Óxidos, peróxidos e hidróxidos: formulación y nomenclatura

Introducción

Los óxidos, los peróxidos y los hidróxidos son los primeros compuestos que se estudian en formulación inorgánica porque contienen oxígeno en su forma más sencilla. Están por todas partes: el óxido de hierro es la herrumbre, el dióxido de carbono es el gas que exhalamos y el hidróxido de sodio es la sosa cáustica.

En este artículo aprenderás a formularlos con la regla del intercambio de números de oxidación, a nombrarlos con las nomenclaturas estequiométrica y de Stock (IUPAC 2005) y a evitar los errores típicos. Para seguir con el resto de la formulación, consulta los artículos de hidruros, sales binarias, oxoácidos y oxisales. Para practicar, la hoja de 200 ejercicios de formulación inorgánica y la guía completa están en el material descargable.

1. Óxidos

Un óxido es una combinación de oxígeno con otro elemento (metálico o no metálico), con la excepción de los halógenos. En ellos el oxígeno actúa con número de oxidación $-2$ y el otro elemento con número de oxidación positivo.

Cómo formular. Se escribe primero el elemento y después el oxígeno; se intercambian los números de oxidación, que pasan a ser subíndices; y se simplifica si es posible.

Los números de oxidación se cruzan y se convierten en subíndices.

Si los subíndices tienen un divisor común, se simplifican: el magnesio ($+2$) y el oxígeno ($-2$) darían $\text{Mg}_2\text{O}_2$, que se simplifica a $\text{MgO}$.

Cómo nombrar. Hay dos formas habituales:

• Nomenclatura estequiométrica (de composición): se indica con prefijos griegos cuántos átomos hay de cada elemento: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-. Ejemplo: $\text{Fe}_2\text{O}_3$ es el trióxido de dihierro.
• Nomenclatura de Stock: se nombra «óxido de» seguido del elemento y, si tiene varios números de oxidación, su valor en números romanos entre paréntesis. Ejemplo: $\text{Fe}_2\text{O}_3$ es el óxido de hierro(III).

2. Peróxidos

Los peróxidos contienen el ion peróxido $\text{O}_2^{2-}$, en el que el oxígeno tiene número de oxidación $-1$. Lo importante es que el subíndice 2 del oxígeno no se simplifica, porque indica que hay dos átomos de oxígeno unidos.

3. Hidróxidos

Los hidróxidos son compuestos formados por un metal y el ion hidróxido $\text{OH}^-$ (con número de oxidación $-1$). Para formularlos se escribe el metal y, a continuación, tantos grupos $\text{OH}$ como indique su número de oxidación; si hay más de uno, el grupo se encierra entre paréntesis: $\text{Ca(OH)}_2$.

Se nombran con «hidróxido de» + el metal. En la nomenclatura estequiométrica se añaden prefijos (di-, tri-...) al término hidróxido; en la de Stock, el número de oxidación entre paréntesis si hay varios posibles.

4. Ejercicios resueltos

Ejercicio 1. Formula los siguientes compuestos.

1. Óxido de aluminio. Al ($+3$) y O ($-2$): se cruzan los números, $\text{Al}_2\text{O}_3$. No se puede simplificar.
2. Óxido de hierro(III). Fe con número de oxidación $+3$: $\text{Fe}_2\text{O}_3$.
3. Dióxido de azufre. El prefijo «di» indica dos oxígenos y no hay prefijo para el azufre: $\text{SO}_2$.
4. Hidróxido de calcio. Ca ($+2$) necesita dos grupos $\text{OH}$: $\text{Ca(OH)}_2$.
5. Peróxido de potasio. $\text{K}^+$ y $\text{O}_2^{2-}$: $\text{K}_2\text{O}_2$ (el subíndice 2 del oxígeno no se simplifica).
6. Hidróxido de cobre(II). Cu con $+2$: $\text{Cu(OH)}_2$.

Ejercicio 2. Nombra los siguientes compuestos con las dos nomenclaturas.

Cómo se razona uno de ellos. En $\text{N}_2\text{O}_3$ hay 3 átomos de oxígeno (trióxido) y 2 de nitrógeno (dinitrógeno), luego trióxido de dinitrógeno. Para Stock se halla el número de oxidación del nitrógeno: $2x + 3 \cdot (-2) = 0$, luego $x = +3$ y el nombre es óxido de nitrógeno(III).

5. Errores frecuentes

• ⚠️ Olvidar los paréntesis en los hidróxidos. $\text{Ca(OH)}_2$ es el hidróxido de calcio; $\text{CaOH}_2$ estaría mal escrito porque el subíndice 2 afectaría solo a la H
• ⚠️ Simplificar un peróxido. $\text{H}_2\text{O}_2$ y $\text{Na}_2\text{O}_2$ no se simplifican: el subíndice del oxígeno indica el ion $\text{O}_2^{2-}$
• ⚠️ Poner mal el orden de los elementos. En la fórmula va primero el elemento y al final el oxígeno ($\text{Fe}_2\text{O}_3$), pero en el nombre aparece primero el óxido
• ⚠️ Escribir el número romano sin calcularlo. Se obtiene resolviendo la suma de números de oxidación = 0; no es el subíndice de la fórmula
• ⚠️ Confundir hidróxido con óxido. Un hidróxido contiene el grupo OH; un óxido solo contiene oxígeno. $\text{NaOH}$ y $\text{Na}_2\text{O}$ son distintos

6. 📌 En 30 segundos

1. Óxidos: oxígeno ($-2$) con otro elemento; se cruzan los números de oxidación y se simplifica.
2. Peróxidos: contienen $\text{O}_2^{2-}$ y el subíndice 2 del oxígeno no se simplifica ($\text{H}_2\text{O}_2$, $\text{Na}_2\text{O}_2$).
3. Hidróxidos: metal + grupos $\text{OH}^-$; con más de uno, entre paréntesis: $\text{Ca(OH)}_2$.
4. Estequiométrica: prefijos mono-, di-, tri-... Stock: número de oxidación en romanos entre paréntesis.
5. Los compuestos de oxígeno con halógenos no son óxidos en la IUPAC 2005.

Para seguir estudiando

• Hidruros
• Sales binarias
• Oxoácidos: formulación y nomenclatura