Formulación y nomenclatura: los iones simples

Un ion es un átomo, o un grupo de átomos, que posee una carga neta. Los iones se pueden clasificar de la siguiente manera:

Iones-clasificación.png

  • Según la carga del ion podemos distinguir: cationes (iones con carga positiva) y aniones (iones con carga negativa). Los metales, debido a su baja electronegatividad, forman fácilmente cationes, mientras que los no metales, más electronegativos, tienden a formar aniones.
  • Según el número de átomos que constituyen el ion: monoatómicos (formados por un único átomo) y poliatómicos (formados por más de un átomo).
  • Dentro de los iones poliatómicos, podemos distinguir: iones homopoliatómicos (formados por átomos de un mismo elemento) e iones heteropoliatómicos (formados por más de un tipo de átomos).

En esta entrada se tratarán los iones monoatómicos y homopoliatómicos:

Cationes monoatómicos

Los cationes monoatómicos son iones cargados positivamente y formados por un único átomo.

Los cationes monoatómicos se representan mediante el símbolo del elemento (A), y un subíndice en el que se indica el valor y el signo de la carga (n+): An+. Por ejemplo: H+, Na+, Ca2+, Fe3+, Pb4+

El nombre de un catión monoatómico es el del elemento con el número de carga pertinente (sin espacios entre medias).

El número de carga, anteriomente llamado número de Ewens-Bassett, se expresa en números arábigos, seguido del signo y siempre entre paréntesis. Por ejemplo:

nomenclatura-cationes-monoatómicos.png

Símbolo y nombre de algunos cationes monoatómicos

Aunque esta es la forma que habitualmente utiliza la IUPAC, también se puede sustituir el número de carga por el número de oxidación (al estilo de la nomenclatura de Stock), el cual debe escribirse en números romanos y sin signo (en el caso de los cationes). Con ella tendríamos nombres como cobre(I), hierro(II), cromo(III), plomo(IV), etc.

A pesar de estar desaconsejada por la IUPAC, la nomenclatura tradicional está relativamente extendida en los textos, por lo que puede ser conveniente conocerla. En ella, cuando se quiere especificar el número de oxidación del elemento, se añade un sufijo a la raíz del nombre: la terminación –oso indica que el elemento actúa con el menor número de oxidación, mientras que la terminación –ico se usa para el número de oxidación mayor. Por ejemplo, los dos cationes del hierro se denominarían ferroso (Fe2+) y férrico (Fe3+), pues sus números de oxidación son II y III, respectivamente.

Además, la IUPAC acepta los siguientes nombres para los cationes del hidrógeno y sus isótopos:

nomenclatura-cationes-hidrógeno-isotopos

Nombres de los cationes del hidrógeno y sus isótopos

Cationes homopoliatómicos

Los cationes homopoliatómicos son iones cargados positivamente, formados por la unión de varios átomos de un mismo elemento.

Los cationes homopoliatómicos se representan mediante el símbolo del elemento (A), un subíndice que indica el número de átomos que lo constituyen y un superíndice donde aparece el valor y el signo de la carga.

Los cationes homopoliatómicos se nombran como los cationes monoatómicos, anteponiendo un prefijo multiplicador que identifica el número de átomos que aparecen. 

nomenclatura-cationes-homopoliatómicos

Fórmula y nombre de algunos cationes homopoliatómicos

Para evitar ambigüedades en la nomenclatura de los iones homopoliatómicos, la IUPAC no recomienda el uso de los números de oxidación, pues estos se refieren a los átomos individuales de los elementos y, a diferencia de lo que ocurre en los iones monoatómicos, no coinciden numéricamente con la carga. Por ejemplo, en el catión dimercurio(2+), el número de oxidación es I, por lo que el nombre dimercurio(I) podría resultar confuso.

Aniones monoatómicos

Los aniones monoatómicos son iones cargados negativamente que están formados por un único átomo. De manera análoga a los cationes monoatómicos:

Los aniones monoatómicos se representan mediante el símbolo del elemento (A) y un superíndice en el que se indica el valor y el signo de la carga (n–): An–. Por ejemplo: H, Cl, S2–, N3–, C4–

Sin embargo, hay un pequeño matiz distintivo en su nomenclatura:

El nombre de un anión monoatómico se obtiene al añadir el sufijo -uro a la raíz del elemento, además del número de carga pertinente (sin espacios entre medias).

Veamos como se aplica con algunos ejemplos:

nomenclatura-aniones-moniatómicos.png

Nombre de algunos aniones monoatómicos

Cuando no exista ambigüedad puede omitirse el número de carga en el nombre del anión, algo que ocurre frecuentemente, como en los ejemplos anteriores: hidruro, cloruro, sulfuro…

El oxígeno es una excepción y su anión, O2–, no se denomina oxigenuro, sino óxido.

Aniones homopoliatómicos

Los aniones homopoliatómicos son iones cargados negativamente, formados por la unión de varios átomos de un mismo elemento. De manera similar a los cationes homopoliatómicos:

Los aniones homopoliatómicos se representan mediante el símbolo del elemento (A), un subíndice que indica el número de átomos que lo constituyen y un superíndice en el que se recoge el valor y el signo de la carga.

Los aniones homopoliatómicos se nombran como los aniones monoatómicos, anteponiendo un prefijo multiplicador para señalar el número de átomos que aparecen. 

En los siguientes ejemplos se indican, además, algunos nombres tradicionales aceptados por la IUPAC:

nomenclatura-aniones-homopoliatómico

Fórmulas y nombres de algunos aniones homopoliatómicos

En los aniones homopoliatómicos tampoco se recomienda el uso de los números de oxidación, por las mismas razones que se expusieron para los cationes homopoliatómicos. En el anión dióxido(2–) el oxígeno actúa con número de oxidación –I, y esto podría conducir a equívocos. Es más, en algunos aniones, como en el dióxido(1–) o el trinitruro(1–), se deberían asignar números de oxidación formalmente fraccionarios, lo cual debe evitarse siempre.

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