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Física y Química 3.º ESO · Iones monoatómicos y sistemas de nomenclatura

Iones de metales con varias cargas y aniones terminados en -uro

Objetivo: Al terminar, sabrás nombrar y formular los cationes de los metales que pueden tener varias cargas, como el hierro(II) y el hierro(III), y todos los aniones monoatómicos habituales (-uro), incluidos el nitruro, el fosfuro o el hidruro.

Explicación

Metales con varias cargas

Algunos metales, sobre todo los de transición, pueden perder distinto número de electrones y formar dos cationes. Si dijéramos solo «ion hierro», no sabríamos cuál es. Por eso se añade la carga en números romanos entre paréntesis, pegada al nombre:

Catión	Nombre	Catión	Nombre
$\text{Fe}^{2+}$	ion hierro(II)	$\text{Fe}^{3+}$	ion hierro(III)
$\text{Cu}^{+}$	ion cobre(I)	$\text{Cu}^{2+}$	ion cobre(II)
$\text{Co}^{2+}$	ion cobalto(II)	$\text{Co}^{3+}$	ion cobalto(III)
$\text{Ni}^{2+}$	ion níquel(II)	$\text{Ni}^{3+}$	ion níquel(III)
$\text{Sn}^{2+}$	ion estaño(II)	$\text{Sn}^{4+}$	ion estaño(IV)
$\text{Pb}^{2+}$	ion plomo(II)	$\text{Pb}^{4+}$	ion plomo(IV)
$\text{Au}^{+}$	ion oro(I)	$\text{Au}^{3+}$	ion oro(III)

El número romano es el número de oxidación (la carga) del metal: «hierro(III)» se lee «hierro tres».
Solo se pone si el metal tiene más de una carga posible. Se dice «ion sodio», no «ion sodio(I)», porque el sodio solo forma $\text{Na}^{+}$ .
También es correcto indicar la carga con números arábigos: $\text{Fe}^{3+}$ = ion hierro(3+).
En etiquetas antiguas verás «ferroso» y «férrico»: son nombres tradicionales que la IUPAC ya no recomienda.

Todos los aniones: raíz + -uro

El número de oxidación negativo de cada no metal es la carga de su anión. Algunas raíces son irregulares (vienen del latín):

Anión	Nombre	Anión	Nombre
$\text{F}^{-}$	fluoruro	$\text{S}^{2-}$	sulfuro (azufre)
$\text{Cl}^{-}$	cloruro	$\text{Se}^{2-}$	seleniuro
$\text{Br}^{-}$	bromuro	$\text{N}^{3-}$	nitruro (nitrógeno)
$\text{I}^{-}$	yoduro	$\text{P}^{3-}$	fosfuro (fósforo)
$\text{H}^{-}$	hidruro (hidrógeno)	$\text{C}^{4-}$	carburo (carbono)
$\text{O}^{2-}$	óxido (excepción)	$\text{Si}^{4-}$	siliciuro

Cargas: grupo 17 → $-$ ; grupo 16 → $2-$ ; grupo 15 → $3-$ ; grupo 14 → $4-$ ; hidrógeno con metales → $-$ .

Deducir la carga de un catión dentro de un compuesto

Un compuesto es neutro: las cargas positivas y negativas se compensan. En $\text{FeCl}_3$ hay 3 iones $\text{Cl}^{-}$ (carga total $3-$ ), así que el hierro tiene que ser $\text{Fe}^{3+}$ : ion hierro(III).

Puntos clave

Si un metal tiene varias cargas, se indica con números romanos entre paréntesis: ion hierro(II), ion hierro(III).
Si solo tiene una carga, no se indica: ion sodio, ion calcio.
Aniones: raíz + -uro; raíces irregulares: sulfuro, nitruro, fosfuro, carburo, hidruro. El del oxígeno es ion óxido.
Carga del anión: grupo 17 → $-$ ; 16 → $2-$ ; 15 → $3-$ ; 14 → $4-$ .
En un compuesto las cargas se compensan: así se deduce la carga del metal.

Errores frecuentes

ErrorPoner el número romano a metales de una sola carga: «ion calcio(II)».
Cómo corregirloSolo se indica cuando hay más de una posibilidad. El calcio siempre es $\text{Ca}^{2+}$ : ion calcio.
ErrorDejar un espacio o escribir el número en arábigo sin signo: «ion hierro (3)».
Cómo corregirloNúmeros romanos pegados al nombre: hierro(III). Si se usan arábigos, con el signo: hierro(3+).
ErrorDecir «nitrogenuro», «fosforuro» o «azufruro».
Cómo corregirloEsas raíces son irregulares: nitruro, fosfuro, sulfuro.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. Disoluciones de colores en el laboratorio experimental (laboratorio)
En el laboratorio hay tres disoluciones: una verde pálido, que contiene iones hierro(II); una amarillo anaranjado, con iones hierro(III), y una azul intenso, con iones cobre(II). a) Escribe la fórmula de cada ion. b) ¿Cuántos electrones ha perdido cada átomo de hierro y de cobre? c) ¿Cuántos electrones tiene cada ion? (Fe: $Z = 26$ ; Cu: $Z = 29$ .)

Resolución
a) Hierro(II): $\text{Fe}^{2+}$ ; hierro(III): $\text{Fe}^{3+}$ ; cobre(II): $\text{Cu}^{2+}$ .

b) El número romano dice la carga, que es el número de electrones perdidos: el hierro(II) ha perdido 2, el hierro(III) 3 y el cobre(II) 2.

c) $\text{Fe}^{2+}$ : $26 - 2 = 24$ ; $\text{Fe}^{3+}$ : $26 - 3 = 23$ ; $\text{Cu}^{2+}$ : $29 - 2 = 27$ electrones.

Un mismo elemento (el hierro) da dos iones distintos, con propiedades distintas: hasta el color de sus disoluciones cambia.
Ejemplo 2. Del nombre al ion numérico (nombre → fórmula)
Escribe la fórmula de: a) ion plomo(IV); b) ion nitruro; c) ion estaño(II); d) ion fosfuro; e) ion hidruro; f) ion oro(III).

Resolución
a) El romano IV es la carga: $\text{Pb}^{4+}$ . b) Nitrógeno, grupo 15 → $\text{N}^{3-}$ . c) $\text{Sn}^{2+}$ . d) Fósforo, grupo 15 → $\text{P}^{3-}$ . e) Hidrógeno con carga negativa → $\text{H}^{-}$ . f) $\text{Au}^{3+}$ .

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. Fácil
Nombra estos iones: a) $\text{Fe}^{3+}$ ; b) $\text{Cu}^{+}$ ; c) $\text{Pb}^{2+}$ ; d) $\text{N}^{3-}$ ; e) $\text{P}^{3-}$ ; f) $\text{Sn}^{4+}$ ; g) $\text{Se}^{2-}$ .

Ver solución
a) Ion hierro(III). b) Ion cobre(I). c) Ion plomo(II). d) Ion nitruro. e) Ion fosfuro. f) Ion estaño(IV). g) Ion seleniuro.
Cationes de metales con varias cargas → romano entre paréntesis: a) hierro(III); b) cobre(I); c) plomo(II); f) estaño(IV). Aniones → -uro: d) nitruro; e) fosfuro; g) seleniuro.
2. Media
Escribe la fórmula de: a) ion cobalto(II); b) ion carburo; c) ion níquel(III); d) ion hidruro; e) ion cobre(II); f) ion sulfuro.

Ver solución
a) Co²⁺. b) C⁴⁻. c) Ni³⁺. d) H⁻. e) Cu²⁺. f) S²⁻.
a) $\text{Co}^{2+}$ . b) Carbono, grupo 14 → $\text{C}^{4-}$ . c) $\text{Ni}^{3+}$ . d) $\text{H}^{-}$ . e) $\text{Cu}^{2+}$ . f) Azufre, grupo 16 → $\text{S}^{2-}$ .
3. Media
Explica por qué decimos «ion potasio» y no «ion potasio(I)», pero sí «ion cobre(I)». Pon otro ejemplo de cada tipo.

Ver solución
El potasio solo forma K⁺; el cobre forma Cu⁺ y Cu²⁺ y hay que distinguirlos. Ejemplos: ion calcio / ion hierro(II).
El número romano solo sirve para distinguir entre varias cargas posibles. El potasio solo forma $\text{K}^{+}$ , así que «ion potasio» no da lugar a dudas. El cobre puede formar $\text{Cu}^{+}$ y $\text{Cu}^{2+}$ , y hay que decir cuál. Otros ejemplos: sin romano, ion calcio, ion aluminio, ion plata; con romano, ion hierro(II), ion plomo(IV), ion oro(I).
4. Difícil
Deduce la carga del catión metálico y nombra el ion en cada compuesto. Datos: $\text{Cl}^{-}$ , $\text{O}^{2-}$ , $\text{S}^{2-}$ . a) $\text{FeCl}_3$ ; b) $\text{CuO}$ ; c) $\text{PbO}_2$ ; d) $\text{Cu}_2\text{S}$ .

Ver solución
a) Fe³⁺, ion hierro(III). b) Cu²⁺, ion cobre(II). c) Pb⁴⁺, ion plomo(IV). d) Cu⁺, ion cobre(I).
Las cargas se compensan: a) 3 $\text{Cl}^{-}$ → $3-$ ; 1 Fe → $3+$ : $\text{Fe}^{3+}$ , ion hierro(III). b) 1 $\text{O}^{2-}$ → $2-$ ; 1 Cu → $2+$ : $\text{Cu}^{2+}$ , ion cobre(II). c) 2 $\text{O}^{2-}$ → $4-$ ; 1 Pb → $4+$ : $\text{Pb}^{4+}$ , ion plomo(IV). d) 1 $\text{S}^{2-}$ → $2-$ ; repartido entre 2 Cu → cada uno $+$ : $\text{Cu}^{+}$ , ion cobre(I).

Para practicar más

1. Fácil
Nombra: a) $\text{Fe}^{2+}$ ; b) $\text{Au}^{+}$ ; c) $\text{Ni}^{2+}$ ; d) $\text{Pb}^{4+}$ ; e) $\text{H}^{-}$ ; f) $\text{C}^{4-}$ ; g) $\text{Co}^{3+}$ .

Ver solución
a) Ion hierro(II). b) Ion oro(I). c) Ion níquel(II). d) Ion plomo(IV). e) Ion hidruro. f) Ion carburo. g) Ion cobalto(III).
a) hierro(II); b) oro(I); c) níquel(II); d) plomo(IV); g) cobalto(III) (metales con varias cargas → romano). e) hidruro; f) carburo (aniones, raíz irregular + -uro).
2. Fácil
Escribe la fórmula: a) ion estaño(IV); b) ion fosfuro; c) ion oro(III); d) ion nitruro; e) ion hierro(III); f) ion cobre(I).

Ver solución
a) Sn⁴⁺. b) P³⁻. c) Au³⁺. d) N³⁻. e) Fe³⁺. f) Cu⁺.
a) $\text{Sn}^{4+}$ . b) $\text{P}^{3-}$ . c) $\text{Au}^{3+}$ . d) $\text{N}^{3-}$ . e) $\text{Fe}^{3+}$ . f) $\text{Cu}^{+}$ .
3. Media
El cobre ( $Z = 29$ ) forma dos cationes y el nitrógeno ( $Z = 7$ ), un anión. a) Escribe la fórmula y el nombre de los dos cationes del cobre y calcula sus electrones. b) Haz lo mismo con el anión del nitrógeno.

Ver solución
a) Cu⁺, ion cobre(I), 28 e⁻; Cu²⁺, ion cobre(II), 27 e⁻. b) N³⁻, ion nitruro, 10 e⁻.
a) $\text{Cu}^{+}$ , ion cobre(I): $29 - 1 = 28$ electrones. $\text{Cu}^{2+}$ , ion cobre(II): $29 - 2 = 27$ electrones. b) El nitrógeno (grupo 15) gana 3 electrones: $\text{N}^{3-}$ , ion nitruro: $7 + 3 = 10$ electrones.
4. Difícil
Deduce y nombra el catión metálico de: a) $\text{SnCl}_4$ ; b) $\text{Fe}_2\text{O}_3$ ; c) $\text{Cu}_2\text{O}$ ; d) $\text{PbS}$ ; e) $\text{NiCl}_2$ . Datos: $\text{Cl}^{-}$ , $\text{O}^{2-}$ , $\text{S}^{2-}$ .

Ver solución
a) Sn⁴⁺, estaño(IV). b) Fe³⁺, hierro(III). c) Cu⁺, cobre(I). d) Pb²⁺, plomo(II). e) Ni²⁺, níquel(II).
a) 4 $\text{Cl}^{-}$ → $4-$ → $\text{Sn}^{4+}$ , ion estaño(IV). b) 3 $\text{O}^{2-}$ → $6-$ , repartido entre 2 Fe → cada uno $3+$ : $\text{Fe}^{3+}$ , ion hierro(III). c) 1 $\text{O}^{2-}$ → $2-$ , entre 2 Cu → $\text{Cu}^{+}$ , ion cobre(I). d) 1 $\text{S}^{2-}$ → $\text{Pb}^{2+}$ , ion plomo(II). e) 2 $\text{Cl}^{-}$ → $2-$ → $\text{Ni}^{2+}$ , ion níquel(II).