Compuestos binarios y ternarios: enlaces y nomenclatura
La sal que le echas a las papas fritas es cloruro de sodio. Está hecha de un metal que reacciona violentamente con el agua y de un gas verdoso y tóxico. Sin embargo, juntos forman algo que puedes comer. ¿Cómo se unen estos átomos y cómo se escribe y se nombra el compuesto que resulta? Eso es lo que resolvemos en esta página.
Compuestos binarios y ternarios
Un compuesto está formado por átomos de distintos elementos unidos en una proporción fija. Para ordenarlos, primero contamos cuántos elementos distintos aparecen en la fórmula.
Fíjate en que se cuentan los elementos, no los átomos. El $\text{CO}_2$ tiene tres átomos, pero solo dos elementos (C y O), así que es binario. El $\text{H}_2\text{SO}_4$ tiene siete átomos y tres elementos (H, S y O), así que es ternario.
| Tipo | Familia | Ejemplo | Elementos |
|---|---|---|---|
| Binario | óxidos | $\text{CaO}$ | Ca, O |
| Binario | sales binarias (cloruros, sulfuros) | $\text{KCl}$ | K, Cl |
| Ternario | hidróxidos | $\text{NaOH}$ | Na, O, H |
| Ternario | oxoácidos | $\text{H}_2\text{SO}_4$ | H, S, O |
| Ternario | oxisales | $\text{CaCO}_3$ | Ca, C, O |
Explica la diferencia entre un compuesto binario y un compuesto ternario. Da un ejemplo de cada uno.
Explica la diferencia entre un compuesto binario y un compuesto ternario. Da un ejemplo de cada uno.
Cómo se unen los átomos: enlace iónico y covalente
Los átomos se unen porque, juntos, quedan más estables que por separado. Lo que los une son fuerzas eléctricas entre cargas opuestas. Hay dos formas principales de lograrlo.
Enlace iónico: transferir electrones
Un átomo de sodio (11 protones y 11 electrones) tiene un solo electrón en su capa más externa y lo cede con facilidad. Un átomo de cloro (17 protones y 17 electrones) tiene siete electrones en su capa externa y le falta uno para completarla.
Cuando se encuentran, el sodio transfiere ese electrón al cloro:
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El sodio queda con 11 protones y 10 electrones: carga neta $+1$. Es el ion $\text{Na}^+$ (un catión).
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El cloro queda con 17 protones y 18 electrones: carga neta $-1$. Es el ion $\text{Cl}^-$ (un anión).
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Las cargas opuestas se atraen con una fuerza eléctrica. Esa atracción es el enlace iónico.
Este enlace aparece entre un metal (cede electrones) y un no metal (los recibe). Los iones no forman moléculas aisladas: se ordenan en una red cristalina donde cada ion se rodea de iones de carga opuesta. Por eso la fórmula $\text{NaCl}$ solo indica la proporción 1 : 1.
Enlace covalente: compartir electrones
Entre dos no metales, ninguno cede el electrón del todo. Los átomos comparten pares de electrones. En el agua, el oxígeno comparte un par con cada hidrógeno y se forma una molécula de $\text{H}_2\text{O}$. Lo que mantiene unidos los átomos es la atracción eléctrica entre los núcleos y los electrones compartidos.
Qué propiedades produce cada enlace
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Compuestos iónicos (como el $\text{NaCl}$): puntos de fusión altos, porque romper la red cuesta mucha energía. Sólidos no conducen la corriente porque los iones no pueden moverse. Fundidos o disueltos sí la conducen, porque los iones quedan libres.
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Compuestos covalentes (como el $\text{H}_2\text{O}$ o el $\text{CO}_2$): suelen tener puntos de fusión bajos, porque entre moléculas las fuerzas son débiles. En general no conducen la corriente: no hay iones libres ni electrones que se muevan.
Explica cómo se forma el cloruro de sodio a partir de átomos de sodio y de cloro. Describe qué ocurre con los electrones, qué iones se originan y qué fuerza los mantiene…
Explica cómo se forma el cloruro de sodio a partir de átomos de sodio y de cloro. Describe qué ocurre con los electrones, qué iones se originan y qué fuerza los mantiene unidos.
Compara el enlace en el $\text{NaCl}$ y en el $\text{H}2\text{O}$: indica el tipo de enlace, cómo se reparten o transfieren los electrones y qué propiedad esperarías en…
Compara el enlace en el $\text{NaCl}$ y en el $\text{H}_2\text{O}$: indica el tipo de enlace, cómo se reparten o transfieren los electrones y qué propiedad esperarías en cada uno (por ejemplo, punto de fusión y conducción de corriente eléctrica). Argumenta tu respuesta con las fuerzas eléctricas entre partículas.
Escribir la fórmula a partir de las cargas
Un compuesto es eléctricamente neutro: las cargas positivas y negativas se cancelan. De esa idea sale la fórmula, y no hay que memorizarla compuesto por compuesto.
| Catión | Carga | Anión | Carga |
|---|---|---|---|
| $\text{Li}^+$, $\text{Na}^+$, $\text{K}^+$ | $+1$ | $\text{Cl}^-$ (cloruro) | $-1$ |
| $\text{Mg}^{2+}$, $\text{Ca}^{2+}$ | $+2$ | $\text{O}^{2-}$ (óxido), $\text{S}^{2-}$ (sulfuro) | $-2$ |
| $\text{Al}^{3+}$ | $+3$ | $\text{OH}^-$ (hidróxido), $\text{NO}_3^-$ (nitrato) | $-1$ |
| $\text{Fe}^{2+}$, $\text{Fe}^{3+}$ | $+2$, $+3$ | $\text{SO}_4^{2-}$ (sulfato), $\text{CO}_3^{2-}$ (carbonato) | $-2$ |
| $\text{Cu}^+$, $\text{Cu}^{2+}$ | $+1$, $+2$ |
Los compuestos covalentes como el $\text{CO}_2$ o el $\text{SO}_2$ no se deducen con cargas de iones: su fórmula la indican los prefijos del nombre (dióxido de carbono = un C y dos O).
Escribe la fórmula de: a) óxido de aluminio, b) cloruro de potasio, c) dióxido de azufre.
Escribe la fórmula de: a) óxido de aluminio, b) cloruro de potasio, c) dióxido de azufre.
El litio de los salares del norte de Chile se comercializa como carbonato de litio. A partir de las cargas de los iones $\text{Li}^+$ y $\text{CO}3^{2-}$, deduce la…
El litio de los salares del norte de Chile se comercializa como carbonato de litio. A partir de las cargas de los iones $\text{Li}^+$ y $\text{CO}_3^{2-}$, deduce la fórmula del compuesto y explica cómo la obtuviste. Luego escribe la fórmula del hidróxido de litio y del sulfato de litio, y clasifica los tres compuestos como binarios o ternarios.
Nomenclatura: cómo se nombran
Un mismo compuesto puede nombrarse con tres sistemas. Los ejercicios aceptan la nomenclatura tradicional o la IUPAC, así que conviene conocer las tres.
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Tradicional: usa los sufijos -oso (menor carga del metal) e -ico (mayor carga) cuando el metal tiene dos cargas.
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Stock: indica la carga del metal con número romano entre paréntesis, por ejemplo hierro(III).
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IUPAC (sistemática): usa prefijos que indican la cantidad de átomos: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-.
Compuestos binarios
| Familia | Fórmula | Nombre |
|---|---|---|
| Sal binaria | $\text{NaCl}$ | cloruro de sodio |
| Sal binaria | $\text{KCl}$ | cloruro de potasio |
| Óxido metálico | $\text{CaO}$ | óxido de calcio |
| Óxido metálico | $\text{Al}_2\text{O}_3$ | óxido de aluminio |
| Óxido no metálico | $\text{CO}_2$ | dióxido de carbono |
| Óxido no metálico | $\text{SO}_2$ | dióxido de azufre |
Compuestos ternarios
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Hidróxidos: metal + $\text{OH}^-$. Se nombran "hidróxido de ...": $\text{NaOH}$ es hidróxido de sodio y $\text{LiOH}$ es hidróxido de litio.
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Oxoácidos: hidrógeno + no metal + oxígeno. El $\text{H}_2\text{SO}_4$ es el ácido sulfúrico, y el $\text{HNO}_3$, el ácido nítrico.
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Oxisales: metal + ion poliatómico con oxígeno. El nombre del ion viene del ácido: -ico pasa a -ato (sulfúrico → sulfato; carbónico → carbonato; nítrico → nitrato). Así, $\text{CaCO}_3$ es carbonato de calcio y $\text{Li}_2\text{SO}_4$ es sulfato de litio.
Nombra los siguientes compuestos con la nomenclatura tradicional o IUPAC: a) $\text{NaCl}$, b) $\text{CO}2$, c) $\text{CaO}$.
Nombra los siguientes compuestos con la nomenclatura tradicional o IUPAC: a) $\text{NaCl}$, b) $\text{CO}_2$, c) $\text{CaO}$.
Clasifica cada compuesto como binario o ternario y nómbralo: a) $\text{NaOH}$, b) $\text{H}2\text{SO}4$, c) $\text{Fe}2\text{O}3$, d) $\text{CaCO}3$.
Clasifica cada compuesto como binario o ternario y nómbralo: a) $\text{NaOH}$, b) $\text{H}_2\text{SO}_4$, c) $\text{Fe}_2\text{O}_3$, d) $\text{CaCO}_3$.
Metales con más de una carga: el cobre y el hierro
El cobre es el gran producto de la minería chilena (Codelco, Escondida, Chuquicamata). El cobre forma dos iones, $\text{Cu}^+$ y $\text{Cu}^{2+}$, así que da dos óxidos distintos. Lo mismo hace el hierro con $\text{Fe}^{2+}$ y $\text{Fe}^{3+}$. Un átomo de metal puede perder diferente cantidad de electrones, y cada opción es un ion con su carga.
| Ion | Óxido | Stock | Tradicional |
|---|---|---|---|
| $\text{Cu}^+$ | $\text{Cu}_2\text{O}$ | óxido de cobre(I) | óxido cuproso |
| $\text{Cu}^{2+}$ | $\text{CuO}$ | óxido de cobre(II) | óxido cúprico |
| $\text{Fe}^{2+}$ | $\text{FeO}$ | óxido de hierro(II) | óxido ferroso |
| $\text{Fe}^{3+}$ | $\text{Fe}_2\text{O}_3$ | óxido de hierro(III) | óxido férrico |
El cobre extraído en la minería chilena forma óxidos distintos. Escribe la fórmula del óxido de cobre(I) y del óxido de cobre(II), y explica por qué el mismo metal da…
El cobre extraído en la minería chilena forma óxidos distintos. Escribe la fórmula del óxido de cobre(I) y del óxido de cobre(II), y explica por qué el mismo metal da dos fórmulas diferentes.
Resumen
Vuelve al principio: la sal de mesa, $\text{NaCl}$, se forma cuando el sodio cede un electrón al cloro. Los iones $\text{Na}^+$ y $\text{Cl}^-$ se atraen por fuerza eléctrica y por eso el compuesto es estable.