Ejercicios: Nomenclatura IUPAC: sustancias simples, iones monoatómicos y compuestos binarios

El hierro de un puente ($\text{Fe}$) y el dióxido de carbono que soltamos al respirar ($\text{CO}_2$): una de las dos es una sustancia simple y la otra es una sustancia compuesta. La figura muestra sus modelos de partículas.

¿Cuál es cuál? Explique la diferencia entre ambas.

Muchos extintores están cargados con el gas $\text{CO}_2$. Nombrándolo con los prefijos griegos (mono-, di-, tri-) según el número de átomos de oxígeno que lleva, ¿cómo se llama este gas?

Usando los prefijos mono-, di- y tri-, escriba la fórmula de estas dos sustancias: monóxido de carbono y dióxido de carbono. ¿Qué diferencia hay entre las dos moléculas?

Cuando un metal se une a un no metal, el compuesto se nombra poniendo primero el no metal con la terminación -uro y después el nombre del metal. Aplique la regla y nombre la sal de cocina, $\text{NaCl}$, y también el compuesto $\text{CaS}$.

Cuando un átomo de sodio pierde un electrón se convierte en $\text{Na}^+$. La figura muestra el proceso.

1. a) Explique qué es un ion.
2. b) ¿El $\text{Na}^+$ tiene carga positiva o negativa?
3. c) ¿Cómo se llama este ion?

Nombre estos tres iones monoatómicos: $\text{Cl}^-$, $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{O}^{2-}$. Pista: los iones positivos conservan el nombre del átomo (por ejemplo, el ion $\text{Na}^+$ se llama ion sodio) y los negativos terminan en -uro (por ejemplo, el ion $\text{S}^{2-}$ se llama ion sulfuro).

El oxígeno ($\text{O}_2$), el nitrógeno ($\text{N}_2$), el hierro ($\text{Fe}$) y el helio ($\text{He}$) son sustancias simples. Fíjese en sus fórmulas e indique cuáles de ellas forman moléculas, cuáles están formadas por átomos sueltos y si alguna no encaja en ninguno de los dos casos.

Los compuestos del oxígeno con otro elemento se llaman óxidos y se nombran «óxido de» seguido del nombre del otro elemento. La leche de magnesia de las farmacias contiene $\text{MgO}$: nómbrela. Nombre también el compuesto $\text{Na}_2\text{O}$.

El óxido rojizo que aparece en una bicicleta vieja es $\text{Fe}_2\text{O}_3$, y en él el hierro actúa con valencia $3$. Nómbrelo de las dos maneras: usando los prefijos mono-, di-, tri- y usando la valencia del hierro escrita entre paréntesis en números romanos.

La fluorita, un mineral de colores vistosos, es $\text{CaF}_2$.

1. a) Nombre este compuesto (recuerde la terminación -uro).
2. b) Ahora a la inversa: escriba la fórmula del sulfuro de sodio, que lleva dos átomos de sodio por cada átomo de azufre.

En sus huesos, el calcio está presente como $\text{Ca}^{2+}$.

1. a) ¿Qué significa ese $2+$?
2. b) ¿Cuántos electrones ha perdido el átomo de calcio?
3. c) ¿Cómo se llama este ion?

La troilita, un mineral presente en muchos meteoritos, tiene fórmula $\text{FeS}$, y en ella el hierro actúa con valencia $2$.

1. a) Nómbrela con la nomenclatura de Stock (la valencia entre paréntesis y en números romanos).
2. b) Nómbrela también usando prefijos.

Cuando el hidrógeno se combina con un metal, el compuesto se llama hidruro. Nombre estos dos compuestos: $\text{NaH}$ y $\text{CaH}_2$.

Relacione cada fórmula con su nombre correcto:

1. a) $\text{Na}_2\text{O}$
2. b) $\text{CO}_2$
3. c) $\text{FeS}$
4. d) $\text{CaF}_2$

1) sulfuro de hierro(II)

2) dióxido de carbono

3) fluoruro de calcio

4) óxido de sodio

La sal común está formada por iones $\text{Na}^+$ e iones $\text{Cl}^-$ ordenados en una red. La figura muestra un trozo de esa red.

1. a) Explique por qué hace falta el mismo número de iones de cada tipo para que la sal sea neutra.
2. b) Escriba la fórmula de la sal y razone por qué no puede ser $\text{Na}_2\text{Cl}$.

El aluminio forma siempre el ion $\text{Al}^{3+}$ y el oxígeno forma el ion $\text{O}^{2-}$.

1. a) Averigüe cuántos iones de cada tipo hacen falta para que la carga total del óxido de aluminio sea cero.
2. b) Escriba la fórmula del óxido de aluminio.

El calcio forma el ion $\text{Ca}^{2+}$ y el flúor forma el ion $\text{F}^-$.

1. a) Razone cuántos iones fluoruro hacen falta por cada ion calcio para que la carga total sea cero.
2. b) Escriba la fórmula del fluoruro de calcio.
3. c) Nómbrelo también usando prefijos.

El hierro puede formar dos iones distintos: $\text{Fe}^{2+}$ y $\text{Fe}^{3+}$.

1. a) Escriba la fórmula del óxido de hierro(II), formado por $\text{Fe}^{2+}$ y $\text{O}^{2-}$.
2. b) Escriba la fórmula del óxido de hierro(III).
3. c) Nombre los dos óxidos usando prefijos.

En la naturaleza existen las sales $\text{NaCl}$ y $\text{CaCl}_2$, pero nunca se ha encontrado una sal $\text{NaCl}_2$. Use las cargas de los iones $\text{Na}^+$, $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{Cl}^-$ para justificar por qué la fórmula $\text{NaCl}_2$ es imposible y las otras dos sí pueden existir.

Clasifique cada sustancia en sustancia simple, óxido, hidruro o sal binaria, y escriba su nombre:

1. a) $\text{O}_2$
2. b) $\text{Na}_2\text{O}$
3. c) $\text{CaH}_2$
4. d) $\text{FeS}$
5. e) $\text{N}_2$
6. f) $\text{MgO}$

El magnesio está en el grupo $2$ de la tabla periódica, igual que el calcio, y el cloro está en el grupo $17$, igual que el flúor.

1. a) Prediga qué ion formará el magnesio y cuál formará el cloro.
2. b) Escriba la fórmula del cloruro de magnesio.
3. c) Explique de dónde ha sacado las cargas que ha usado.

En su examen, Amina escribió estos nombres. Corrija cada uno y explique el error que ella cometió:

1. a) $\text{NaCl}$: «cloro de sodio»
2. b) $\text{Fe}_2\text{O}_3$: «óxido de hierro(II)»
3. c) $\text{CO}_2$: «monóxido de carbono»

Los prefijos mono-, di-, tri- indican cuántos átomos de cada elemento hay en la fórmula.

1. a) Escriba la fórmula del trióxido de dialuminio.
2. b) Escriba la fórmula del monóxido de carbono.
3. c) El trióxido de dialuminio se llama también, simplemente, óxido de aluminio. Sabiendo que el aluminio solo forma el ion $\text{Al}^{3+}$, razone por qué en este caso se pueden quitar los prefijos sin que haya confusión.

En la bodega de una fábrica de productos de limpieza hay tres frascos etiquetados como $\text{NaF}$, $\text{CaCl}_2$ y «óxido de zinc».

1. a) Nombre los compuestos $\text{NaF}$ y $\text{CaCl}_2$.
2. b) Escriba la fórmula del óxido de zinc sabiendo que el zinc forma el ion $\text{Zn}^{2+}$ y el oxígeno el ion $\text{O}^{2-}$.
3. c) Justifique con las cargas de los iones por qué ese óxido no puede tener fórmula $\text{Zn}_2\text{O}$.