Formulación y nomenclatura: las sustancias simples

Cuando hablamos de sustancias simples nos estamos refiriendo a los elementos químicos, formados exclusivamente por átomos con idéntico número atómico. Pero debemos tener en cuenta que el hecho de que los elementos estén formados por el mismo tipo de átomos no implica que estos, en estado natural, se encuentren aislados individualmente, sino que muchos de ellos aparecen asociados de dos en dos, de tres en tres, etc. Debido a esto:

Las sustancias simples se representan mediante el símbolo del elemento y un subíndice que indica el número de átomos de dicho elemento que las forman.

Por ejemplo:

  • Los gases nobles aparecen siempre en forma monoatómica, es decir, se encuentran en la naturaleza como átomos individuales, y se representan mediante el símbolo del elemento: He, Ne, Ar, Kr, Xe o Rn.
  • Los halógenos y los demás elementos gaseosos se presentan siempre como moléculas diatómicas, formadas por la unión de dos átomos idénticos, por lo que se representan mediante el símbolo del elemento en cuestión con un 2 como subíndice: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2 o I2.
dioxígeno

La molécula de oxígeno es diatómica

  • El oxígeno también se encuentra en el ozono como molécula triatómica: O3.
  • El fósforo y el arsénico suelen presentar una estructura tetraatómica: P4 o As4.
  • El azufre y el selenio pueden formar moléculas con un mayor número de átomos por molécula: S6, S8 o Se8.
  • El carbono es capaz de generar estructuras con más de 20 átomos, de las cuales la más estable es la molécula C60, conocida como fullereno.
estructura-fullerenos

Fullereno

  • Los metales forman grandes redes, en las cuales todos los átomos participan en el enlace metálico, por lo que suelen representarse únicamente mediante el símbolo del elemento o, a lo sumo, cuando la estructura cristalina está bien definida, añadiendo el subíndice n (por ejemplo, Fen).

En muchas ocasiones, nos referimos a estas moléculas mediante el nombre del elemento (al decir hidrógeno u oxígeno, damos por hecho que nos referimos a la molécula diatómica de hidrógeno u oxígeno), aunque la IUPAC recomienda emplear los nombres sistemáticos para distinguir claramente cuándo nos referimos al elemento en sí, y cuándo a la forma molecular con la que aparece en la naturaleza.

En las sustancias simples se añade un prefijo multiplicador (di–, tri–, tetra–…) al nombre del elemento, para indicar el número de átomos que forman la molécula. 

prefijos-griegos-nomenclatura.png

Nombre de los prefijos multiplicadores en la nomenclatura química

Según esto, el H2 sería dihidrógeno, el O3 se nombraría como trioxígeno, el P4 como tetrafósforo, el S6 es hexaazufre y el C60 se denominaría hexacontacarbono. En algunas ocasiones se puede añadir al nombre información adicional, como en el caso del S8 que, al presentar una estructura cíclica, se le puede añadir el prefijo ciclo–, y su nombre sería ciclo–octaazufre:

octaazufre

Molécula de ciclo-octaazufre

Finalmente, es interesante valorar que, cuando se unen átomos idénticos entre sí, no existe polarización de los enlaces, ya que no hay diferencia de electronegatividades, por lo que:

El número de oxidación de un elemento cuando está combinado consigo mismo es cero.

Los nuevos elementos de la tabla periódica

De los 118 elementos químicos actualmente conocidos, todos aquellos que tienen un número atómico superior a 95 son sintéticos (elementos transuránidos), y se han ido incorporando a la tabla periódica a lo largo de las últimas décadas según se iban descubriendo. La IUPAC establece un procedimiento para asignar sistemáticamente un nombre provisional (y un símbolo) a cada nuevo elemento en función de su número atómico:

El nombre se obtiene por unión de las raíces numéricas asociadas a cada una de las cifras que constituyen su número atómico, en el mismo orden en que aparecen en él, añadiendo la terminación –io (en inglés, –ium).

raíces-numéricas-nombre-nuevos-elementos-quimicos

Raíces numéricas para la nomenclatura provisional de nuevos elementos.

El símbolo químico se construye a partir de las raíces numéricas que forman el nombre (con la primera letra en mayúscula)

Así, los elementos químicos con números atómicos comprendidos entre 111 y 120 se nombrarían como: unununio (Uuu), ununbio (Uub), ununtrio (Uut), ununquadio (Uuq), ununpentio (Uup), ununhexio (Uuh), ununseptio (Uuh), ununoctio (Uuo), ununenio (Uue) y unbinilio (Ubn).

La IUPAC se encarga de asignar un nombre definitivo a cada nuevo elemento químico, a propuesta de los responsables de su síntesis, una vez que una comisión evaluadora ha ratificado el descubrimiento. Actualmente, están pendientes de confirmar los nombres de los elementos 113, 115, 117 y 118, para los cuales se han propuesto los siguientes: nihonium (¿nihonio?), moscovium (¿moscovio?), tennessine (¿tenesino?) y oganesson (¿oganesón?); cuya asignación oficial se producirá, previsiblemente, a finales de 2016.

Nuevos-elementos-quimicos-tabla-periodica

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