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? Explica 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-, escribe 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. Aplica la regla y nombra 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) Explica qué es un ion.
2. b) ¿El $\text{Na}^+$ tiene carga positiva o negativa?
3. c) ¿Cómo se llama este ion?

Nombra estos tres iones monoatómicos: $\text{Cl}^-$, $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{O}^{2-}$. Pista: los iones positivos conservan el nombre del átomo (por ejemplo, ion calcio) y los negativos terminan en -uro (por ejemplo, ion cloruro).

El oxígeno ($\text{O}_2$), el nitrógeno ($\text{N}_2$), el hierro ($\text{Fe}$) y el helio ($\text{He}$) son sustancias simples. Fíjate en sus fórmulas y di cuáles de ellas forman moléculas y cuáles están formadas por átomos sueltos.

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 $\text{MgO}$: nómbrala. Nombra 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 $3$. Nómbralo 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) Nombra este compuesto (recuerda la terminación -uro).
2. b) Ahora a la inversa: escribe la fórmula del sulfuro de sodio, que lleva dos átomos de sodio por cada átomo de azufre.

En tus 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) Nómbrala con la nomenclatura de Stock (la valencia entre paréntesis y en números romanos).
2. b) Nómbrala también usando prefijos.

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

Relaciona 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) Explica por qué hace falta el mismo número de iones de cada tipo para que la sal sea neutra.
2. b) Escribe la fórmula de la sal y razona 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) Averigua cuántos iones de cada tipo hacen falta para que la carga total del óxido de aluminio sea cero.
2. b) Escribe la fórmula del óxido de aluminio.

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

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

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

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

En la naturaleza existen las sales $\text{NaCl}$ y $\text{CaCl}_2$, pero nunca se ha encontrado una sal $\text{NaCl}_2$. Usa 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.

Clasifica cada sustancia en sustancia simple, óxido, hidruro o sal binaria, y escribe 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) Predice qué ion formará el magnesio y cuál formará el cloro.
2. b) Escribe la fórmula del cloruro de magnesio.
3. c) Explica de dónde has sacado las cargas que has usado.

En su examen, Lucía escribió estos nombres. Corrige cada uno y explica el error que ha cometido:

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) Escribe la fórmula del trióxido de dialuminio.
2. b) Escribe 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 $\text{Al}^{3+}$, razona por qué en este caso se pueden quitar los prefijos sin que haya confusión.

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

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