sábado, 28 de febrero de 2015

8 NOMBRANDO SUSTANCIAS ELEMENTALES II, SÓLIDOS Y GASES NOBLES


A parte de los gases diatómicos, las sustancias puras pueden presentarse como sólidos metálicos, sólidos no metálicos y gases monoatómicos.


8.1 Los metales elementales puros

Los metales puros son sustancias metálicas que están compuestas por un mismo tipo de elementos, sin importar la distribución de los isótopos. A nivel macroscópico esto implica sustancias brillantes con gran conducción eléctrica y térmica (Chang & Overby, 2011). Como modelo los metales no conforman moléculas en sí, sino una intrincada red de átomos con miles de millones de unidades flotando en un super-hiper-mega-macro enlace que los rodea a todos, denominado el enlace metálico (Anderson, Burdett, & Czech, 1994). Por lo anterior no se emplean subíndices para indicar la cantidad de átomos en una molécula ya que el mismo concepto de molécula no aplica para las sustancias metálicas. Al igual que sucede con los gases diatómicos, los textos de química no se toman mucho tiempo en explicarnos cuál es el estado de oxidación o la nomenclatura de los elementos en estado de pureza tal como se manifiestan en su estado de sustancia macroscópica. De hecho, lo más cercano que tenemos de eso es la distinción general entre los metales y los no metales.


8.1.1 Fórmula molecular

Aunque el concepto de fórmula no aplica, sí que es necesario representar o modelar los metales de alguna manera en las ecuaciones químicas donde empleamos precisamente las fórmulas moleculares. Para ello simplemente se coloca el símbolo del elemento seguido por el subíndice sólido.

8.1.2 Suma cero

Los estados de oxidación de los metales elementales puros es cero.

8.1.3 Nomenclatura

Los metales puros poseen una nomenclatura más bien simple, se los describe con su nombre de elemento seguido por la palabra metálico. Su estado redox o número de oxidación es cero.


8.1.4 Alótropos

Los alótropos son diferentes modos en que un cristal metálico se cristaliza, aunque la apariencia no cambia mucho –no se emplean fotos para distinguir los alótropos –sus propiedades fisicoquímicas pueden variar, como las temperaturas de fusión de la solubilidad para formar aleaciones. Por lo general los alótropos se designan con letras griegas antes del elementos determinado, un ejemplo serían los alótropos de hierro: alfa-hierro, gamma-hierro, delta hierro y épsilon hierro. También pueden emplearse colores como en el caso de los alótropos del fósforo, donde la diferente organización del cristal amorfo conlleva a la formación de una sustancia de colores diferentes, como el fósforo rojo, el fósforo blanco o el fósforo negro. Las formas cristalizadas más comunes generalmente reciben nombres tradicionales, por ejemplo el alfa-hierro es la forma más común del hierro y recibe el nombre clásico de ferrita, mientras que el gamma-hierro recibe el nombre de austenita, mientras que para el carbono se emplean los nombres de sus minerales macroscópicos grafito, carbón y diamante. El libro rojo de la nomenclatura inorgánica recomienda que estos nombres sean provisionales a la espera de que la tecnología permita elucidar la fórmula cristalina y en consecuencia proponerse un sistema sistemático-racional para nombrar este tipo de sustancias (Connelly et al., 2005).

8.2 Sólidos no metálicos

Los sólidos no metálicos son sustancias elementales que se solidifican a temperaturas estándar pero cuyo sólido es opaco, no transmite bien el calor y/o la electricidad. Muchas de estas sustancias son afectadas por el fenómeno de la alotropía antes mencionado.  En consecuencia, si no se sabe la fórmula de la sustancia se empleará el nombre de la sustancia geológica que forma como grafito o diamante. En caso de conocer la fórmula de la molécula, simplemente se empleará igual que con los gases diatómicos, sindicando el número de átomos de la molécula seguido por el nombre del elemento (Connelly et al., 2005).

En caso de que la molécula en cuestión sea un ciclo, debe anteponerse el prefijo ciclo al indicador del número de átomos separado por un guión.

Todas las sustancias anteriores tienen estados de oxidación cero. Esta nomenclatura también sirve para nombrar gases poliatómicos con estados de oxidación diferentes de cero.

Existe otro tipo de nomenclatura para los casos de redes cristalinas más complejas, pero no nos meteremos con eso en esta sección, para más información puede consultar el libro rojo de la nomenclatura inorgánica.

8.3 Las aleaciones

El libro rojo de la IUPAC no nos da reglas sistemáticas paras las aleaciones, que serían las sustancias generadas por las combinaciones no estequiométricas de varios elementos metálicos y cuyo producto es otro metal con propiedades nuevas. Dado lo anterior aún seguimos en el mundo de los nombres triviales en el peor de los casos, o en el mejor de los casos por medio de una designación porcentual como en la famosa aleación del cual está hecho el prototipo internacional del kilogramo IPK el cual se describe como 90% platino y 10 % iridio (BIPM, 2016; Robinson, 2009).

8.4 Gases nobles

La nomenclatura IUPAC de los gases nobles se desprenden de lo que ya hemos visto anteriormente, y al ser sus moléculas monoatómicas, el nombre de dichos gases será antecedido por el prefijo mono. Sin embargo esta nomenclatura es rarísima y en su lugar simplemente los llamamos con la expresión gaseoso.


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