Química · Unidad 7 — Compuestos químicos y nomenclatura
Compuestos ternarios y cuaternarios
Con tres elementos aparecen los hidróxidos, los oxoácidos y las oxosales, y la clave para no perderse es tratar al anión con oxígeno como un bloque con carga propia que entra entero a la fórmula.
La explicación
Tres elementos, tres familias
Un compuesto ternario tiene tres elementos distintos. Las tres familias que hay que reconocer son:
- Hidróxidos: metal + el grupo OH. NaOH, Ca(OH)2, Fe(OH)3. El OH funciona como un bloque de carga −1.
- Oxoácidos: hidrógeno + no metal + oxígeno. H2SO4, HNO3, H2CO3, H3PO4.
- Oxosales: metal + no metal + oxígeno. Na2SO4, CaCO3, KNO3. Son lo que queda del oxoácido cuando un metal le ocupa el lugar al hidrógeno.
Los cuaternarios aparecen cuando la sustitución es parcial o cuando el catión ya trae varios elementos: NaHCO3 (quedó un hidrógeno sin reemplazar) o (NH4)2SO4 (el catión amonio ya tiene dos elementos).
El anión poliatómico es un bloque
Éste es el cambio de mirada del tema. El sulfato no es «un azufre y cuatro oxígenos sueltos»: es SO4²⁻, una unidad con carga −2 que entra entera a la fórmula, se cruza entera y, si hace falta más de una, se mete entre paréntesis con su subíndice afuera.
El paréntesis no es decoración: Al2SO43 diría otra cosa, y AlSO4 no sería neutro. El subíndice de afuera multiplica a todo lo de adentro, así que en el Al2(SO4)3 hay 3 azufres y 12 oxígenos.
Los nombres de los aniones, y de dónde salen
El nombre del anión hereda el del ácido, cambiando el sufijo:
ácido …oso → anión …ito (sulfuroso → sulfito)
Y entre el ácido en -ico y el en -oso la diferencia es un oxígeno: H2SO4 y H2SO3, HNO3 y HNO2. Un oxígeno menos baja en 2 el número de oxidación del átomo central: el azufre pasa de +6 en el sulfato a +4 en el sulfito.
Cuando un elemento tiene cuatro estados, como el cloro, se agregan dos prefijos: hipo-…-ito para el más bajo y per-…-ato para el más alto.
De nombre a fórmula, con bloques
2. Escribí cada uno con su carga. El catión va primero en la fórmula.
3. Cruzá los valores absolutos de las cargas.
4. Si al anión le toca subíndice mayor que 1 y tiene más de un átomo, va entre paréntesis.
5. Simplificá si se puede y controlá que la suma dé cero.
Para el nitrato de calcio: Ca²⁺ y NO3⁻. Cruzando 2 y 1 queda Ca(NO3)2. Control: (+2) + 2·(+5) + 6·(−2) = 2 + 10 − 12 = 0. ✔
Las sales ácidas
Cuando un ácido con varios hidrógenos entrega sólo algunos, la sal conserva el resto y se nombra agregando hidrógeno: NaHCO3 es carbonato ácido de sodio o hidrogenocarbonato de sodio (el nombre viejo, bicarbonato, todavía se usa fuera del aula). Son cuaternarios porque tienen cuatro elementos: Na, H, C y O.
a) Escribí la fórmula del sulfato de aluminio. b) Escribí la fórmula del nitrato de calcio y verificá la suma. c) ¿Cuánto vale el carbono en el NaHCO3, y cuántos elementos tiene? d) ¿Cuál es el número de oxidación del azufre en el sulfito?
a) El sulfato de aluminio. Separamos el nombre: el anión es sulfato, SO4²⁻, y el catión es aluminio, Al³⁺.
Al sulfato le tocó subíndice 3, y como tiene cinco átomos adentro, va entre paréntesis. Eso significa que en la fórmula hay 2 aluminios, 3 azufres y 3·4 = 12 oxígenos.
b) El nitrato de calcio. El anión es NO3⁻ y el catión Ca²⁺:
El calcio queda con subíndice 1, que no se escribe. El nitrato queda con 2, así que va entre paréntesis.
c) El bicarbonato de sodio. Tiene Na, H, C y O: son cuatro elementos, así que es cuaternario. Para el carbono:
Es el mismo +4 que tiene el carbono en el carbonato, CO3²⁻, y en el ácido carbónico. El hidrógeno que quedó sin reemplazar no le cambia el número de oxidación al átomo central: sólo le resta una carga negativa al bloque.
d) El azufre en el sulfito. El sulfito es SO3²⁻:
En el sulfato daba +6. La diferencia de un oxígeno entre las dos fórmulas se traduce en dos unidades de número de oxidación, y eso es exactamente lo que separa al sufijo -ato del -ito.
Dónde se cae la mayoría
- Escribir la sal sin paréntesis: Ca(NO3)2 y CaNO32 no son la misma fórmula, y la segunda no se puede leer.
- Confundir -ato con -ito. Es un oxígeno de diferencia, y cambia en 2 el número de oxidación del átomo central.
- Cruzar el número de oxidación del átomo central en vez de la carga del anión entero. Lo que se cruza con el metal es el −2 del sulfato, no el +6 del azufre.
- Olvidarse de que el subíndice de afuera del paréntesis multiplica todo lo de adentro, y contar mal los oxígenos al verificar la suma.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Compuestos ternarios y cuaternarios →Los otros temas de la unidad 7
Compuestos químicos y nomenclatura