Formulación y nomenclatura: los hidróxidos

Vamos a comenzar con el estudio de los compuestos ternarios, es decir, aquellos que están formados por tres elementos distintos. En general, podemos distinguir tres grandes grupos de compuestos que se ajustan a esta descripción: los hidróxidos, los oxoácidos y las oxisales. Abordaremos, en primer lugar, los hidróxidos pues, como se verá, su formulación y nomenclatura guardan una gran similitud con los compuestos binarios.

El ion hidróxido

El nombre de estos compuestos se debe a que en ellos siempre aparece el ion hidróxido: OH. Este es un anión heteropoliatómico, derivado de una molécula de agua, por pérdida de un protón (H+), por lo que su estructura es:

Anión-hidróxido

Debido a la pérdida del protón (en rigor, se debería denominar hidrón), el oxígeno adquiere una carga negativa (pues se queda con el electrón del hidrógeno saliente). Por ello, sería más lógico representarlo como HO, para indicar que la carga recae sobre el oxígeno, y no sobre el hidrógeno. Además, de esta manera se respetaría el orden de la secuencia de elementos que hemos empleado en otras ocasiones (el oxígeno, más electronegativo, debería situarse después del hidrógeno). Sin embargo, la costumbre de escribir OH está tan arraigada que es de uso habitual, y en pocas ocasiones nos encontraremos con la otra opción (al menos en este tipo de compuestos).

Formulación de los hidróxidos

El anión hidróxido actúa como un único grupo con número de oxidación –I, por lo que se combina con cationes de naturaleza, fundamentalmente, metálica, es decir, con número de oxidación positivo. Según esto:

La fórmula general de un hidróxido es M(OH)n, donde M es el símbolo químico del metal y n se corresponde con su número de oxidación.

Según la IUPAC, los agrupaciones de átomos deben ir entre paréntesis en la fórmula, aunque su uso no es obligatorio en iones de uso común, como es el caso del anión hidróxido, salvo que al paréntesis de cierre le siga un subíndice multiplicador, en cuyo caso es siempre necesario.

Así, cuando el anión hidróxido se asocia con el cobre, este puede participar con dos números de oxidación distintos: con el número de oxidación I, el hidróxido sería CuOH o Cu(OH); con el número de oxidación II, el hidróxido sería Cu(OH)2. Téngase en cuenta que si en este segundo caso obviáramos el paréntesis, la fórmula CuOH2 parecería indicar que hay dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, y no dos de cada elemento agrupados en sendos aniones como realmente ocurre.

Nomenclatura de hidróxidos

Como decíamos, los hidróxidos se nombran de manera similar a los compuestos binarios, pues al considerar el anión como un grupo que tiene un nombre propio y posee una carga determinada, podemos leer fácilmente la fórmula de derecha a izquierda como en anteriores ocasiones:

Los hidróxidos se nombran con la palabra hidróxido seguida de la preposición “de” y el nombre del metal.

Como viene siendo habitual, cuando sea necesario:

  • Se indica mediante un prefijo multiplicador (di–, tri–, tetra–, etc.) el número de iones hidróxido que aparecen en la molécula.
  • Puede indicarse el número de oxidación del metal, inmediatamente después de nombrarlo (sin espacio), entre paréntesis y en números romanos.
  • También puede señalarse el número de carga del metal, a continuación de su nombre (sin espacios), entre paréntesis y en números arábigos (añadiendo el signo).

Los siguientes ejemplos aclararán lo anterior:

Fórmula-nomenclatura-hidróxidos

Fórmula y nombre de algunos hidróxidos

Aunque no son nombres oficiales, los hidróxidos de sodio y potasio son muy conocidos por sus nombres comunes o comerciales: sosa (cáustica) y potasa (cáustica), respectivamente.

A veces nos podemos encontrar con algún hidróxido de cierta complejidad. Por ejemplo, el mercurio, cuando actúa con número de oxidación I, forma un hidróxido de fórmula Hg2(OH)2, y no HgOH. ¿Por qué no se simplifica su fórmula? Porque, en realidad, en su molécula se unen entre sí dos átomos de mercurio, formando un catión diatómico que se enlaca a dos aniones hidróxido: HO-Hg-Hg-OH. Pero esto, aunque pueda sorprendernos, por ser desconocido, no nos impide nombrarlo, pues nos limitamos a dar nombres de composición para los cuales la distribución de átomos es indiferente. En estos casos recomiendo usar los prefijos multiplicadores, pues nunca nos harán dudar, con los que el nombre del Hg2(OH)2 sería dihidróxido de dimercurio. También podríamos optar por el número de oxidación, en cuyo caso el nombre sería hidróxido de mercurio(I), aunque también hidróxido de dimercurio(I), pues con esto quedaría claro que aparecen dos átomos de mercurio, y no uno. Sin embargo, al usar el número de carga debemos tener cuidado, pues no olvidemos que el catión diatómico Hg22+ tiene dos cargas positivas, por lo que en el nombre habría que decir hidróxido de dimercurio(2+).

Otro compuesto ternario que puede generarnos dudas es el hidróxido de amonioNH4OH, que se representa así precisamente para remarcar la existencia del catión amonio (NH4+) y del anión hidróxido (OH) en su estructura. Podría, incluso, insistirse en ello mediante el uso de paréntesis (NH4)(OH), aunque son grupos iónicos tan comunes que estos no suelen emplearse.

Carácter Básico de los Hidróxidos

Aunque al estudiar la formulación y la nomenclatura de los compuestos no nos detenemos en analizar sus propiedades y reactividad, vamos a hacer una breve descripción del comportamiento básico de los hidróxidos.

Según Arrhenius, un ácido es una sustancia que cede protones al medio, mientras que una base se caracteriza por ceder hidróxidos.

El anión hidróxido es, por definición, un compuesto básico. Por tanto, los hidróxidos, al disolverse en agua, disminuyen la acidez del medio. Los hidróxidos de los metales alcalinos (Na, K, Rb…) son bases fuertes, pues son muy solubles en agua. Los hidróxidos de los metales alcalinotérreos (Mg, Ca, Sr…) son bastante menos solubles, por lo que su basicidad es menor. Mientras que los hidróxidos de los demás metales (Zn, Al…), son más o menos insolubles en agua, y pueden actuar, en según qué condiciones, como bases o como ácidos (son anfóteros). También pueden existir hidróxidos ácidos formados por no metales (como el boro), aunque este comportamiento no es habitual y son poco numerosos.

Para saber más: Los Oxihidróxidos

Son compuestos ternarios en los que el metal se une tanto a un anión O2–  (óxido) como a un OH (hidróxido), por lo que su fórmula general es del tipo MO(OH). En su nombre se citan primero los aniones (hidróxido óxido) y luego el catión metálico. Veamos unos ejemplos:

  • AlO(OH): hidróxido óxido de aluminio.
  • CoO(OH): hidróxido óxido de cobalto(III).
  • CrO(OH): hidróxido óxido de cromo(III).
  • FeO(OH): hidróxido óxido de hierro(III).

FeO(OH)-estructura-goetita-oxihidroxido

Evidentemente, en ellos el número de oxidación del metal debe ser III, como mínimo, para poder igualar los de los aniones óxido (–II) e hidróxido (–I). Si el número de oxidación del metal fuese mayor, serían necesarios más aniones:

  • CrO2(OH)2: dihidróxido dióxido de cromo(VI).
  • UO2(OH)2: dihidróxido dióxido de uranio(VI).
  • Mo2O5(OH)2: dihidróxido pentaóxido de dimolibdeno(VI).

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