Nombrar el mundo: los óxidos y sus tres nomenclaturas
Objetivo. Nombrar y formular óxidos aplicando los tres sistemas de nomenclatura a partir de los iones y valencias de sus elementos, valorando la sistematicidad del lenguaje químico.
para partir
El estudio IMPACT, de la asociación internacional de corrosión NACE, calculó cuánto le cuesta al mundo que los metales se oxiden y llegó a 2,5 billones de dólares al año, cerca del 3,4% del PIB global. Casi todo eso es hierro convirtiéndose en herrumbre, que junto con la cal de las murallas y el gas que respiramos al revés se nombra con las mismas tres reglas. Hoy aprendemos a leer y escribir ese idioma.
La unidad ya partió con dos ideas clave: qué es un catión y un anión, y cuál es la valencia de varios elementos. Todavía falta clasificar los compuestos y armar fórmulas, así que hoy retomamos con calma esas ideas y damos el siguiente paso: formular y nombrar óxidos en los tres sistemas que usa la química.
Antes de empezar, decide (para ti) si cada afirmación es verdadera o falsa. No las corregiremos aún; volveremos a ellas al final:
- En la fórmula CaO falta un subíndice: debería escribirse Ca₂O₂.
- El número romano en “óxido de hierro(III)” indica que hay 3 átomos de hierro.
- El subíndice de un elemento y su valencia son lo mismo.
Repaso: cationes, aniones y valencia
Un ion es un átomo (o grupo de átomos) con carga eléctrica, porque ganó o perdió electrones:
- Catión: carga positiva (+). Un átomo que pierde electrones. Suelen serlo los metales.
- Anión: carga negativa (−). Un átomo que gana electrones. Suelen serlo los no metales.
La valencia (o número de oxidación) es un número que indica con cuántos enlaces se combina un elemento, es decir, cuántos electrones pone en juego. No es la cantidad de átomos: es una propiedad de combinación del elemento.
Muchos elementos tienen una valencia que podemos anticipar por su lugar en la tabla:
| Grupo / elemento | Valencia típica | Ejemplos |
|---|---|---|
| Metales alcalinos (Li, Na, K) | +1 | Na⁺, K⁺ |
| Alcalinotérreos (Mg, Ca, Ba) | +2 | Ca²⁺, Mg²⁺ |
| Aluminio (Al) | +3 | Al³⁺ |
| Hidrógeno (H) | +1 | H⁺ |
| Oxígeno (O) | −2 | O²⁻ |
Algunos metales tienen más de una valencia (los llamamos de valencia variable). El hierro es el caso clásico: Fe²⁺ (valencia +2) y Fe³⁺ (valencia +3). Guardemos esto, porque será decisivo al nombrar.
Para los metales con una sola valencia (Na, K, Ca, Al…) la conoces de memoria por su grupo. Para los de valencia variable (Fe, Cu, Sn, Pb…), la valencia te la dice el compuesto: la deduces sabiendo que el oxígeno vale −2 y que la fórmula debe quedar neutra (la suma de cargas da cero). Más adelante lo practicaremos al revés: sabiendo la valencia, armamos la fórmula.
Clasificar compuestos: binarios y ternarios
Antes de nombrar conviene ordenar el terreno. Una primera clasificación muy útil se basa en cuántos elementos distintos tiene el compuesto:
| Tipo | Nº de elementos distintos | Ejemplos |
|---|---|---|
| Binario | 2 | Na₂O, CaO, HCl, NaCl |
| Ternario | 3 | Ca(OH)₂, H₂SO₄, HNO₃ |
Los óxidos que veremos hoy son compuestos binarios: están formados por un elemento + oxígeno.
- Si ese elemento es un metal, hablamos de óxido básico (o simplemente “óxido metálico”).
- Si es un no metal, hablamos de óxido ácido (u “óxido no metálico”). Esos vienen después; hoy nos concentramos en los óxidos básicos.
Un óxido básico responde siempre al esquema metal + O. Ejemplos que iremos armando: Na₂O, CaO, Fe₂O₃, Al₂O₃.
Formular un óxido: el cruce de valencias
Para escribir la fórmula de un óxido básico usamos el cruce de valencias (también llamado “método del aspa”). La idea es que el compuesto quede eléctricamente neutro: las cargas positivas del metal deben compensar las cargas negativas del oxígeno.
Regla del cruce: el número de la valencia de cada elemento baja como subíndice del otro (sin el signo). Luego, simplifica los subíndices si se puede.
Veamos el método paso a paso con varios metales, siempre con O de valencia −2:
| Metal (valencia) | Cruce | Fórmula sin simplificar | Fórmula final |
|---|---|---|---|
| Na (+1) | Na₁ ↔ O… | Na₂O₁ | Na₂O |
| Ca (+2) | Ca₂ ↔ O₂ | Ca₂O₂ | CaO (se simplifica) |
| Fe (+2) | Fe₂ ↔ O₂ | Fe₂O₂ | FeO (se simplifica) |
| Fe (+3) | Fe₂ ↔ O₃ | Fe₂O₃ | Fe₂O₃ |
| Al (+3) | Al₂ ↔ O₃ | Al₂O₃ | Al₂O₃ |
Dos observaciones que evitan errores:
- El subíndice dice cuántos átomos de ese elemento hay en la fórmula. Es distinto de la valencia, que es una propiedad del elemento. En CaO, el calcio tiene valencia +2, pero su subíndice es 1 (no se escribe). ¡No son lo mismo!
- Cuando ambos subíndices son iguales, se simplifican hasta la mínima proporción de números enteros. Por eso el óxido de calcio se escribe CaO y nunca Ca₂O₂.
El cruce es una herramienta para encontrar la proporción de átomos, no la cuenta final. Ca²⁺ y O²⁻ tienen cargas de igual tamaño: se neutralizan uno a uno. La fórmula química expresa siempre la proporción mínima (la fórmula empírica), así que Ca₂O₂ se reduce a CaO. En cambio Fe₂O₃ ya está en su mínima proporción (2 y 3 no tienen divisor común), por eso ahí sí quedan los subíndices.
Los tres sistemas de nomenclatura
Una vez que tenemos la fórmula, hay tres formas oficiales de ponerle nombre. Las tres son correctas; solo cambian las reglas. Todas empiezan con la palabra “óxido”.
1. Nomenclatura tradicional (o clásica). Usa sufijos según la valencia del metal:
- Si el metal tiene una sola valencia: “óxido de + nombre” o “óxido + …ico” (ej. óxido de sodio, óxido de calcio).
- Si tiene dos valencias: -oso para la menor y -ico para la mayor. Ejemplo: Fe(+2) → óxido ferroso; Fe(+3) → óxido férrico.
2. Nomenclatura de Stock. Escribe la valencia del metal en número romano entre paréntesis, solo si el metal tiene más de una valencia:
- Fe₂O₃ → óxido de hierro(III) · FeO → óxido de hierro(II).
- Ese número romano es la valencia, no un subíndice. En “hierro(III)” hay 2 átomos de hierro (subíndice 2), pero cada uno actúa con valencia +3.
3. Nomenclatura sistemática (o estequiométrica). Usa prefijos griegos que cuentan los átomos: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-…
- Fe₂O₃ → trióxido de dihierro (3 O, 2 Fe).
- CaO → monóxido de calcio (a veces se omite “mono” para el metal: “óxido de calcio”).
El mismo compuesto, en los tres sistemas:
| Fórmula | Valencia del metal | Tradicional | Stock | Sistemática |
|---|---|---|---|---|
| Na₂O | +1 | óxido de sodio | óxido de sodio | óxido de disodio |
| CaO | +2 | óxido de calcio | óxido de calcio | monóxido de calcio |
| FeO | +2 | óxido ferroso | óxido de hierro(II) | monóxido de hierro |
| Fe₂O₃ | +3 | óxido férrico | óxido de hierro(III) | trióxido de dihierro |
| Al₂O₃ | +3 | óxido de aluminio | óxido de aluminio | trióxido de dialuminio |
Cuidado con tres confusiones muy frecuentes:
- Creer que el número romano de Stock es un subíndice. No: es la valencia. En “hierro(III)” el subíndice del hierro es 2; el (III) solo informa con qué carga trabaja.
- Confundir -oso/-ico con “poco/mucho oxígeno”. No: se refieren a la valencia menor/mayor del metal (ferroso = Fe⁺², férrico = Fe⁺³).
- Invertir el orden de los elementos en la fórmula. En los óxidos el metal va primero y el oxígeno al final (CaO, no OCa).
Sondeo — En la fórmula 'óxido de hierro(III)', el número romano III indica que hay tres átomos de hierro.
Completa las ideas centrales de la formulación y nomenclatura de óxidos:
Un óxido básico está formado por un y oxígeno, y es un compuesto porque tiene dos elementos. El oxígeno actúa con valencia . Para escribir la fórmula cruzamos las : la de cada elemento baja como del otro. Si ambos subíndices son iguales, la fórmula se : por eso el óxido de calcio se escribe y no Ca₂O₂. En la nomenclatura de Stock, la valencia del metal se anota con un número entre paréntesis.
Formula el óxido del hierro cuando actúa con valencia +3 (óxido férrico) usando el cruce de valencias, y luego verifica que la fórmula es eléctricamente neutra.
- Identifico las valencias: hierro Fe con valencia +3 y oxígeno O con valencia −2. El metal se escribe primero: Fe … O.
- Cruzo las valencias: el 3 del hierro baja como subíndice del oxígeno, y el 2 del oxígeno baja como subíndice del hierro. Uso los números sin el signo.
- Obtengo Fe₂O₃. Reviso si se puede simplificar: 2 y 3 no tienen divisor común, así que la fórmula queda igual.
- Verifico la neutralidad: 2 hierros × (+3) = +6; 3 oxígenos × (−2) = −6. La suma es +6 + (−6) = 0, por lo que el compuesto es neutro.
Resultado: Fe₂O₃ (óxido férrico / óxido de hierro(III) / trióxido de dihierro). Carga total = 0, la fórmula es correcta.
Empareja cada fórmula con su nombre en nomenclatura tradicional:
Toca un término y luego su definición para emparejarlos.
El calcio tiene valencia +2 y el oxígeno −2. ¿Cuál es la fórmula correcta del óxido de calcio?
Un estudiante ve la fórmula Fe₂O₃ y afirma: 'El (III) de óxido de hierro(III) me dice que hay tres hierros'. ¿Cuál es la corrección más precisa?
El cobre puede actuar con valencia +1 (cuproso) o +2 (cúprico). Escribe la fórmula de sus dos óxidos por cruce de valencias y nómbralos en los tres sistemas. Explica cómo distingues cuál es cuál.
síntesis
Para cerrar
Los óxidos básicos son compuestos binarios (metal + O). Su fórmula se arma por cruce de valencias (la valencia de uno baja como subíndice del otro) y se simplifica cuando los subíndices son iguales: por eso CaO, no Ca₂O₂. Un mismo óxido tiene tres nombres válidos: tradicional (-oso/-ico según valencia menor/mayor), Stock (número romano = valencia) y sistemática (prefijos mono-, di-, tri-…). La clave para no equivocarse es distinguir siempre subíndice (cuántos átomos) de valencia (con qué carga se combina). El paso siguiente aplica estas mismas reglas a los óxidos ácidos (no metal + O).
Piensa sobre tu aprendizaje
- Vuelve a las tres afirmaciones del inicio. ¿Cuáles resultaron falsas y por qué?
- ¿Qué te costó más: armar la fórmula por cruce de valencias o elegir el nombre en los tres sistemas?
- En tus palabras, ¿cuál es la diferencia entre el subíndice de un elemento y su valencia?
referencias
Bibliografía
- 01Ministerio de Educación de Chile. Programa de Estudio Química 1° medio. https://www.curriculumnacional.cl
- 02Chang, R. & Goldsby, K. (2017). Química (12ª ed.). McGraw-Hill.
- 03Petrucci, R. et al. (2017). Química General (11ª ed.). Pearson.
- 04Khan Academy. Nomenclatura inorgánica. https://es.khanacademy.org
- 05NACE International (2016). IMPACT: International Measures of Prevention, Application and Economics of Corrosion Technologies Study. http://impact.nace.org