domingo, 22 de febrero de 2015

5 NOMBRANDO ELEMENTOS PERO NO SUSTANCIAS

Aunque todo elemento es una sustancia compuesto por átomos de un mismo tipo, no todos los átomos de un mismo tipo alcanzan para formar una sustancia elemental reconocible. Es paradójico en el sentido de estar acostumbrados a diferencia entre los dos asuntos, sin embargo la propia nomenclatura química nos permite plantear la diferencia. Cuando nombramos átomos elementales pero no sustancias, generalmente empleamos el nombre del elemento a secas sin hacer referencia a su estado elemental, además para ser más precisos empleamos una nomenclatura más física que nos permite distinguir entre los isótopos. Cuando hablamos de un elemento como sustancia debemos hacer referencia a su estado de sustancia, por ejemplo el gas de oxígeno molecular, o el hierro metálico. En esta sección nos enfocaremos en los nombres de los elementos en cuanto a átomos aislados de toda realidad sustancia, o sea, sin tomar en cuenta que tipo de sustancias forman, refiriéndonos casi que exclusivamente a como se los entiende en base a la teoría del átomo.

5.1 Reglas para la escritura del símbolo químico

Un detalle fundamental para la nomenclatura y la formulación en química, ya sea orgánica o inorgánica es la capacidad de escribir en un lenguaje común, independiente del lugar o el idioma. En este sentido la nomenclatura química creada por Lavoisier y sus sucesores toma estas ideas de estandarización de la nomenclatura biológica linneana (Hendry, 2010; Shimao, 1972). Por lo anterior, las sustancias puras simples o elementos han recibido una serie de nombres que pueden ser abreviados en lo que denominamos el símbolo químico. A diferencia de los nombres que pueden cambiar en diferentes países, los símbolos son estandarizados independientemente al idioma, siendo en últimas el verdadero lenguaje químico. Escribir los nombres de los elementos no es muy complejo, pero del mismo modo que son pocas reglas, su aplicación es sumamente estricta:

Primera regla para escribir el nombre de un elemento químico:
La primera letra debe escribirse en mayúscula estándar.

Segunda regla para escribir el nombre de un elemento químico:
Las letras restantes deben escribirse en minúsculas estándar.

Decimos estándar debido a que muchos estudiantes pueden manejar una caligrafía modificada, por ejemplo emplear un único set de símbolos “todas mayúsculas” y diferencias las letras capitales solo por su tamaño. Aunque para el lenguaje ordinario este sistema es aun entendible –pero me da la impresión de que es un error caligráfico –en los símbolos químicos esto ¡NO SIRVE! Un ejemplo son los símbolos para el titanio y el talio, si no se distingue (i/I) por el símbolo, el estudiante puede confundir estos dos elementos (Ti y Tl). En consecuencia, apreciado alumno, sea estricto con la escritura de sus símbolos, y especialmente, sea consiente de diferenciar las letras capitales.

5.2 Los nombres de los elementos químicos

Debido a que las sustancias puras simples o elementos son la base sobre la cual vamos a crear los nombres de los compuestos, resulta conveniente saber al menos un poco de su nomenclatura. Los nombres de los elementos químicos son en su mayoría arbitrarios, no existe una razón sistemática para llamarlos de un modo o de otro, por lo que su descripción lingüística obedece más a los accidentes de la historia que a una planificación exhaustiva.

Sin embargo, podemos describir dos grupos grandes dependiendo de la relación que tiene el símbolo del elemento con su nombre, especialmente en español. En primera instancia están los nombres que guardan relación directa con su símbolo atómico, y en segunda los que no lo guardan. Cuando usted analiza su tabla periódica puede observar que el símbolo del elemento suele ser la primera letra del nombre, y si está acompañado por otras letras, estas se encuentran también en el nombre del elemento. Otros elementos por el contrario no guardan relación alguna con sus símbolos atómicos. Continuación analizaremos algunas razones para la nomenclatura de los elementos químicos, haciendo énfasis en aquellos que poseen nombres variables.

5.2.1 Nombres de elementos químicos que no concuerdan con sus símbolos

Los elementos químicos que no concuerdan con sus nombres en español o en inglés –casi que son los mismos –provienen de raíces mayoritariamente latinas. Conocerlos es muy importante para el adecuado manejo de uno de los tres grandes tipos de nomenclatura química, la nomenclatura tradicional, que aún hoy sigue siendo muy empleada a la hora de la comercialización de las sustancias. 
(nombres de elementos en latín 2)
Los nombres anteriores son o muy antiguos o relativamente antiguos como el fósforo que data más o menos de finales de la edad media y principios de la ilustración, otros nombres con aparente estructura latina son recientes, pero fueron bautizados con una estructura latina terminada en (-um) por parte de sus descubridores, incluyendo algunos que se bautizaron en honor a científicos célebres.

De los anteriores elementos, solo es necesario recordar los siguientes ya que estos serán los empleados en la nomenclatura tradicional:
Sin embargo la nomenclatura sistemática nos dice que se emplean los nombres latinos para los casos en que están involucrados en aniones, por lo que en ocasiones si es bueno tener en cuenta toda la lisa. Adicionalmente en ocasiones se emplean prefijos que reemplazan el nombre del elemento, por ejemplo el nombre carbono es reemplazado completamente con prefijos numerales en la nomenclatura orgánica, y el nombre nitrógeno es reemplazado por la raíz az- de su nombre arcaico azote en la nomenclatura de sustitución de los hidruros progenitores en la nomenclatura sistemática.


5.2.2 Nombres de elementos químicos que si concuerdan con sus símbolos

Los restantes elementos poseen nombres en español que si concuerdan con sus símbolos. Nuevamente reiteramos que la causa por la cual se da un nombre es completamente arbitraria e histórica. 

5.2.2.1 Nombres de elementos químicos de dioses y/o planetas

Algunos elementos modernos recibieron nombres relacionados a dioses antiguos, aparentando ser elementos conocidos desde la antigüedad, un ejemplo es el helio, aislado por primera vez en 1895 por Sir William Ramsay, aunque los espectrómetros ya habían indicado evidencias de su existencia desde 1868 (Jensen, 2004). La historia del nombre latinizado del helio (helium) muestra un detalle gracioso, originalmente la finalización latinizante (-um) estaba propuesta solo para los metales, pero el astrónomo que propuso el nombre para el helio parece que no estaba enterado de tal propuesta, adicionalmente debido a la probable notación electrónica del helio, semejante a la de los metales alcalinotérreos pudo haberse inferido que este poseía un comportamiento metálico (Jensen, 2004).

5.2.2.2 Nombres de elementos químicos generadores (-genos)

Tres elementos poseen el sufijo (-genos) que quiere decir creación o principio de. Estos elementos son el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno. Como esto sugiere, sus nombres refieren a la propiedad de generar compuestos determinados. El hidrógeno ayuda a la formación del agua (hidro-geno), por lo que su nombre se lee como generador de agua. Aunque el oxígeno significaba originalmente generador de ácidos, debido a que la palabra ácido y oxido ahora significan cosas diferentes, el oxígeno aún posee el nombre apropiado de designar a un generador de óxidos. El nitrógeno significa generador de sales nítricas (está muy relacionado con natrium/sodio, por lo que es de esperar que la sal de nitrato de sodio sea la fuente de ambos nombres de elemento).

5.2.2.3 Nombres de elementos químicos de lugares geográficos

En honor a lugares geográficos como países (Polonio → Polonia), continentes (Europio → Europa), regiones (Californio → California), o ciudades antiguas (Magnesio → Magnesia). En inglés estos elementos llevan típicamente el sufijo latinizante (-um).

5.2.2.4 Nombres de elementos químicos de científicos ilustres

Por lo general los elementos radioactivos más pesados, y que tienden a ser sintéticos fueron nombrados en honor a científicos ilustres que trabajaron en la teoría atómica, la física nuclear y la mecánica cuántica: Erns Rutheford (Ruterfordio); Pierre y Marie Curie (Curio). En inglés estos elementos llevan típicamente el sufijo latinizante (-um).

5.2.2.5 Nombres de elementos bautizados en 2016

Los elementos más recientes llevaban una nomenclatura sistemática que empleaba como base la palabra en inglés para desconocido (Unknown) pero que en español se traduce a (Unun-). Por ejemplo, el elemento del grupo ocho tiene la terminación -octium (Ununoctium), el del grupo seis (Ununhexium) entre otros. Dado que estos elementos han sido identificados en una comunidad científica que usa el inglés como lengua base, estos portan la terminación latinizante (-um) común para la mayoría de los elementos en lengua inglesa. Sin embargo los ununs solo fueron nombres provisionales a la espera de que pudieran sintetizarse sus átomos en laboratorios de forma real, cosa que solo se logró hasta el año 2016, por lo que ahora poseen nombres: nihonio (Nh), flerovio (Fl), moscovio (Mc), livermorio (Lv), tenesio (Ts) y oganesón (Og) (Francis, 2017).

5.3 Nombres de átomo

Ahora bien, una cosa es el nombre base y otra cosa es la entidad física que existe en la naturaleza y que etiquetamos con dicho nombre. Los designadores que aparecen en la tabla periódica generalmente se emplean para nombrar al isótopo más común, sin embargo un mismo elemento puede estar compuesto por más de un tipo de átomo, es lo que denominamos un isótopo. Los isótopos se distinguen por su número de masa, aunque su número atómico es el mismo, lo cual mantiene a sus propiedades químicas constantes. Existe una nomenclatura especial para escribir los símbolos y los nombres de los isótopos

5.3.1 El símbolo de un isótopo

Sea X el símbolo de un elemento cualquiera, A su número de masa y Z su número atómico, entonces el símbolo del isótopo se escribe de la siguiente manera (Connelly et al., 2005).

El número Z es quien guarda la identidad del átomo como perteneciente a un elemento determinado, mientras que el número A determina la masa del átomo, algunas masas son más estables que otras, por lo que la distribución de los átomos a cada isótopo no es homogénea. En el hidrógeno por ejemplo el isótopo dominante es el de masa 1. En algunos casos es aceptable colocar solo el número de masa (A) y el símbolo del elemento omitiendo el número Z ya que la información del número Z y del símbolo atómico es redundante, ambas hacen referencia a que el átomo pertenece a un elemento determinado.

5.3.2 Nombre de un isótopo

Tradicionalmente los isótopos del hidrógeno reciben nombres propios.

Los demás elementos reciben una nomenclatura sistemática que sigue la siguiente estructura


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