Una nomenclatura química es un conjunto de reglas para generar nombres sistemáticos para compuestos químicos . La nomenclatura más utilizada a nivel mundial es la creada y desarrollada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).
La nomenclatura IUPAC garantiza que cada compuesto (y sus diversos isómeros ) tenga solo un nombre formalmente aceptado conocido como nombre sistemático IUPAC ; sin embargo, algunos compuestos pueden tener nombres alternativos que también son aceptados, conocido como nombre IUPAC recomendado , que generalmente se toma del nombre común de ese compuesto. Preferiblemente, el nombre también debería representar la estructura o química de un compuesto.
Por ejemplo, el componente principal del vinagre blanco es CH
3COOH , que comúnmente se llama ácido acético y también es su nombre recomendado por la IUPAC, pero su nombre IUPAC formal y sistemático es ácido etanoico.
Las reglas de la IUPAC para nombrar compuestos orgánicos e inorgánicos están contenidas en dos publicaciones, conocidas como Libro Azul [1] [2] y Libro Rojo , [3] respectivamente. Una tercera publicación, conocida como el Libro Verde , [4] recomienda el uso de símbolos para cantidades físicas (en asociación con la IUPAP ), mientras que una cuarta, el Libro de Oro , [5] define muchos términos técnicos utilizados en química. Existen compendios similares para bioquímica [6] (el Libro Blanco , en asociación con la IUBMB ), química analítica [7] (el Libro Naranja ), química macromolecular [8] (el Libro Púrpura ) y química clínica [9] (el Libro de Plata ). Estos "libros de colores" se complementan con recomendaciones específicas publicadas periódicamente en la revista Pure and Applied Chemistry .
El objetivo principal de la nomenclatura química es eliminar la ambigüedad de los nombres hablados o escritos de los compuestos químicos: cada nombre debe referirse a un compuesto. En segundo lugar, cada compuesto debe tener un solo nombre, aunque en algunos casos se aceptan algunos nombres alternativos.
Preferiblemente, el nombre también debería representar la estructura o química de un compuesto. Esto se logra mediante la nomenclatura del Identificador Químico Internacional (InChI). Sin embargo, la nomenclatura de números CAS de la American Chemical Society no representa la estructura de un compuesto.
La nomenclatura utilizada depende de las necesidades del usuario, por lo que no existe una única nomenclatura correcta. Más bien, diferentes nomenclaturas son apropiadas para diferentes circunstancias.
Un nombre común identificará con éxito un compuesto químico, dado el contexto. Sin contexto, el nombre debe indicar al menos la composición química . Para ser más específico, es posible que el nombre deba representar la disposición tridimensional de los átomos. Esto requiere agregar más reglas al sistema estándar IUPAC (el sistema Chemical Abstracts Service (sistema CAS) es el que se usa más comúnmente en este contexto), a expensas de tener nombres más largos y menos familiares.
El sistema IUPAC es a menudo criticado por no distinguir compuestos relevantes (por ejemplo, por diferentes reactividades de los alótropos de azufre , que la IUPAC no distingue). Si bien la IUPAC tiene una ventaja legible para los humanos sobre la numeración CAS, los nombres IUPAC para algunas moléculas relevantes más grandes (como la rapamicina ) son apenas legibles para los humanos, por lo que en su lugar se utilizan nombres comunes.
En general, se entiende que los propósitos de la lexicografía y los de la nomenclatura química varían y, hasta cierto punto, están en desacuerdo. Los diccionarios de palabras, ya sea impresos tradicionales o en Internet, recopilan e informan los significados de las palabras a medida que sus usos aparecen y cambian con el tiempo. Para los diccionarios de Internet con un proceso editorial formal limitado o nulo, las definiciones (en este caso, definiciones de nombres y términos químicos) pueden cambiar rápidamente sin preocuparse por los significados formales o históricos. Sin embargo, la nomenclatura química (con la nomenclatura IUPAC como mejor ejemplo) es necesariamente más restrictiva: su propósito es estandarizar la comunicación y la práctica de modo que, cuando se utiliza un término químico, tenga un significado fijo relacionado con la estructura química, brindando así información sobre las propiedades químicas. y funciones moleculares derivadas. Estos diferentes propósitos pueden afectar la comprensión, especialmente en lo que respecta a las clases de sustancias químicas que han logrado la atención popular. Ejemplos del efecto de estos son los siguientes:
El rápido ritmo al que pueden cambiar los significados en Internet, en particular para compuestos químicos con beneficios percibidos para la salud, atribuidos correcta o incorrectamente, complica la monosemia de la nomenclatura (y, por lo tanto, el acceso a la comprensión de SAR). En el artículo sobre polifenoles aparecen ejemplos específicos , donde las diferentes definiciones de Internet y de uso común entran en conflicto con cualquier nomenclatura química aceptada que conecte la estructura de los polifenoles y la bioactividad ).
La nomenclatura de la alquimia es descriptiva, pero no representa eficazmente las funciones mencionadas anteriormente. Las opiniones difieren sobre si esto fue deliberado por parte de los primeros practicantes de la alquimia o si fue una consecuencia de las teorías particulares (y a menudo esotéricas) según las cuales trabajaban. Si bien ambas explicaciones son probablemente válidas hasta cierto punto, es destacable que el primer sistema "moderno" de nomenclatura química apareció al mismo tiempo que la distinción (por Lavoisier ) entre elementos y compuestos , a finales del siglo XVIII.
El químico francés Louis-Bernard Guyton de Morveau publicó sus recomendaciones [10] en 1782, esperando que su "método constante de denominación" "ayudara a la inteligencia y aliviara la memoria". El sistema fue perfeccionado en colaboración con Berthollet , de Fourcroy y Lavoisier , [11] y promovido por este último en un libro de texto que sobreviviría mucho después de su muerte en la guillotina en 1794. [12] El proyecto también fue respaldado por Jöns Jakob Berzelius , [13] [14] quienes adaptaron las ideas al mundo de habla alemana.
Las recomendaciones de Guyton se referían únicamente a lo que hoy se conocería como compuestos inorgánicos. Con la expansión masiva de la química orgánica a mediados del siglo XIX y la mayor comprensión de la estructura de los compuestos orgánicos, se sintió la necesidad de un sistema de nomenclatura menos ad hoc justo cuando se dispuso de la base teórica para hacerlo posible. En 1892, las sociedades químicas nacionales convocaron en Ginebra una conferencia internacional de la que surgieron las primeras propuestas de normalización ampliamente aceptadas. [15]
En 1913 el Consejo de la Asociación Internacional de Sociedades Químicas creó una comisión, pero su trabajo fue interrumpido por la Primera Guerra Mundial . Después de la guerra, la tarea pasó a la recién formada Unión Internacional de Química Pura y Aplicada , que nombró por primera vez comisiones para la nomenclatura orgánica, inorgánica y bioquímica en 1921 y continúa haciéndolo hasta el día de hoy.
Se ha desarrollado nomenclatura tanto para la química orgánica como para la inorgánica. También hay designaciones que tienen que ver con la estructura; consulte Descriptor (química) .
Para los compuestos binarios iónicos de tipo I , el catión (un metal en la mayoría de los casos) se nombra primero y el anión (generalmente un no metal ) se nombra en segundo lugar. El catión conserva su nombre elemental (p. ej., hierro o zinc ), pero el sufijo del no metal cambia a -ido . Por ejemplo, el compuesto LiBr está formado por cationes Li + y aniones Br − ; por eso, se le llama bromuro de litio . El compuesto BaO , que está compuesto de cationes Ba 2+ y aniones O 2− , se conoce como óxido de bario .
El estado de oxidación de cada elemento es inequívoco. Cuando estos iones se combinan en un compuesto binario de tipo I, sus cargas iguales pero opuestas se neutralizan, por lo que la carga neta del compuesto es cero.
Los compuestos binarios iónicos de tipo II son aquellos en los que el catión no tiene un solo estado de oxidación. Esto es común entre los metales de transición . Para nombrar estos compuestos, se debe determinar la carga del catión y luego representar el nombre como se haría con los compuestos iónicos de tipo I, excepto que se escribe un número romano (que indica la carga del catión) entre paréntesis al lado del catión. nombre (esto a veces se denomina nomenclatura de acciones ). Por ejemplo, para el compuesto FeCl 3 , el catión hierro , puede presentarse como Fe 2+ y Fe 3+ . Para que el compuesto tenga una carga neta de cero, el catión debe ser Fe 3+ para que los tres aniones Cl − puedan equilibrarse (3+ y 3− se equilibran a 0). Por tanto, este compuesto se denomina cloruro de hierro (III) . Otro ejemplo podría ser el compuesto PbS 2 . Debido a que el anión S 2− tiene un subíndice 2 en la fórmula (dando una carga 4−), el compuesto debe equilibrarse con una carga 4+ en el catión Pb ( el plomo puede formar cationes con una carga 4+ o 2+). ). Por lo tanto, el compuesto está formado por un catión Pb 4+ por cada dos aniones S 2− , el compuesto está equilibrado y su nombre se escribe como sulfuro de plomo (IV) .
A veces también se utiliza un sistema más antiguo, que se basa en nombres latinos para los elementos, para nombrar compuestos binarios iónicos de tipo II. En este sistema, al metal (en lugar de un número romano al lado) se le agrega un sufijo "-ic" o "-ous" para indicar su estado de oxidación ("-ous" para menor, "-ic" para mayor ). Por ejemplo, el compuesto FeO contiene el catión Fe 2+ (que se equilibra con el anión O 2− ). Dado que este estado de oxidación es menor que la otra posibilidad ( Fe 3+ ), a este compuesto a veces se le llama óxido ferroso . Para el compuesto SnO 2 , el ion estaño es Sn 4+ (equilibrando la carga 4- en los dos aniones O 2- ), y debido a que este es un estado de oxidación más alto que la alternativa ( Sn 2+ ), este compuesto es denominado óxido estánnico .
Algunos compuestos iónicos contienen iones poliatómicos , que son entidades cargadas que contienen dos o más tipos de átomos unidos covalentemente. Es importante conocer los nombres de los iones poliatómicos comunes; éstas incluyen:
La fórmula Na 2 SO 3 denota que el catión es sodio , o Na + , y que el anión es el ion sulfito ( SO2-3). Por ello, este compuesto recibe el nombre de sulfito de sodio . Si la fórmula dada es Ca(OH) 2 , se puede ver que OH − es el ion hidróxido. Dado que la carga del ion calcio es 2+, tiene sentido que deba haber dos iones OH − para equilibrar la carga. Por ello, el nombre del compuesto es hidróxido de calcio . Si se le pide a uno que escriba la fórmula del cromato de cobre (I), el número romano indica que el ion cobre es Cu + y se puede identificar que el compuesto contiene el ion cromato ( CrO) .2-4). Se necesitan dos de los iones de cobre 1+ para equilibrar la carga de un ion cromato 2−, por lo que la fórmula es Cu 2 CrO 4 .
Los compuestos binarios de tipo III están unidos covalentemente . El enlace covalente se produce entre elementos no metálicos. Los compuestos unidos covalentemente también se conocen como moléculas . Para el compuesto, el primer elemento se nombra primero y con su nombre elemental completo. El segundo elemento se nombra como si fuera un anión (nombre base del elemento + sufijo -ide ). Luego, se utilizan prefijos para indicar los números de cada átomo presente: estos prefijos son mono- (uno), di- (dos), tri- (tres), tetra- (cuatro), penta- (cinco), hexa- ( seis), hepta- (siete), octa- (ocho), nona- (nueve) y deca- (diez). El prefijo mono- nunca se utiliza con el primer elemento. Así, NCl 3 se denomina tricloruro de nitrógeno , BF 3 se denomina trifluoruro de boro y P 2 O 5 se denomina pentóxido de difósforo (aunque la a del prefijo penta- en realidad no debe omitirse antes de una vocal: el Libro Rojo de la IUPAC 2005, página 69 establece: "Las vocales finales de los prefijos multiplicativos no deben omitirse (aunque "monóxido", en lugar de "monoóxido", es una excepción permitida debido al uso general).").
El dióxido de carbono se escribe CO 2 ; tetrafluoruro de azufre se escribe SF 4 . Sin embargo, algunos compuestos tienen nombres comunes que prevalecen. El H2O , por ejemplo, suele denominarse agua en lugar de monóxido de dihidrógeno , y el NH3 se denomina preferentemente amoníaco en lugar de trihidruro de nitrógeno .
Este método de denominación generalmente sigue la nomenclatura orgánica establecida por la IUPAC. Los hidruros de los elementos del grupo principal (grupos 13 a 17) reciben el nombre base que termina en -ano , por ejemplo, borano ( BH 3 ), oxidano ( H 2 O ), fosfano ( P H 3 ) (aunque el nombre fosfina también es (en uso común, no lo recomienda la IUPAC). Por tanto, el compuesto P Cl 3 se denominaría sustitutivamente triclorofosfano (con cloro "sustituyendo"). Sin embargo, no todos estos nombres (o raíces) se derivan del nombre del elemento. Por ejemplo, el NH3 se denomina " azano " .
Este método de denominación se ha desarrollado principalmente para compuestos de coordinación, aunque puede aplicarse más ampliamente. Un ejemplo de su aplicación es el cloruro de [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 , pentaaminocloridocobalto(III).
Los ligandos también tienen una convención de nomenclatura especial. Mientras que cloruro se convierte en el prefijo cloro- en la denominación sustitutiva, para un ligando se convierte en cloro- .
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