sábado, 18 de marzo de 2017

3 LAS REGLAS DE LA NOMENCLATUIRA TRADICIONAL Y STOCK

Los textos de química, especialmente los más antiguos hacen referencia a tres tipos de nomenclatura. O lo que es lo mismo, existen tres lenguajes químicos, el problema es que por lo general, los artículos especializados mezclan estos diferentes lenguajes de modo indiferenciado, asumiendo que el lector puede pasar de uno a otro con extremada facilidad. Lo anterior se debe a que uno tipo de nomenclatura puede facilitar dar nombre a un tipo de sustancias, pero dificultando nombrar a otras sustancias, y si estas segundas sustancias se nombran más fácil por otro de los métodos el escritor empleará los dos tipos de nomenclatura. En otras palabras, no existe regla alguna que impida escribir los nombres en diferentes tipos de nomenclatura en un texto de investigación especializada, y para colocarle la cereza al pastel, incluso se pueden aceptar nombres triviales. Por tal razón, la enseñanza debe dar a los estudiantes las herramientas para entender dicho lenguaje. Los tres tipos de lenguaje químico son denominados: nomenclatura tradicional, nomenclatura sistemática y nomenclatura stock. Los tres se relacionan con la nomenclatura biológica o binomial.

La historia de cada una de las tres fue enunciada en la sección anterior, donde pudimos ver como históricamente la más vieja fue la tradicional, posteriormente se propuso la Stock y finalmente se supondría que en la actualidad vivimos en la hegemonía de la nomenclatura sistemática recomendada por la IUPAC. Lo anterior solo es cierto para la nomenclatura orgánica, pero la nomenclatura inorgánica aún permanece en un absoluto caos, donde se mezclan los nombres triviales con los tres tipos de nomenclatura química. Dado lo anterior describiremos las reglas generales de cada tipo de nomenclatura, iniciando los la tradicional, luego por la Stock y terminando en la más reciente, la IUPAC.

3.1 Nomenclatura tradicional

Esta es la nomenclatura que fue desarrollada en base a las reglas de Lavoisier y colaboradores, así como una expansión no sistemática durante el siglo XIX, por lo que en principio parece bastante sencilla, pero luego cuando vamos a ver las sustancias como tal, se desdibuja complicándose tremendamente. También se la puede denominar como la nomenclatura de prefijos y sufijos literales, ya que las diferentes sustancias que pueden generarse con los mismos elementos se describen a través de sílabas antes o después del nombre del elemento respectivamente. Ejemplos de prefijos son hipo- y per-, y ejemplos de sufijos son –ico y –oso (Matamála, & Gonzalez, 1976).

Este tipo de nomenclatura es útil para muchas sustancias, y es muy empleada en los textos de biología, pero presenta problemas con elementos con muchos estados de oxidación como el osmio. Sin embargo el principal problema de esta nomenclatura es que es relativa, y al depender de la cantidad relativa de números de oxidación se abre el camino a que una sustancia nombrada de un modo en un momento en el tiempo deba cambiar de nombre en el futuro en la medida que se van descubriendo más estados de oxidación. El caso típico es el de los ácidos y sales del bromo, pues originalmente la tabla periódica solo describía dos estados de oxidación del bromo, pero luego se descubrieron más estados, y como mínimo en la actualidad el bromo se lo describe o con tres o con cuatro estados de oxidación.

En cualquier caso, describiremos a continuación los componentes y reglas básicas de la nomenclatura tradicional, las cuales solo están presentes de manera relativamente completa en libros de química general ya bastante viejos como: (Matamála & Gonzalez, 1976).

3.1.1 Carácter binomial

La nomenclatura tradicional es binomial, por lo que cada descriptor textual de sustancia se compone de dos palabras. La primera palabra es genérica y describe el tipo de sustancia con la cual se está trabajando. Clásicamente en la escuela se nos describen los óxidos, los hidróxidos, las sales y los ácidos, sin embargo en este tipo de nomenclatura también debemos tener en cuenta a los hidruros metálicos y a los hidruros covalentes. El segundo nombre es el nombre específico, y salvo algunas excepciones en las que se mantuvo el nombre trivial, le otorga una identidad a la sustancia. De este modo cuando hablamos de óxido de sodio, hablamos de una sustancia que pertenece a la familia de los óxidos y específicamente a un óxido que se forma con el sodio (Matamála & Gonzalez, 1976).

3.1.2 Cambios de nombre

Algunos elementos cambian de nombre, o lo que es más justo, con algunos elementos empleamos nombres originales. Los elementos en los cuales se emplea el nombre arcaico se describen en la siguiente tabla.

3.1.3 Nombres de familias

Como se mencionó anteriormente, la tradición nos compele a hablar de cuatro tipos de sustancia, óxidos, hidróxidos, ácidos y sales, aunque existen otras, que básicamente representan toda la línea del hidrógeno.

3.1.3.1 Óxidos

Es un óxido toda combinación binaria con el oxígeno en la que este se encuentre en estado de oxidación -2 y a demás sea el miembro más electronegativo de la pareja, lo cual en la práctica es todos los elementos menos con sigo mismo y con el flúor.

3.1.3.2 Hidróxidos

Son hidróxidos todas las sustancias que poseen grupos hidroxilo molecularmente y que al disociarse iónicamente pierden el grupo hidroxilo de forma completa.

3.1.3.3 Ácidos ternarios

Estos compuestos estructuralmente hablando se asemejan a los hidróxidos, pero tienen dos diferencias. La primera y que casi no se nota es que poseen una sustitución parcial de grupos hidroxilo donde antes había oxígenos, aunque hay excepciones. La segunda y que los distingue como ácidos, es que el grupo hidroxilo no se disocia completamente, sino que por el contrario solo el hidrógeno se libera y el oxígeno restante se coordina al elemento central en un enlace resonante.

3.1.3.4 Sales ternarias

Las sales ternarias se forman entre un grupo oxigenado que funciona como anión y un metal que funciona como un catión. 

3.1.3.5 Hidruros metálicos

Con el equivalente de los óxidos, pero en lugar de un oxígeno el grupo oxidante es el hidrógeno con carga de -1, sin embargo las propiedades se van alterando a medida que el enlace se hace más covalentes.

3.1.3.6 Hidruros no metálicos

Generalmente se conocen como ácidos hídricos, pero eso solo funciona para unas pocas sustancias generadas con los elementos del grupo 16 y 17, además también se forman hidruros no metálicos con elementos desde el grupo 13 hasta el 17 y existe una amplia gama de isómeros. En la actualidad de distingue entre los hidruros progenitores que son la versión más simple de cada hidruro no metálico y los posibles isómeros que se pueden generar, ya sea alterando el estado de oxidación del no metal o aumentando la masa por polimerización. La nomenclatura tradicional que se enseña en la escuela generalmente solo lidia con los ácidos hidrácidos, y solo habla someramente de los hidruros del carbono.

3.1.3.7 Sales binarias

Se forman entre un metal y un no metal.

3.1.3.8 Sales amónicas

Muchos hidruros no metálicos no se comportan como ácidos, un ejemplo de eso es el amoniaco que en agua se comporta como una base, y en consecuencia puede formar una sal, pero en estos casos el amonio es el catión y puede unirse con aniones, ya sean estos elementos individuales no metálicos o grupos aniónicos como los que se generan con los óxidos ácidos.

3.1.4 Los prefijos y sufijos para óxidos, hidróxidos y ácidos

Teóricamente la sistematización de la nomenclatura tradicional se organiza en base a la adición de prefijos y sufijos dependiendo de la cantidad de estados de oxidación que presenta un elemento. Por lo general los prefijos y sufijos se aplican al nombre específico de la sustancia, siendo excepciones los iones y las sales, pero allí se plantea una modificación al anión. La cantidad de estados de oxidación mencionados a continuación incluye exclusivamente los positivos.

3.1.4.1 En caso de que un elemento posea un único estado de oxidación.

Ejemplos de esto abundan en la tabla, por ejemplo, todos los metales del grupo uno como el sodio, el litio o el potasio, así como los elementos del grupo 2 como el calcio, el berilio o el magnesio tienen un único estado de oxidación. Para este caso se tienen dos opciones igual de válidas: La primera es no agregar ningún sufijo y simplemente se plantea como x de elemento, siendo x el nombre de la familia de sustancia y elemento el nombre del elemento específico con el cual se está trabajando. La segunda opción es agregan el sufijo –ico al terminar el nombre del elemento eliminando su última vocal, que generalmente es una –o.

3.1.4.2 En caso de que un elemento tenga dos estados de oxidación

El menor estado de oxidación emplea el sufijo -oso y el mayor estado de oxidación el sufijo -ico: ocurre en el hierro o en el cobre. Cabe anotar que con el sufijo -ico siempre hay un cambio de acentuación, y la sílaba previa al -ico debe poseer una tilde en nuestro idioma español dado que la palabra siempre se transforma en una esdrújula. Con el sufijo oso también hay un cambio de acento y la palabra se transforma en una palabra grave den el idioma español y no posee tilde nunca.

3.1.4.3 En caso de que el elemento tenga tres estados de oxidación

Se emplea ya el primer prefijo llamado hipo- en conjunción con el sufijo -oso para el menor estado, y los dos siguientes operan como en el caso anterior.

3.1.4.4 En caso de que el elemento tenga cuatro estados de oxidación

En este caso se emplean los tres anteriores para las valencias menores, y para la valencia más alta se emplea el prefijo per- y el sufijo -ico.


3.1.5 Prefijos para aniones

Cuando hablamos de aniones hablamos de la parte negativa de una molécula, incluso las moléculas ternarias actúan como binomios con una parte positiva y otra negativa. En caso de que el anión sea un elemento no metálico sin compañía del oxígeno se emplea la terminación –uro como en los hidruros. De esta forma se crea el nombre genérico de las salves binarias como los sulfuros, cloruros o bromuros. En caso de que estemos hablando de un anión compuesto por un no metal y oxígenos, las terminaciones –oso se cambian por -ito y las terminaciones –ico por –ato.

3.1.6 Adiciones poco sistemáticas

Como se mencionó anteriormente, la nomenclatura tradicional sufrió de adiciones poco sistemáticas durante los siglos que duró en uso, por lo que algunos ácidos pueden presentar pre-prefijos como orto-, meta-, para-, di-, bi- entre otros. Dado que la nomenclatura tradicional se supone en desuso, asumiremos estos nombres simplemente como nombres triviales, y nos enfocaremos en la nomenclatura IUPAC para enfrentar a los ácidos y iones complicados que requerían estas expansiones a las reglas básicas.

3.2 Nomenclatura Stock

La nomenclatura Stock emplea la misma estructura binomial y los mismos nombres de familia, sin embargo se intenta representar el estado de oxidación del elemento que da el nombre específico por medio de un paréntesis y un numeral romano. Hay que destacar que Alfred Stock propuso originalmente que fueran numerales arábigos, pero lamentablemente su propuesta fue dejada de lado, aunque sería retomada en la nomenclatura IUPAC (Clugston & Flemming, 2000; Connelly et al., 2005; Housecroft & Sharpe, 2008).

3.2.1 Nombres sencillos

En los óxidos, hidróxidos, hidruros, y ácidos el nombre genérico representa entidades que poseen estados de oxidación fijos, por lo que únicamente al nombre específico se le da la descripción de su estado de oxidación en numerales romanos.


3.2.2 Nombres en los que dos componentes tienen estados de oxidación variables

Ya se que no es muy sistemático, pero la idea es que los dos componentes del nombre pueden variar en estados de oxidación, como ocurre en las sales, esta parte casi nunca se menciona escolarmente, pues la Stcok solo se trabaja para aquellos compuestos como los que mencionamos en el numeral anterior, en el que un elemento del nombre posee estado de oxidación constante. Así que ¿Qué sucede en las sales con la nomenclatura Stock? Las sales se resuelven por medio de una mezcla de reglas, el anión o parte negativa funciona por las reglas de la nomenclatura tradicional, mientras que el catión o parte positiva, que generalmente es un metal, funciona por medio de la regla Stock con paréntesis y numerales romanos. La nomenclatura Stock no está desarrollada para los casos de los ácidos y correspondientes sales complicadas, así que nuevamente se reitera que la nomenclatura más adaptable a situaciones extrañas es la IUPAC.


3.3 Nomenclatura sistemática IUPAC

La nomenclatura sistemática o IUPAC es el sistema que más se desearía emplear, en especial porque toda la nomenclatura orgánica se basa en este sistema. Sería más fácil aprender un solo juego de reglas, para la nomenclatura orgánica y para la nomenclatura inorgánica, sin embargo algunos nombres sistemáticos pueden llegar a ser bastante complejos (además la nomenclatura orgánica NO es binomial). Sin embargo, la nomenclatura IUPAC tiene sus propias combinaciones, ya que no hablamos que un púnico juego de reglas, sino de varios sistemas que habían de forma concomitante y que se relacionan en el libro rojo de la nomenclatura inorgánica. Dado que eso es extenso, he decidido crear su propia sección.

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada

Los que nos ven