Formulación y nomenclatura de combinaciones binarias: óxidos ácidos o anhídridos

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Los óxidos son combinaciones binarias, es decir compuestos formados por dos elementos, en donde uno de ellos es el oxígeno, y el otro un metal o un no metal. Como se ha estudiado, los óxidos básicos corresponden a combinaciones binarias de un oxígeno más un metal, por lo que un óxido ácido u anhídrido corresponde a la combinación de oxígeno más un no metal. Los óxidos ácidos deben su nombre a que forman ácidos al reaccionar con el agua.

Según el sistema Stock, los óxidos ácidos se nombran de igual manera que las reglas ya descritas, utilizando la palabra óxido en continuación a la preposición de, luego el nombre del no metal, y por último se escribe en números romanos y entre paréntesis el número de oxidación del no metal. Se mantienen las posiciones del símbolo más electropositivo a la izquierda, mientras que el símbolo del oxígeno, elemento más electronegativo, se coloca a la derecha.

Óxido de + nombre del no metal (número de oxidación)

Estudiemos un ejemplo:

• En esta reacción, una molécula monoatómica de azufre (S), en estado gaseoso, reacciona con una molécula diatómica de oxígeno (O₂) también en estado gaseoso, para formar una molécula de óxido de azufre. Ubiquemos al azufre en la tabla periódica con el número atómico 16. El azufre es un no metal que posee tres números de oxidación 2, 4 y 6, por lo que debemos probar hacer el intercambio con dichos números, quedando S₂O₂ (con número de oxidación 2), que luego simplificado queda SO; S₂O₄ (con número de oxidación 4), que luego simplificado queda SO₂; y S₂O₆ (con número de oxidación 6), que simplificado queda SO₃; lo que nos señala que para el compuesto estudiado el número de oxidación del azufre es el 4. Su nomenclatura es óxido de azufre (IV).

Según la nomenclatura estequiométrica o nomenclatura de proporciones, los compuestos se nombran en función al número de átomos de cada elemento. Se utiliza la siguiente fórmula:

Prefijo + óxido de + prefijo + no metal

Estudiemos los siguientes ejemplos con el no metal azufre:

• En la reacción a, la nomenclatura para el óxido ácido será dióxido de azufre, el prefijo di del óxido viene dado por los dos átomos de oxígeno, mientras que para la reacción b, la nomenclatura será trióxido de azufre, dado por los tres átomos de oxígeno, ambos seguidos de nombre del no metal.

La I.U.P.A.C recomienda el uso de la nomenclatura Stock y estequiométrica, sin embargo para la nomenclatura antigua o tradicional, se suele utilizar la denominación anhídrido. Siguiendo la fórmula:

Para no metales con número de oxidación: 1, 3, 5, o 7 (bromo, cloro, yodo)

Para no metales con número de oxidación: 4 o 6, 3 o 5 (azufre, nitrógeno, fósforo, arsénico, entre otros)

Estudiemos ejemplos para ambos casos de nomenclatura:

a) Con el cloro (Cl): 1, 3, 5 y 7: Cl₂O , Cl₂O₃ , Cl₂O₅ , Cl₂O₇

• En las fórmulas moleculares de los diferentes óxidos ácidos formados a partir del no metal cloro, tenemos: anhídrido hipocloroso, anhídrido cloroso, anhídrido clórico y anhídrido perclórico, respectivamente.

Con el azufre (S): dado que con el azufre solo pueden combinarse con el oxígeno los números de oxidación 4 y 6, se tiene: SO₂, SO₃

• En las fórmulas moleculares para los óxidos ácidos su nomenclatura es: anhídrido sulfuroso y anhídrido sulfúrico, respectivamente.

Las tres nomenclaturas descritas pueden compararse al estudiar la siguiente tabla con los elementos, cloro, fósforo y nitrógeno.

Tabla 1. Comparación de nomenclaturas utilizadas para algunos óxidos ácidos.

USOS DE ALGUNOS ÓXIDOS ÁCIDOS

El monóxido de carbono es un gas tóxico, el cual al inhalarse y debido a tu tamaño molecular, tiende a ocupar el lugar del oxígeno en la hemoglobina, por lo que provoca la pérdida de conocimiento, oxidación de tejidos y rápidamente la muerte. El CO puede observarse y olerse a través de los escapes de vehículos (motor) y refinerías de petróleo (Fig. 1). Este gas se utiliza para la extracción y preparación de diferentes compuestos químicos y en la industria metalúrgica.

Figura 1.

El dióxido de carbono, también conocido como el aire que exhalamos, es un gas incoloro, no venenoso en proporciones menores al 10 % en el aire, el cual tiene la capacidad de absorber radiaciones, por lo que contribuye al fenómeno conocido como efecto invernadero. El CO₂, se emplea para la preparación de bebidas carbonatadas, en extintores, como refrigerante también llamado hielo seco, entre otros (Fig. 2).

Figura 2.

El sílice u óxido de silicio, es un componente natural de la corteza terrestre, por lo que se extrae de yacimientos. Es utilizado en la fabricación de cemento, ladrillos, vidrio, filtros, entre otros (Fig. 3).

Figura 3.

Autoevaluación

a.- ¿Cómo se forma un óxido ácido? ¿A qué deben su nombre?

b.- Indique y discuta con su profesor la nomenclatura Stock, estequiométrica y antigua de los siguientes óxidos ácidos: NO, CO, CO₂, NO₂, SiO₂, Sb₂O₃, Br₂O, I₂O₅.

Referencias bibliográficas:

Cuerpo de redacción (1997). Mentor interactivo. Enciclopedia temática estudiantil. Editorial Océano. Barcelona, España. Pág: 410.

Suarez, F (2011). Química teoría. 4to año de Educación media general. Editorial Romor. Caracas, Venezuela. Pág: 11 - 13.