Nomenclatura inorgánica IUPAC: binarios y ternarios

En casa tenemos sustancias químicas muy distintas: la sal de cocina es $\text{NaCl}$, el gas de las burbujas de los refrescos es $\text{CO}_2$, el ácido de las baterías es $\text{H}_2\text{SO}_4$ y un abono habitual es $\text{KNO}_3$. La figura representa las partículas de las cuatro sustancias.

1. a) Cuente cuántos elementos químicos distintos forman cada sustancia.
2. b) Clasifíquelas en compuestos binarios (dos elementos) o ternarios (tres elementos).

Nombre según la IUPAC estas sustancias tan habituales:

1. a) $\text{NaCl}$, la sal que usamos para cocinar.
2. b) $\text{CO}_2$, el gas que exhalamos al respirar.
3. c) $\text{CaO}$, la cal viva que se usa en la construcción.

Escriba la fórmula de estos compuestos binarios:

1. a) Monóxido de carbono, un gas muy tóxico que sale por el escape de los carros.
2. b) Dióxido de azufre, el gas que desprenden los volcanes.
3. c) Cloruro de sodio, la sal de cocina.

El aire de las ciudades contiene gases procedentes del tráfico y de la industria. Nombre los gases usando los prefijos mono-, di- y tri-:

1. a) $\text{SO}_2$
2. b) $\text{SO}_3$
3. c) $\text{NO}_2$
4. d) $\text{N}_2\text{O}$

Escriba la fórmula de estos óxidos a partir de su nombre sistemático: dióxido de nitrógeno, monóxido de dinitrógeno y pentóxido de difósforo. Subraye en cada nombre el prefijo que le ha dado la pista de cada subíndice.

La reja de una bicicleta vieja se cubre de óxido y la pintura roja de un cuadro lleva otro óxido de hierro distinto: el hierro puede formar $\text{FeO}$ y $\text{Fe}_2\text{O}_3$. La figura muestra cómo se combinan los átomos en cada óxido.

1. a) Nombre los dos compuestos con la nomenclatura de Stock (óxido de hierro seguido del número de oxidación entre paréntesis).
2. b) Explique por qué en el caso del hierro hace falta ese número y en el óxido de calcio, $\text{CaO}$, no.

Muchos destapacaños de fregadero llevan como ingrediente activo la sustancia $\text{NaOH}$.

1. a) Escriba su nombre según la IUPAC.
2. b) Indique qué elementos la forman y cuántos átomos de cada uno hay en su fórmula.

En los huertos y en las obras se usa la cal apagada, de fórmula $\text{Ca(OH)}_2$. La figura muestra sus átomos agrupados.

1. a) Escriba su nombre según la IUPAC.
2. b) Teniendo en cuenta que el subíndice $2$ del paréntesis multiplica a todo lo que hay dentro, indique cuántos átomos de oxígeno y de hidrógeno hay en una unidad de fórmula.

El sodio forma siempre el ion $\text{Na}^+$ y el grupo hidróxido es el ion $\text{OH}^-$. El esquema representa los iones que intervienen, con su carga.

1. a) Explique qué significa que una fórmula química debe ser eléctricamente neutra.
2. b) Deduzca la fórmula del hidróxido de sodio.
3. c) El calcio forma el ion $\text{Ca}^{2+}$. Deduzca, razonando con las cargas, la fórmula del hidróxido de calcio.

La leche de magnesia es un antiácido que contiene hidróxido de magnesio. El magnesio forma el ion $\text{Mg}^{2+}$ y el ion hidróxido es $\text{OH}^-$.

1. a) Deduzca la fórmula del hidróxido de magnesio aplicando la regla de compensación de cargas.
2. b) Compruebe que en su fórmula las cargas positivas y negativas suman cero.

La batería de un carro contiene $\text{H}_2\text{SO}_4$ y en una gaseosa abierta se forma $\text{H}_2\text{CO}_3$. Escriba el nombre de estos dos oxoácidos e indique qué elemento da nombre a cada uno.

El mármol de una meseta de cocina, la cáscara de un huevo y la tiza son, en el fondo, la misma sustancia: $\text{CaCO}_3$.

1. a) Escriba su nombre según la IUPAC.
2. b) Indique los tres elementos que la forman.

En la etiqueta de un abono aparecen el ácido nítrico y el nitrato de potasio. Escriba la fórmula de cada uno y señale qué elemento comparten sus nombres.

El sulfato de sodio, $\text{Na}_2\text{SO}_4$, se obtiene a partir del ácido sulfúrico, $\text{H}_2\text{SO}_4$.

1. a) Compare las dos fórmulas y explique qué ha cambiado.
2. b) El ion sulfato es $\text{SO}_4^{2-}$. Justifique por qué hacen falta dos iones sodio, $\text{Na}^+$, en la fórmula de la sal.

Otro fertilizante muy usado es el nitrato de calcio. Sabiendo que el calcio forma el ion $\text{Ca}^{2+}$ y que el ion nitrato es $\text{NO}_3^-$:

1. a) Deduzca su fórmula.
2. b) Indique cuántos átomos de oxígeno contiene una unidad de fórmula.

La soda para lavar, que se usa para quitar manchas difíciles, es carbonato de sodio. El ion carbonato es $\text{CO}_3^{2-}$ y el sodio forma el ion $\text{Na}^+$.

1. a) Deduzca la fórmula del carbonato de sodio.
2. b) Compárela con la del carbonato de calcio, $\text{CaCO}_3$, y explique por qué una lleva dos sodios y la otra un solo calcio.

Compare las fórmulas de los tres oxoácidos más comunes: $\text{H}_2\text{SO}_4$, $\text{HNO}_3$ y $\text{H}_2\text{CO}_3$. La figura muestra el modelo de partículas de cada uno.

1. a) ¿Qué rasgos comparten las tres fórmulas? Piense qué elementos aparecen y en qué posición.
2. b) ¿Qué elemento cambia de un ácido a otro y da nombre a cada uno?
3. c) Ordénelos de menor a mayor número de átomos de oxígeno.

Un estudiante escribe en su cuaderno que la fórmula del óxido de calcio es $\text{CaO}_2$, «porque el calcio y el oxígeno son los dos».

1. a) Explique por qué está mal, usando las cargas de los iones $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{O}^{2-}$.
2. b) Escriba la fórmula correcta y nómbrela.

El fuselaje de los aviones es de aluminio porque este metal se recubre de una capa finísima de su óxido, que lo protege. El aluminio forma el ion $\text{Al}^{3+}$ y el oxígeno el ion $\text{O}^{2-}$.

1. a) Calcule cuántos iones de cada tipo hacen falta para que la carga total sea cero (busque el mínimo común múltiplo de las cargas).
2. b) Escriba la fórmula del óxido de aluminio.
3. c) Explique por qué no puede ser $\text{AlO}$.

El cromo es un metal que puede actuar con dos números de oxidación distintos: forma los iones $\text{Cr}^{2+}$ y $\text{Cr}^{3+}$.

1. a) Escriba las fórmulas de los dos cloruros de cromo posibles, sabiendo que el cloro forma el ion $\text{Cl}^-$.
2. b) Nombre los dos compuestos con la nomenclatura de Stock.
3. c) Explique, con las cargas, por qué en uno hacen falta dos cloros y en el otro tres.

El yeso que se usa en el hospital para inmovilizar una fractura es sulfato de calcio. El calcio forma el ion $\text{Ca}^{2+}$ y el ion sulfato es $\text{SO}_4^{2-}$.

1. a) Deduzca su fórmula y explique por qué en este caso basta un ion de cada tipo.
2. b) Escríbala junto a la del sulfato de sodio, $\text{Na}_2\text{SO}_4$, y explique la diferencia de subíndices fijándose en las cargas.

Un abono de jardín declara en su etiqueta dos componentes: nitrato de potasio y sulfato de sodio.

1. a) Escriba la fórmula de los dos.
2. b) Cuente los átomos de oxígeno de cada fórmula.
3. c) ¿Cuál de los dos aporta más oxígeno por unidad de fórmula? Razone la respuesta.

Contar átomos también sirve para comprobar fórmulas. Responda razonadamente:

1. a) ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en $3$ unidades de $\text{Ca(OH)}_2$?
2. b) ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en $4$ unidades de $\text{H}_2\text{SO}_4$?
3. c) ¿Cuántos átomos de sodio hay en $2$ unidades de $\text{Na}_2\text{SO}_4$?

En el supermercado y en la farmacia los productos no llevan los nombres de la IUPAC: la soda cáustica, el ácido muriático, la cal apagada y el agua fuerte son, en realidad, $\text{Ca(OH)}_2$, $\text{HCl}$, $\text{HNO}_3$ y $\text{NaOH}$, aunque no en este orden.

1. a) Empareje cada nombre comercial con su fórmula.
2. b) Escriba el nombre IUPAC de las cuatro sustancias.
3. c) Proponga una ventaja de poner en las etiquetas el nombre sistemático en lugar del comercial.