Entre los hidruros no metálicos, podemos clasificar
dos tipos principales: ácidos y no-ácidos.
Hidruros moleculares no-ácidos
Los no-ácidos incluyen los boranos, los hidrocarburos
y los compuestos de la columna del nitrógeno. Estos hidruros tienen
características particulares que afectan su reactividad y estructura.
- Boranos:
Los boranos (hidruros de boro) tienen la propiedad de polimerización
autónoma, lo que significa que pueden formar estructuras complejas
al combinarse entre sí. Un ejemplo común es el tetrahidruro de boro
(BH₄), cuya fórmula es BH₄. Los boranos tienen una nomenclatura
especial que no abordaremos en este curso debido a su complejidad,
pero es importante reconocerlos como compuestos de tipo borano.
- Hidrocarburos:
Los hidrocarburos también se consideran hidruros no ácidos y
presentan la propiedad de polimerización autónoma, lo que les
permite formar estructuras más complejas. Este tipo de compuestos
será estudiado en el ámbito de la química orgánica.
- Compuestos
de la columna del nitrógeno: Los hidruros de la columna del
nitrógeno, como el amoníaco (NH₃), son bases y no
ácidos. El amoníaco es el más importante en esta categoría y es esencial
para numerosos procesos industriales, como la producción de fertilizantes.
Otros compuestos de esta columna, como fosfano (PH₃), son menos
relevantes pero deben ser memorizados.
Es fundamental tener en cuenta que, mientras los hidruros
ácidos tienden a liberar iones H⁺ en solución, los no-ácidos,
como los compuestos de boro y carbono, no tienen esa capacidad y forman
estructuras muy distintas, tanto desde el punto de vista químico como
estructural.
Los boranos se nombran utilizando la nomenclatura
sistemática, que emplea prefijos numéricos para indicar la cantidad
de átomos de cada elemento en la fórmula. Un ejemplo es el tetrahidruro de
boro (BH₄), donde el prefijo "tetra-" indica que hay cuatro
átomos de hidrógeno unidos al átomo de boro. Es importante señalar que el
prefijo "mono-" no se utiliza para el boro en este caso, ya
que el nombre se asume implícitamente por la fórmula. La misma regla aplicaría
para boranos con otros elementos, pero en este curso no nos adentraremos
en la nomenclatura compleja de los boranos con diferentes estructuras.
Por otro lado, los hidruros de carbono (por ejemplo, metano,
CH₄) se nombran de forma tradicional, y no requieren la nomenclatura
sistemática. El nombre metano hace referencia a un hidruro de carbono
específico, y no es necesario aplicar prefijos numéricos en su nomenclatura, ya
que este compuesto es muy común y su nombre ha sido establecido de forma
convencional.
En cuanto a los hidruros de la columna del nitrógeno,
los compuestos más relevantes que debemos memorizar son amoníaco (NH₃) y
fosfano (PH₃). Ambos compuestos se nombran de forma tradicional, sin
necesidad de recurrir a la nomenclatura sistemática o de usar prefijos
numéricos, ya que son compuestos fundamentales que se encuentran frecuentemente
en diversos contextos químicos y industriales.
Síntesis de borano (B₂H₆): 2B + 3H₂ → B₂H₆. El boro
(B) reacciona con hidrógeno molecular (H₂) para formar borano
(B₂H₆).
Síntesis de metano (CH₄): C + 2H₂ → CH₄. El carbono
(C) reacciona con hidrógeno molecular (H₂) para formar metano
(CH₄).
Síntesis de amoníaco (NH₃): N₂ + 3H₂ → 2NH₃. El nitrógeno
molecular (N₂) reacciona con hidrógeno molecular (H₂) en el proceso
de Haber para formar amoníaco (NH₃).
Síntesis de fosfano (PH₃): P + 3H₂ → PH₃. El fósforo
(P) reacciona con hidrógeno molecular (H₂) para formar fosfano
(PH₃).
Hidruros no metálicos ácidos
Los hidruros no metálicos ácidos son compuestos que,
como su nombre indica, tienden a acidificar disoluciones acuosas. Entre
ellos, algunos son muy débiles, como el H₂S (sulfuro de hidrógeno),
mientras que otros son bastante fuertes, como el HCl (cloruro de
hidrógeno). Todos estos compuestos son típicamente moleculares y poseen alta
volatilidad, lo que implica que pueden evaporarse fácilmente a temperaturas
relativamente bajas. Debido a su naturaleza volátil, los nombres de estos
compuestos pueden variar dependiendo de su estado físico.
Cuando estos hidruros están en estado gaseoso, se
nombran siguiendo la nomenclatura tradicional, utilizando el nombre del anion
con la terminación "-uro" seguido del catión. Por
ejemplo, el H₂S se llama sulfuro de hidrógeno y el HCl se
denomina cloruro de hidrógeno.
Sin embargo, cuando estos hidruros se disuelven en agua,
se nombran de manera diferente. En este caso, se utiliza el prefijo "ácido"
seguido del nombre del elemento, con la terminación "-hídrico".
Por ejemplo, el HCl disuelto en agua se llama ácido clorhídrico,
mientras que el H₂S en solución se denomina ácido sulfhídrico. Importante:
cuando el hidrógeno está unido al azufre, el nombre tradicional utiliza
el término "sulfur" en lugar de "sulfúrico",
como en el caso del H₂S en disolución acuosa, que se llama ácido
sulfuroso. Aunque H₂O cae en esta categoría, siempre se nombra con
su nombre tradicional agua.
Síntesis de HCl (cloruro de hidrógeno): Reacción:
H₂ + Cl₂ → 2HCl. Descripción: Esta reacción ocurre cuando el hidrógeno
(H₂) reacciona con el cloro (Cl₂) en condiciones controladas, generalmente en
presencia de luz o calor.
Síntesis de H₂S (sulfuro de hidrógeno): Reacción:
H₂ + S → H₂S. Descripción: En esta reacción, el hidrógeno (H₂) reacciona
con el azufre (S) para formar H₂S, generalmente a altas temperaturas.
La formulación de los hidruros ácidos sigue una
lógica específica, ya que estos compuestos están formados por hidrógeno
y un anion no metálico. Dado que el hidrógeno en estos compuestos actúa
como el catión y es monovalente (con carga +1), el subíndice del
hidrógeno será igual al valor absoluto de la carga del anión recíproco. Por
ejemplo:
- HCl
(ácido clorhídrico): En este caso, el catión es hidrógeno (H⁺)
y el anión es cloruro (Cl⁻). Dado que ambos tienen
una carga de 1, el subíndice del hidrógeno es 1 y el del
cloro también es 1. La fórmula es HCl.
- H₂S
(ácido sulfhídrico): Aquí, el catión es hidrógeno (H⁺)
y el anión es sulfuro (S²⁻). Como el sulfuro
tiene una carga de -2, el subíndice del hidrógeno será 2,
resultando en la fórmula H₂S.
En general, los hidruros ácidos siguen esta regla en
la que el hidrógeno es el catión y su subíndice se ajusta según la carga
del anion. El subíndice del anion siempre será 1, y el del
catión se determina por la regla de reciprocos según las cargas
involucradas.
Referencias
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