negativo, el cloro trabajara con +5 de valencia. Para probar que el cloro debe trabajar con +5 únicamente, en este compuesto, se hace la operación con cada número de valencia del cloro; si el cloro trabajara con +1, la sumatoria con la carga -6 de los oxígenos seria igual a -5, siendo este -5 la carga de cada radical y como hay dos, los radicales sumarían una carga de -10, así que el calcio para hacer neutra la molécula debería trabajar con un número de valencia +10, el cual no existe, entonces el cloro no puede trabajar con -1 en el radical; si el cloro trabajaría con el +3 ocurriría lo mismo, el calcio debería de tener la valencia +6, la cual no existe; y si el cloro trabajara con +6 la sumatoria de valencias entre el cloro y los oxígenos seria cero, lo cual no es correcto ya que el radical debe tener carga negativa. Ya que el cloro trabaja con +5 la carga de los dos radicales es de -2 y el calcio tendría que usar la valencia +2 para hacer cero la carga y neutra la molécula. Cuando en una molécula hay solamente un radical se omiten los paréntesis de la fórmula

En el sistema tradicional se utiliza como nombre genérico el nombre del no metal, elemento proporcionado por el oxácido, con el sufijo correspondiente a su número de valencia y como nombre especifico el nombre del metal, elemento proporcionado por el hidróxido. Según el número de valencia del no metal en la sal o en el oxácido del que proviene los sufijos son:

                    hipo -   …   - oso         (para números de valencia 1 y 2)      hipo -   …   - ito                      … -oso                     (para números de valencia 3 y 4)      … - ito                      … -ico                     (para números de valencia 5 y 6)      … - ato                      per -   …   - ico          (para el número de valencia 7)        per -   …   - ato 

En el ejemplo anterior, Ca(ClO₃)₂, como el cloro trabaja con la valencia +5, el compuesto se nombra Clorato de calcio. En el sistema Stock se utiliza como nombre genérico el nombre del no metal con el prefijo correspondiente al número de oxígenos presentes por radical en el compuesto (según la tabla de prefijos griegos), y la partícula “oxo”, más el sufijo ato. Después del nombre general se indica la valencia del no metal con números romanos, y luego como nombre especifico se utiliza el nombre del metal.

Oxácido + Hidróxido → Agua + Sal neutra H₃PO₄ + 3Na(OH) → 3H₂O + Na₃PO₄

Compuesto	Nom. Stock	Nom. tradicional
Na3PO4	tetraoxofosfato (V) de sodio	fosfato de sodio u ortofosfato de sodio
CaSO4	tetraoxosulfato (VI) de calcio	sulfato de calcio
NaClO4	tetraoxoclorato (VII) sodio	perclorato de sodio
Mg(BrO)2	monoxobromato (I) de magnesio	hipobromito de magnesio

Sales ácidas

Las sales ácidas son compuestos cuaternarios que resultan del reemplazo parcial de los hidrógenos de un ácido por átomos metálicos. Los ácidos deben presentar dos o más hidrógenos en su molécula para formar estas sales. Para nombrarlos en el sistema tradicional se siguen las reglas de las sales neutras ternarias agregando la palabra “hidrógeno” antes del nombre del metal. Y para nombrarlos en el sistema Stock y sistemático se usan las reglas generales para las sales neutras ternarias, en estos dos sistemas, agregando la palabra “hidrógeno” antes del nombre del metal. Para poder encontrar la valencia del no metal para así poder nombrar correctamente la sal se puede usar el método utilizado en los compuestos de sales neutras ternarias, teniendo en cuenta: que el oxigeno trabaja con valencia -2; el hidrógeno trabaja con valencia +1; estos compuestos siguen la fórmula general Metal + Hidrógeno + No Metal + Oxigeno; los elementos que trabajaran con valencias positivas son el metal, el hidrógeno y el no metal por ser los más electropositivos y el elemento que trabaja con valencia negativa es el oxigeno.

Ácido + Hidróxido → Agua + Sal ácida H₂SO₄ + Na(OH) → H₂O + NaHSO₄

Compuesto	Nom. Stock y sistemática	Nom. tradicional
NaHSO4	tetraoxosulfato de hidrógeno y sodio	sulfato de hidrógeno y sodio
KHCO3	trioxocarbonato de hidrógeno y potasio	carbonato de hidrógeno y potasio

Sales básicas

Estas sales son compuestos que resultan de reemplazar parcialmente los oxhidrilos de un hidróxido por los aniones de un ácido. Para nombrarlos en el sistema tradicional depende de si el ácido es binario o ternario, es decir que si se trata de un hidróxido o un hidrácido. Cuando el ácido es un hidrácido se utiliza el nombre del no metal con su sufijo uro y se le antepone el prefijo “hidroxo” para el nombre general y como nombre especifico el nombre del metal. Y cuando el ácido es un hidróxido, como nombre general, se utiliza el nombre del no metal con el prefijo “hidroxo” y su correspondiente sufijo según su valencia (como se indica en la sección de las sales neutras ternarias), y como nombre especifico el nombre del metal.

Ácido + Hidróxido → Agua + Sal básica HNO₃ + Ca(OH)₂ → H₂O + CaNO₃(OH)

Compuesto	Nomenclatura tradicional
MgCl(OH)	hidroxocloruro de magnesio
CaNO3(OH)	hidroxonitrato de calcio

Sales mixtas

Las sales mixtas son compuestos resultado de sustituir los hidrógenos de un ácido por átomos metálicos distintos de hidróxidos. Las reglas para nombrar las sales mixtas en el sistema tradicional son análogas a las sales ácidas.

Ácido + Hidróxido¹ + Hidróxido² → Agua + Sal mixta H₂SO₄ + Na(OH) + K(OH) → 2H₂O + NaKSO₄

Compuesto	Nomenclatura tradicional
NaKSO4	tetraoxosulfato de sodio y potasio
CaNaPO4(OH)	ortofosfato de calcio y sodio

Poliácidos

Se trata de aquellos oxiácidos que resultan de la unión de 2 ó 3 moléculas de oxiácidos con la pérdida de una molécula de agua por cada unión que se realice. Es como si fuesen dímeros o trímeros. Se nombran indicando el número de moléculas de ácido que se han unido con un prefijo (Nomenclatura tradicional) o indicando con prefijos el número de átomos del no metal o metal en los pocos casos en que ocurre (demás nomenclaturas).

Ejemplo	Nom. Stock	Nom. sistemática	Nom. tradicional
H2S2O7	ácido heptaoxodisulfúrico (VI)	heptaoxodisulfato (VI) de hidrógeno	ácido disulfúrico
H2Cr2O7	ácido heptaoxodicrómico (VI)	heptaoxodicromato (VI) de hidrógeno	ácido dicrómico
H5P3O10	ácido decaoxotrifosfato (V)	decaoxotrifosfato (V) de hidrógeno	ácido trifosfórico

Las sales de los poliácidos se nombran de forma análoga a las oxisales.

Ejemplo	Nomenclatura sistemática y funcional	Nomenclatura tradicional
CaCr2O7	heptaoxodicromato (VI) de calcio	dicromato cálcico o de calcio
Mg2P2O7	heptaoxodifosfato (V) de magnesio	difosfato magnesico
Na2S2O7	heptaoxodisulfato (VI) de sodio	disulfato sódico

Peroxoácidos

Son aquellos oxoácidos que han sustituido un oxígeno por un grupo peroxo O^2-. Su fórmula no se simplifica. En la nomenclatura tradicional (la más frecuente) se añade peroxo-, y en las restantes se indica con -peroxo- el oxígeno sustituido. Si a la hora de formular pudiera haber confusión con otro oxoácido, se indica el grupo peroxo entre paréntesis.

Ejemplo	Nomenclatura sistemática	Nomenclatura Stock	Nomenclatura tradicional
H2SO5	ácido trioxoperoxosulfúrico (VI)	trioxoperoxosulfato (VI) de hidrógeno	ácido peroxosulfúrico
HOONO ó HNO (O2)	ácido monoxoperoxonítrico (V)	monoxoperoxonitrato (V) de hidrógeno	ácido peroxonítrico
H3BO3	ácido monoxoperoxobórico	monoxoperoxoborato (V) de hidrógeno	ácido peroxobórico

Las peroxisales se nombran de forma análoga a las oxisales.

Ejemplo	Nomenclatura sistemática y Stock	Nomenclatura tradicional
K2S2O8	hexaoxoperoxodisulfato (VI) de potasio	peroxodisulfato de potasio
Ba[NO (O2)]2	oxoperoxonitrato (III) de bario	peroxonitrito de bario o bárico
CaSO5	tetraoxoperoxosulfato (VI) de calcio	peroxosulfato de calcio

Tioácidos

Son aquellos oxoácidos que resultan de la sustitución de uno o varios oxígenos por azufres. Se nombran con el prefijo tio- seguido por el ácido de origen (nomenclatura tradicional) o -tio- en la sistemática y de Stock, indicando con un prefijo el número de oxígenos restantes. Si se escribe tio sin prefijo numérico en la nomenclatura tradicional, se está indicando que se han sustituido todos los O por S, excepto en el caso de los tioácidos del azufre (aquí tio=monotio).

Fórmula General:
R.CO.SH o R.CS.OH

Ejemplo	Nomenclatura sistemática	Nomenclatura Stock	Nomenclatura tradicional
H2S2O3	ácido trioxotiosulfúrico	trioxotiosulfato (VI) de hidrógeno	ácido tiosulfúrico
HNSO2	ácido dioxotionítrico (V)	dioxotionitrato (V) de hidrógeno	ácido tionítrico
H3PS2O2	ácido dioxoditiofosfórico (V)	dioxoditiofosfato (V) de hidrógeno	ácido ditiofosfórico

Las tiosales se nombran de forma análoga a las oxisales.

Ejemplo	Nomenclatura sistemática y stock	Nomenclatura tradicional
FeS2O3	trioxotiosulfato (VI) de hierro (II)	tiosulfato ferroso
Al2(HPS4)3	hidrógenotetratiofosfato (V) de aluminio	hidrógenotiofosfato de aluminio
Na3PS3O	oxotritiofosfato (V) de sodio	tritiofosfato de sodio

Iones

Son aquellos átomos o moléculas cargados eléctricamente. Pueden ser de carga positiva (cationes) o de carga negativa (aniones).

Cationes mono y poliatómicos

Son iones con carga positiva. Si son monoatómicos, se nombran simplemente nombrando el elemento después de la palabra catión. Por ejemplo, Li⁺ catión litio. Si el elemento tiene varios estados de oxidación (valencias) se usan números romanos (Stock) o los afijos hipo- -oso, -oso, -ico, per- -ico (tradicional).

Ejemplo	Nomenclatura Stock	Nomenclatura tradicional
Fe3+	catión hierro (III)	catión férrico
Cu+	catión cobre (I)	catión cuproso

Cuando se trata de cationes poliatómicos, se distinguen dos casos:

a) Si proceden de oxoácidos se añade el sufijo -ilo al nombre del oxoácido correspondiente en nomenclaturas tradicional (éste puede indicar la valencia en números romanos), también se puede nombrar en la Stock. Es como el oxoácido sin moléculas de agua.

Ejemplo	Nomenclatura tradicional	Nomenclatura Stock
NO2+	catión nitroilo	catión dioxonitrógeno (V)
NO+	catión nitrosilo	catión monoxonitrógeno (III)
SO2+	catión sulfinilo o tionilo	catión monoxoazufre (IV)
SO22+	catión sulfonilo o sulfurilo	catión dioxoazufre (VI)
UO2+	catión uranilo (V)	catión dioxouranio (V)
UO22+	catión uranilo (VI)	catión dioxouranio (VI)
VO3+	catión vanadilo (V)	catión monoxovanadio (V)
VO2+	catión vanadilo (IV)	catión dioxovanadio (IV)

b) Si proceden de hidruros, lleva el sufijo -onio.

Ejemplo	Nombre
H3O+	hidronio u oxonio
NH4+	amonio
PH4+	fosfonio
SbH4+	estibonio
AsH4+	arsonio
BiH4+	bismutonio
H2S+	sulfonio
H2Cl+	cloronio

Enlace, estructura y propiedades de compuestos químicos

Concepto de enlace químico

Un enlace químico es el proceso físico responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. La explicación de tales fuerzas atractivas es un área compleja que está descrita por las leyes de la electrodinámica cuántica.^[1] Sin embargo, en la práctica los químicos suelen apoyarse en la mecánica cuántica o en descripciones cualitativas que son menos rigurosas, pero más sencillas en su descripción del enlace químico. En general, el enlace químico fuerte está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos -o sea la mayor parte del ambiente físico que nos rodea- está unido por enlaces químicos, que determinan la estructura de la materia.

Los enlaces varían ampliamente en su fuerza. Generalmente, el enlace covalente y el enlace iónico suelen ser descritos como "fuertes", mientras que el enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals son consideradas como "débiles". Debe tenerse cuidado porque los enlaces "débiles" más fuertes pueden ser más fuertes que los enlaces "fuertes" más débiles.

Teoría del enlace de valencia

Artículo principal: Teoría del enlace de valencia

En el año 1927, la teoría de enlace de valencia fue formulada, argumentando esencialmente que el enlace químico se forma cuando dos electrones de valencia, en sus respectivos orbitales atómicos, trabajan o funcionan para mantener los dos núcleos juntos, en virtud a los efectos de disminución de energía del sistema. En 1931, a partir de esta teoría, el químico Linus Pauling publicó lo que algunos consideran uno de los más importantes papeles en la historia de la química: "Sobre la naturaleza del enlace químico". En este papel, extendiendo los trabajos de Lewis, y la teoría del enlace de valencia (TEV) de Heitler y London, y su propio trabajo previo, presentó seis reglas para el enlace de electrones compartidos, las tres primeras de las cuales generalmente ya eran conocidas:

1. El enlace de par de electrones a través de la interacción de un electrón desapareado de cada uno de dos átomos.

2. El spin de los electrones tienen que ser opuestos.

3. Una vez apareados, los dos electrones no pueden tomar parte en enlaces adicionales.

Sus tres últimas reglas eran nuevas:

4. Los términos de canje de electrones para el enlace involucra sólo una función de onda de cada átomo.

5. Los electrones disponibles en el menor nivel de energía forman los enlaces más fuertes.

6. De dos orbitales en un átomo, el que puede traslapar en mayor cantidad con un orbital de otro átomo formará el enlace más fuerte, y este enlace tenderá a yacer en la dirección del orbital más concentrado.

A partir de este artículo, Pauling publicaría en 1939 un libro de texto: "Sobre la Naturaleza del Enlace Químico" que vendría a ser llamado por algunos como la "biblia" de la química moderna. Este libro ayudó a los químicos experimentales a entender el impacto de la teoría cuántica sobre la química. Sin embargo, la edición posterior de 1939 falló en explicar adecuadamente los problemas que parecían ser mejor entendibles por la teoría de orbitales moleculares. El impacto de la teoría del enlace de valencia declinó durante la decáda de 1960 y 1970 a la par con el crecimiento en popularidad de la teoría de orbitales moleculares, que estaba siendo implementada en muchos programas de grandes ordenadores. A partir de la década de 1960, los problemas más difíciles de la implementación de la teoría del enlace de valencia en programas de computadoras habían sido mayormente resueltos y la teoría del enlace de valencia vio un resurgimiento.

Teoría de los orbitales moleculares

Artículo principal: Teoría de los orbitales moleculares

Orbital molecular HOMO-5 de tipo pi, en la molécula de trifluoruro de boro, calculado usando Spartan.

La teoría de los orbitales moleculares (TOM) usa una combinación lineal de orbitales atómicos para formar orbitales moleculares, que abarcan la molécula entera. Estos orbitales son divididos frecuentemente en orbitales enlazantes, orbitales antienlazantes, y orbitales de no enlace. Un orbital molecular es simplemente un orbital de Schrödinger que incluye varios, pero frecuentemente sólo dos, núcleos. Si este orbital es del tipo en que los electrones tienen una mayor probabilidad de estar entre los núcleos que en cualquier otro lugar, el orbital será un orbital enlazante, y tenderá a mantener los núcleos cerca. Si los electrones tienden a estar presentes en un orbital molecular en que pasan la mayor parte del tiempo en cualquier lugar excepto entre los núcleos, el orbital funcionará como un orbital antienlazante, y realmente debilitará el enlace. Los electrones en orbitales no enlazantes tienden a estar en orbitales profundos (cerca a los orbitales atómicos) asociados casi enteramente o con un núcleo o con otro y entonces pasarán igual tiempo entre los núcleos y no en ese espacio. Estos electrones no contribuyen ni detractan la fuerza del enlace.

Comparación de las teorías del enlace de valencia y de los orbitales moleculares

En algunos aspectos, la teoría del enlace de valencia es superior a la teoría de orbitales moleculares. Cuando se aplica a la molécula más simple de dos electrones, H₂, la teoría del enlace de valencia, incluso al nivel más simple de la aproximación de Heitler-London, produce una aproximación más cercana a la energía de enlace, y provee una representación más exacta del comportamiento de los electrones al formarse y romperse los enlaces químicos. En contraste, la teoría de orbitales moleculares simple predice que la molécula de hidrógeno se disocia en una superposición lineal de átomos de hidrógeno, y iones positivos y negativos de hidrógeno, un resultado completamente contrario a la evidencia física. Esto explica en parte por qué la curva de energía total versus la distancia interatómica del método de orbitales de valencia yace por encima de la curva del método de orbitales moleculares a todas las distancias y, más particularmente, para distancias mucho más grandes. Esta situación surge para todas las moléculas diatómicas homonucleares y es particularmente un problema para el F₂, para el que la energía mínima de la curva con la teoría de orbitales moleculares es aún mayor en energía que la energía de los dos átomos de flúor no enlazados.

Los conceptos de hibridación son versátiles, y la variabilidad en el enlace en muchos compuestos orgánicos es tan modesta que la teoría del enlace permanece como una parte integral del vocabulario del químico orgánico. Sin embargo, el trabajo de Friedrich Hund, Robert Mulliken, y Gerhard Herzberg mostró que la teoría de orbitales moleculares provee una descripción más apropiada de las propiedades espectroscópicas, magnéticas y de ionización de las moléculas. Las deficiencias de la teoría del enlace se hicieron aparentes cuando las moléculas hipervalentes (por ejemplo, el PF₅) fueron explicadas sin el uso de los orbitales "d" que eran cruciales en el esquema de enlace basado en hibridación, propuesto para tales moléculas por Pauling. Los complejos metálicos y compuestos deficientes en electrones (como el diborano) también resultaron ser mejor descritos por la teoría de orbitales moleculares, aunque también se han hecho descripciones usando la teoría del enlace de valencia.

En la década de 1930, los dos métodos competían fuertemente hasta que se observó que ambas eran aproximaciones a una teoría mejor. Si se toma la estructura de enlace de valencia simple y se mezcla en todas las estructuras covalentes y iónicas posibles que surgen de un juego particular de orbitales atómicos, se llega a lo que se llama la función de onda de interacción de configuración completa. Si se toma la descripción de orbital molecular simple del estado fundamental y se combina dicha función con las funciones que describen todos los estados excitados posibles usando los orbitales no ocupados que surgen del mismo juego de orbitales atómicos, también se llega a la función de onda de interacción de configuración completa. Puede verse que la aproximación de orbital molecular simple da demasiado peso a las estructuras iónicas, mientras que la aproximación de enlace de valencia simple le da demasiado poco. Esto puede ser descrito diciendo que la aproximación de orbitales moleculares simple es demasiado deslocalizada, mientras que la aproximación de enlaces de valencia es demasiado localizado.

Estas dos aproximaciones son ahora observadas como complementarias, cada una proveyendo sus propias perspectivas en el problema del enlace químico. Los cálculos modernos en química cuántica generalmente empiezan a partir de (pero finalmente van más allá) un orbital molecular en vez de una aproximación de enlace de valencia, no por algún tipo de superioridad intrínseca de la primera, sino porque la aproximación de orbitales moleculares es mucho más rápidamente adaptable a computación numérica. Sin embargo, ahora hay mejores programas de enlace de valencia disponibles.

Enlaces en fórmulas químicas

La tridimensionalidad de los átomos y moléculas hace difícil el uso de una sola técnica para indicar los orbitales y enlaces. En la fórmula molecular, los enlaces químicos (orbitales enlazantes) entre átomos están indicados por varios métodos diferentes de acuerdo al tipo de discusión. Algunas veces, se desprecian completamente. Por ejemplo, en química orgánica, la fórmula molecular del etanol (un compuesto en bebidas alcohólicas) puede ser escrito en papel como isómeros conformacionales, tridimensional, completamente bidimensional (indicando cada enlace con direcciones no tridimensionales), bidimensional comprimida (CH₃–CH₂–OH), separando el grupo funcional del resto de la molécula (C₂H₅OH), o sus constituyentes atómicos (C₂H₆O), de acuerdo a lo que se esté discutiendo. Algunas veces, incluso se marcan los electrones no enlazantes de la capa de valencia (con las direcciones aproximadas bidimensionalmente, estructura de Lewis). Algunos químicos pueden también representar los orbitales respectivos.

Enlaces químicos

Longitudes de enlace típicas, en pm, y energía de enlace en kJ/mol. Información recopilada de [1].
Enlace	Longitud (pm)	Energía (kJ/mol)
H — Hidrógeno
H–H	74	436
H–C	109	413
H–N	101	391
H–O	96	366
H–F	92	568
H–Cl	127	432
H–Br	141	366
C — Carbono
C–H	109	413
C–C	154	348
C=C	134	614
C≡C	120	839
C–N	147	308
C–O	143	360
C–F	135	488
C–Cl	177	330
C–Br	194	288
C–I	214	216
C–S	182	272
N — Nitrógeno
N–H	101	391
N–C	147	308
N–N	145	170
N≡N	110	945
O — Oxígeno
O–H	96	366
O–C	143	360
O–O	148	145
O=O	121	498
F, Cl, Br, I — Halógenos
F–H	92	568
F–F	142	158
F–C	135	488
Cl–H	127	432
Cl–C	177	330
Cl–Cl	199	243
Br–H	141	366
Br–C	194	288
Br–Br	228	193
I–H	161	298
I–C	214	216
I–I	267	151
S — Azufre
C–S	182	272

Estos enlaces químicos son fuerzas intramoleculares, que mantienen a los átomos unidos en las moléculas. En la visión simplista del enlace localizado, el número de electrones que participan en un enlace (o están localizados en un orbital enlazante), es típicamente un número par de dos, cuatro, o seis, respectivamente. Los números pares son comunes porque las moléculas suelen tener estados energéticos más bajos si los electrones están apareados. Teorías de enlace sustancialmente más avanzadas han mostrado que la fuerza de enlace no es siempre un número entero, dependiendo de la distribución de los electrones a cada átomo involucrado en un enlace. Por ejemplo, los átomos de carbono en el benceno están conectados a los vecinos inmediatos con una fuerza aproximada de 1.5, y los dos átomos en el óxido nítrico, NO, están conectados con aproximadamente 2.5. El enlace cuádruple también son bien conocidos. El tipo de enlace fuerte depende de la diferencia en electronegatividad y la distribución de los orbitales electrónicos disponibles a los átomos que se enlazan. A mayor diferencia en electronegatividad, con mayor fuerza será un electrón atraído a un átomo particular involucrado en el enlace, y más propiedades "iónicas" tendrá el enlace ("iónico" significa que los electrones del enlace están compartidos inequitativamente). A menor diferencia de electronegatividad, mayores propiedades covalentes (compartición completa) del enlace.

Los átomos enlazados de esta forma tienen carga eléctrica neutra, por lo que el enlace se puede llamar no polar.

Los enlaces covalentes pueden ser simples cuando se comparte un solo par de electrones, dobles al compartir dos pares de electrones, triples cuando comparten tres tipos de electrones, o cuádruples cuando comparten cuatro tipos de electrones.

Los enlaces covalentes no polares se forman entre átomos iguales, no hay variación en el número de oxidación. Los enlaces covalentes polares se forman con átomos distintos con gran diferencia de electronegatividades. La molécula es eléctricamente neutra, pero no existe simetría entre las cargas eléctricas originando la polaridad, un extremo se caracteriza por ser electropositivo y el otro electronegativo.

Enlace covalente

Artículo principal: Enlace covalente

El enlace covalente polar es intermediado en su carácter entre un enlace covalente y un enlace iónico. Los átomos enlazados de esta forma tienen carga eléctrica neutra.

Los enlaces covalentes pueden ser simples cuando se comparte un solo par de electrones, dobles al compartir dos pares de electrones, triples cuando comparten tres pares de electrones, o cuádruples cuando comparten cuatro pares de electrones.

Los enlaces covalentes no polares se forman entre átomos iguales, no hay variación en el número de oxidación. Los enlaces covalentes polares se forman con átomos distintos con gran diferencia de electronegatividades. La molécula es eléctricamente neutra, pero no existe simetría entre las cargas eléctricas originando la polaridad, un extremo se caracteriza por ser electropositivo y el otro electronegativo.

En otras palabras, el enlace covalente es la unión entre átomos en donde se da un compartimiento de electrones, los átomos que forman este tipo de enlace son de caracter no metálico. Las moléculas que se forman con átomos iguales (mononucleares) presentan un enlace covalente pero en donde la diferencia de electronegatividades es "0"

Enlace iónico

Artículo principal: Enlace iónico

El enlace iónico es un tipo de interacción electrostática entre átomos que tienen una gran diferencia de electronegatividad. No hay un valor preciso que distinga la ionicidad a partir de la diferencia de electronegatividad, pero una diferencia sobre 2.0 suele ser iónica, y una diferencia menor a 1.5 suele ser covalente. En palabras más sencillas, un enlace iónico es aquel en el que los elementos involucrados aceptan o pierden electrones (se da entre un catión y un anión) o dicho de otra forma, es aquel en el que un elemento más electronegativo atrae a los electrones de otro menos electronegativo^[4] El enlace iónico implica la separación en iones positivos y negativos. Las cargas iónicas suelen estar entre -3e a +3e.

Enlace covalente coordinado

Artículo principal: Enlace covalente coordinado

En enlace covalente coordinado, algunas veces referido como enlace dativo, es un tipo de enlace covalente, en el que los electrones de enlace se originan sólo en uno de los átomos, el donante de pares de electrones, o base de Lewis, pero son compartidos aproximadamente por igual en la formación del enlace covalente. Este concepto está cayendo en desuso a medida que los químicos se pliegan a la teoría de orbitales moleculares. Algunos ejemplos de enlace covalente coordinado existen en nitronas y el borazano. El arreglo resultante es diferente de un enlace iónico en que la diferencia de electronegatividad es pequeña, resultando en una covalencia. Se suelen representar por flechas, para diferenciarlos de otros enlaces. La flecha muestra su cabeza dirigida al aceptor de electrones o ácido de Lewis, y la cola a la base de Lewis. Este tipo de enlace se ve en el ion amonio.

Enlace de uno y tres electrones

Los enlaces con uno o tres electrones pueden encontrarse en especies radicales, que tienen un número impar de electrones. El ejemplo más simple de un enlace de un electrón se encuentra en el catión de hidrógeno molecular, H₂⁺. Los enlaces de un electrón suelen tener la mitad de energía de enlace, de un enlace de 2 electrones, y en consecuencia se les llama "medios enlaces". Sin embargo, hay excepciones: en el caso del dilitio, el enlace es realmente más fuerte para el Li₂⁺ de un electrón, que para el Li₂ de dos electrones. Esta excepción puede ser explicada en términos de hibridación y efectos de capas internas.^[5]

El ejemplo más simple de enlace de tres electrones puede encontrarse en el catión de helio dimérico, He₂⁺, y puede ser considerado también medio enlace porque, en términos de orbitales moleculares, el tercer electrón está en un orbital antienlazante que cancela la mitad del enlace formado por los otros dos electrones. Otro ejemplo de una molécula conteniendo un enlace de tres electrones, además de enlaces de dos electrones, es el óxido nítrico, NO. La molécula de oxígeno, O₂, también puede ser vista como si tuviera dos enlaces de 3-electrones y un enlace de 2-electrones, lo que justifica su paramagnetismo y su orden formal de enlace de 2.^[6]

Las moléculas con número impar de electrones suelen ser altamente reactivas. Este tipo de enlace sólo es estable entre átomos con electronegatividades similares.^[6]

Enlaces flexionados

Artículo principal: Enlace flexionado

Los enlaces flexionados, también conocidos como enlaces banana, son enlaces en moléculas tensionadas o impedidas estéricamente cuyos orbitales de enlaces están forzados en una forma como de banana. Los enlaces flexionados son más susceptibles a las reacciones que los enlaces ordinarios.

Enlaces 3c-2e y 3c-4e

En el enlace de tres centros y dos electrones ("3c-2e"), tres átomos comparten dos electrones en un enlace. Este tipo de enlace se presenta en compuestos deficientes en electrones, como el diborano. Cada enlace de ellos (2 por molécula en el diborano) contiene un par de electrones que conecta a los átomos de boro entre sí, con un átomo de hidrógeno en el medio del enlace, compartiendo los electrones con los átomos de boro.

El enlace de tres centros y cuatro electrones ("3c-4e") explica el enlace en moléculas hipervalentes. En ciertos compuestos aglomerados, se ha postulado la existencia de enlaces de cuatro centros y dos electrones.

En ciertos sistemas conjugados π (pi), como el benceno y otros compuestos aromáticos, y en redes conjugadas sólidas como el grafito, los electrones en el sistema conjugado de enlaces π están dispersos sobre tantos centros nucleares como existan en la molécula o la red.

Enlace aromático

Artículo principal: Aromaticidad

En muchos casos, la ubicación de los electrones no puede ser simplificada a simples línes (lugar para dos electrones) o puntos (un solo electrón). En compuestos aromáticos, los enlaces que están en anillos planos de átomos, la regla de Hückel determina si el anillo de la molécula mostrará estabilidad adicional.

En el benceno, el compuesto aromático prototípico, 18 electrones de enlace mantiene unidos a 6 átomos de carbono para formar una estructura de anillo plana. El orden de enlace entre los diferentes átomos de carbono resulta ser idéntico en todos los casos desde el punto de vista químico, con una valor equivalente de aproximadamente 1.5.

En el caso de los aromáticos heterocíclicos y bencenos sustituidos, las diferencias de electronegatividad entre las diferentes partes del anillo pueden dominar sobre el comportamiento químico de los enlaces aromáticos del anillo, que de otra formar sería equivalente.

Enlace metálico [editar]

Artículo principal: Enlace metálico

En un enlace metálico, los electrones de enlace están deslocalizados en una estructura de átomos. En contraste, en los compuestos iónicos, la ubicación de los electrones enlazantes y sus cargas es estática. Debido a la deslocalización o el libre movimiento de los electrones, se tienen las propiedades metálicas de conductividad, ductilidad y dureza.

Enlace intermolecular

Fuerzas de van der Waals.

Hay cuatro tipos básicos de enlaces que se pueden formar entre dos o más moléculas, iones o átomos que de otro modo no estarían asociados. Las fuerzas intermoleculares originan que las moléculas se atraigan o repelan unas a otras. Frecuentemente, esto define algunas de sus características físicas (como el punto de fusión) de una sustancia.

Dipolo permanente a dipolo permanente

Artículo principal: Fuerza intermolecular

Una gran diferencia de electronegatividad entre dos átomos enlazados fuertemente en una molécula ocasiona la formación de un dipolo (un par positivo-negativo de cargas eléctricas parciales permanentes). Los dipolos se atraen o repelen unos a otros.

Enlace de hidrógeno [editar]

Artículo principal: Enlace de hidrógeno

Enlace de hidrógeno.

En alguna forma este es un ejemplo de un dipolo permanente especialmente fuerte. Sin embargo, en el enlace de hidrógeno, el átomo de hidrógeno está más cerca a ser compartido entre los átomos donante y el receptor, en un enlace 3-c 2-e. Los enlaces de hidrógeno explicar el punto de ebullición relativamente alto de los líquidos como el agua, amoníaco, y fluoruro de hidrógeno, comparado con sus contrapartes más pesadas en el mismo grupo de la tabla periódica.

Dipolo instantáneo a dipolo inducido (van der Waals)

Artículo principal: fuerzas de London

Los dipolos instantáneos a dipolo inducido, o fuerzas de London, son las interacciones más débiles, pero también las más ubicuas, entre todas las sustancias químicas. Imagine el átomo de helio: en cualquier instante, la nube electrónica alrededor del átomo (que, de otro modo sería neutral) puede estar ligeramente desbalanceada, con momentáneamente más carga negativa en un lado que en el otro. Esto es a lo que se refiere como un dipolo instantáneo. Este dipolo, con su carga ligeramente desbalanceada, puede atraer o repeler a los electrones en los átomos de helio vecinos, estableciendo otro dipolo (dipolo inducido). Los dos átomos se estarán atrayendo por un instante, antes que la carga se rebalancee y los átomos se muevan.

Interacción pi-catión

Artículo principal: Interacción catión-pi

La interacción catión-pi se presenta entre la carga negativa localizada de los electrones de un orbital pi, ubicados sobre y debajo del plano de un anillo aromático, y una carga positiva.

Electrones en los enlaces químicos

En el límite (irrealístico) del enlace iónico puro, los electrones están perfectamente localizados en uno de los dos átomos en el enlace. Tales enlaces pueden ser interpretados por la física clásica. Las fuerzas entre los átomos están caracterizadas por potenciales electrostáticos continuos isótropos. Su magnitud es una proporción simple a la diferencia de cargas.

Los enlaces covalentes se entiende mejor por la teoría del enlace de valencia o la teoría del orbital molecular. Las propiedades de los átomos involucrados pueden ser interpretadas usando conceptos tales como número de oxidación. La densidad electrónica en el enlace no está asignada a átomos individuales, en vez de ello está deslocalizada entre los átomos. En la teoría del enlace de valencia, los dos electrones en los dos átomos se emparejan con una fuerza de enlace que depende del traslape entre los orbitales. En la teoría del orbital molecular, la combinación lineal de orbitales atómicos (CLOA) ayuda a describir las estructuras de orbitales moleculares deslocalizados y las energías basadas en los orbitales atómicos de los átomos de los que proviene. A diferencia de los enlaces iónicos puros, los enlaces covalentes pueden tener propiedades de direccionalidad (anisotropía). Estas pueden tener sus propios nombres, como sigma y pi.

En el caso general, los átomos forman enlaces que son intermedios entre iónico y covalente, dependiendo de la electronegatividad relativa de los átomos involucrados. Este tipo de enlace es llamado algunas veces enlace covalente polar.